我们终于知道细菌如何在没有色素的情况下发出绚丽的色彩
从移动石龙子彩虹到令人眼花缭乱的蜂鸟金属色，许多生物显示由纳米结构编织光波长而产生。
由乌得勒支大学生物信息学家阿尔德特·佐默领导的研究人员现在已经查明了允许细菌利用这种生动现象的基因。
发出颜色的地方颜料是剩下的部分可见光谱那些没有被吸收的，结构色由光反射时的干涉方式产生。
投影的颜色取决于材料表面上的小尺度结构如何引导光线，从而导致某些波长组合或抵消。观看者所看到的内容会根据其观看角度而变化，从而导致颜色强度或虹彩颜色过渡的巨大变化。
单个微生物，例如海洋细菌溶藻海杆菌，可以充当纳米结构，相互协调形成精确图案的集落，使它们能够反射特定的波长。
“具有结构颜色的细菌菌落是操纵光的活纳米结构，我们已经确定了与它们产生过程相关的几种分子途径，”佐默和团队在他们的论文中写下。
研究人员将 87 种能够形成有色结构菌落的细菌菌株的基因组与 30 种无色菌株的基因组进行了比较，以找到这种现象的遗传指纹。在人工智能模型的帮助下，该团队随后探索了 250,000 个细菌基因组和 14,000 个环境样本，以了解其他哪些细菌具有结构颜色。
令人惊讶的是，结构色甚至出现在生活在没有光反射的地方的细菌中。
“我们发现负责结构颜色的基因主要存在于海洋、淡水以及潮间带和深海区域等特殊栖息地，”解释耶拿大学病毒生态学家 Bas Dutilh。 “相比之下，与宿主相关的栖息地（例如人类微生物组）中的微生物表现出非常有限的结构颜色。”
这种结构颜色出现在海洋深处，表明所涉及的纳米结构可能服务于生物过程，而不是让观察者眼花缭乱。例如，它们可以充当防御结构研究人员解释说，或者帮助细胞锁定漂浮的食物颗粒。
或者，细菌中的结构颜色甚至可能仅仅是细菌如何将自身组织成菌落的副作用。
了解大自然如何创造结构色可以使我们开发出环保材料持久的色彩和其他理想的属性，如。
这项研究发表于美国国家科学院院刊。
