從玻璃翼蝶到變色章魚，「進(jìn)化」猶如一位瘋狂的科學(xué)家。

在秘魯雨林中徒步旅行時，距離最近的叢林定居點(diǎn)有八小時船程的地方，生物學(xué)家亞倫·波默蘭茨看到了一些看似微小無形的噴氣式飛機(jī)在小徑上穿梭。“我當(dāng)時拿著網(wǎng)在那里試圖捕捉東西，”他說，“而這些小東西突然改變了方向，然后就消失了。”

這是他首次近距離接觸透明翅蝴蝶，這種昆蟲棲息在中南美洲的森林中，并擁有一種非凡的偽裝手段：透明或“玻璃”般的翅膀使它們在茂密的林下植被中尤其難以被發(fā)現(xiàn)。

“這就像是隱身的能力，”波默蘭茨說，他是一項(xiàng)發(fā)表在《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)雜志》上的研究的主要作者，該研究探討了透明翅膀是如何形成的。“如果你能披上隱形斗篷，捕食者就更難發(fā)現(xiàn)你。在海洋環(huán)境中有許多透明物種，但在陸地上這種情況要少見得多。這真的引出了一個問題：‘在陸地上實(shí)現(xiàn)透明需要什么條件？”

一些適應(yīng)性使得某些蝴蝶的翅膀變得透明，比如這只Cithaerias esmeralda。

圖片由亞倫·波默蘭茨提供。

通過研究玻璃翼蝶（學(xué)名：Greta oto）在蛹發(fā)育不同階段的翅膀，波默蘭茨與他在加州大學(xué)伯克利分校、伍茲霍爾海洋生物實(shí)驗(yàn)室和加州理工學(xué)院的同事們發(fā)現(xiàn)翅膀透明性與以下因素有關(guān)：

鱗片形態(tài)和密度的變化：通常，蝴蝶翅膀上的微小鱗片負(fù)責(zé)產(chǎn)生色彩。在玻璃翼蝶的透明區(qū)域，這些鱗片數(shù)量較少，形態(tài)呈細(xì)長的剛毛狀，而在不透明區(qū)域則為扁平、圓形。這種獨(dú)特的鱗片配置有助于減少光的反射，增強(qiáng)透明度。

蠟質(zhì)納米柱層：翅膀表面覆蓋有一層微小的蠟質(zhì)納米柱，這些結(jié)構(gòu)在明亮陽光下能有效防止眩光。當(dāng)光線照射到這些納米結(jié)構(gòu)時，它不會反射，而是直接穿過，從而提供更好的透明度。

如果這看起來像是一種獨(dú)特的適應(yīng)，其實(shí)不然。“這種情況已經(jīng)多次進(jìn)化，”波默蘭茨說。他指出，有數(shù)百種蝴蝶和蛾類擁有玻璃般的翅膀。雖然它們只占鱗翅目的一小部分，但它們構(gòu)成了陸地上這種透明現(xiàn)象的罕見案例中的大多數(shù)。玻璃蛙是另一個例子，它們表現(xiàn)出不同程度的皮膚半透明性。

另一方面，在海洋環(huán)境中，透明性相對容易實(shí)現(xiàn)，這部分歸功于水的視覺和物理特性。海洋中充滿了透明物種，從水母和海綿到甲殼類、頭足類，甚至魚類。21年夏季，在太平洋鳳凰群島附近的深海探險中，研究人員在施密特海洋研究所的“福爾庫爾”號上兩次罕見地觀測到透明章魚。這表明，在海洋中，透明性是一種常見且有效的生存策略。

一只玻璃翼蝶停在亞倫·波默蘭茨的筆記上。

相比之下，陸地上的透明物種要少得多。陸地環(huán)境需要生物發(fā)展出特殊的適應(yīng)性，例如在組織超微結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整，以影響其光學(xué)特性。生物學(xué)家勞拉·巴格（Laura Bagge）在杜克大學(xué)進(jìn)行博士論文研究期間，曾在一次研究航行中對透明動物產(chǎn)生了濃厚興趣。

她從一桶海洋生物中撈起一個神秘標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)它堅(jiān)硬如龍蝦，但完全透明。這是一種類似蝦的甲殼類動物，名為Cystisoma，體型可達(dá)成人手掌大小。巴格對其硬外殼和肌肉發(fā)達(dá)卻完全透明的特性感到驚訝，激發(fā)了她對動物透明性的深入研究。

勞拉·巴格表示：“你可以把它想象成在水中放置一塊玻璃。”她解釋道，這種環(huán)境比陸地更為單調(diào)，且不受重力影響。因此，這些動物通常是某種水生、浮力十足的生物，沒有脊椎或在陸地上生存所需的致密結(jié)構(gòu)。

想象一下經(jīng)典的《大白鯊》場景——從鯊魚視角看，一個游泳者的剪影在上方透下的光線中顯現(xiàn)。在陽光明媚的地方，水下捕食者很容易看到不透明的形狀，因此保持透明有助于避開它們。在更深的海洋中，這種透明性同樣重要，因?yàn)榧词乖跓o光帶（即陽光無法滲透的深度），許多生物發(fā)光的動物也會發(fā)出自己的光芒。

這只玻璃章魚最近在太平洋偏遠(yuǎn)鳳凰群島附近被發(fā)現(xiàn)。施密特海洋研究所。

巴格發(fā)現(xiàn)，Cystisoma的外殼具有類似玻璃翼蝴蝶翅膀上的微觀結(jié)構(gòu)，這些微小的結(jié)構(gòu)有助于其保持透明。這些納米結(jié)構(gòu)啟發(fā)了在太陽能電池板、眼鏡和相機(jī)中應(yīng)用防反射涂層的設(shè)計(jì)。此外，Cystisoma的肌肉還有其他適應(yīng)性，使其保持透明，這是巴格計(jì)劃在未來研究論文中探討的主題。

然而，有時保持不透明反而更有利。為了躲避深海捕食者，這些捕食者進(jìn)化出了生物探照燈來照射潛在獵物，兩種頭足類動物——日本小章魚（Japetella heathi）和班氏爪魷（Onychoteuthis banksii）——在需要時能夠迅速從透明變?yōu)椴煌该鳌?/span>

一種名為 Phronima 的深海甲殼類動物（如圖所示，背負(fù)幼體）是完全透明的種類之一。這類生物生活在全球各大洋的深海中，體型相對較大。 

巴格表示：“它們大多數(shù)時間保持透明，但如果捕食者對其照射藍(lán)光，它們會立即變換成一種吸收光線的色素外衣。”她解釋道，如果它們在那個深度完全透明，就像在夜晚對著窗戶照射手電筒，你會看到反射，而不是像夜晚的黑色天鵝絨那樣吸收光線。