人体没有蓝色素，那为什么会有蓝眼睛？ | 睡前科学故事
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大朋友小朋友们，第一次见到蓝眼睛的外国人的时候，你肯定会好奇，为什么他们的眼睛是蓝颜色的？
有人可能会告诉你，这和他们眼睛里的色素有关系。
可是，人体内是没有蓝色素的。别说人类了，大多数脊椎动物都无法产生蓝色素。
实际上，到目前为止除了2种脊椎动物，其实就是2种鱼——花斑连鳍䲗 （xián） 和变色连鳍䲗以外，人们没有发现任何能够制造蓝色色素的脊椎动物。
（花斑连鳍䲗 xián （上）和变色连鳍䲗（下），它们是唯一能够制造蓝色素的脊椎动物）
蓝色素在两栖动物和植物中很常见，比如许多青蛙就是蓝色的。至于为什么脊椎动物无法产生蓝色素，还没有人能解释为什么。
（活着的非洲洛马米长尾猴的屁屁是蓝色的，就像穿着牛仔裤；死了以后(右图)，就会变成白色，这证明洛马米长尾猴的蓝色是一种结构色（见下文）。实际上，除了上面提到的2种鱼以外，没有脊椎动物能产生蓝色素。）
既然人体内没有蓝色素，那么为什么会有蓝色的眼睛呢？
简单地说，这个问题的答案，在天上。
人眼的蓝色，和天空呈现蓝色的原理是类似的。
这个结论步子迈得有点大。我们一步一步地解释。
人眼睛的颜色，主要指的是虹膜的颜色。虹膜就是能够形成瞳孔的眼部结构。
（蓝色的虹膜，中间的黑洞是瞳孔）
虹膜大致分为正反两层：正面的是虹膜基质和覆盖在上面的上皮细胞层，为了方便，我们叫它虹膜正面；虹膜背面的一层上皮细胞，主要是色素细胞。这两层结构都含有色素。
（虹膜的结构）
虹膜的颜色，和两种色素有关。
这两种色素叫做黑色素和脂色素。黑色素是黑色的，脂色素是黄色的。
我们知道可见光中，有波长较长的光和波长较短的光。波长较长的光是红色、橙色的；波长较短的光是蓝色、紫色的；波长中等的光是黄色、绿色的。黑色素可不管你长波还是短波，它会一律吸收，所以才呈现出黑色。
(皮肤中黑色素的多少决定了人的肤色)
黑色素是决定一个人肤色的主要色素。黑色素多的话，皮肤就黑。除了我们的皮肤以外，头发、血管、内耳，甚至大脑里也有黑色素。皮肤、头发和眼睛里没有黑色素的人，就是白化病人。
(白化病人的头发、皮肤和虹膜都缺乏黑色素，他们的眼睛常常是蓝色，甚至是红色的)
除了极少数的情况（比如白化病人），一般人的虹膜背面都有黑色素。但是虹膜正面黑色素的含量就因人而异了。
脂色素就更加挑人了，并不是所有人都有脂色素。
棕色和黑色的眼睛和黑色素有直接关系。
在棕色或黑色的眼睛里，虹膜背面和虹膜正面含有大量的黑色素。所以，如果这两层细胞中黑色素含量高的话，虹膜看起来就是棕黑色的。包括中国人在内的大部分东亚人的眼睛之所以是棕黑色的，就是这个原因。
琥珀色的眼睛和脂色素有关。
(琥珀色的眼睛)
如果虹膜中还含有脂色素，那么眼睛看起来就是琥珀色的。
好的，黑色素、脂色素和眼睛颜色的关系你已经明白了。那么蓝色的眼睛究竟是怎么一回事呢？
首先，蓝色眼睛的虹膜背面的黑色素含量不少，但是虹膜正面却几乎不含黑色素，所以蓝眼睛的人的虹膜的正面是透明的。
（少见的蓝眼睛考拉，原理也是瑞利散射）
当光线照射到透明的虹膜正面的时候，不会被吸收，而是会发生散射。
散射是啥？
你可以把光线看成是一些一起运动的小球。它们运动的时候会撞到一些小的物体，比如虹膜中的分子。这时候，光线就好像雨水打在凹凸不平的地面上一样，会溅得到处都是，这就是散射。
（散射示意图：蓝光容易散射）
其中，短波的光，也就是蓝光，更加容易发生这个现象。而长波的光则不太容易散射，而是一路向前冲，最终被虹膜背面的黑色素吸收。这种散射有个名字，叫做瑞利散射。
(面粉悬浮在水中，看起来是蓝色的，也是因为散射)
说到这里你应该明白了，蓝光因为被虹膜正面朝各个方向“反弹”了回来，而其他光线则被虹膜背面的黑色素吸收了，因此虹膜看起来就成了蓝色。
天空之所以是蓝色，也是因为瑞利散射。瑞利散射让短波的蓝光布满了整个天空，因此天空是蓝色的。
（瑞利散射在日落之后更加明显，天空看起来非常蓝。这张照片的拍摄时间是日落后约一小时。）
那我们是不是看不见天空中别的颜色的光线了呢？
并不是。在正对着太阳的地方，天空看起来白一些，这就是因为各色光你都能看见的缘故。
(天空中的散射)
那么灰色的眼睛呢？
（灰色的眼睛）
灰色眼睛的原理和蓝色眼睛差不多，也和散射有关。只不过，灰眼睛里有大量的胶原，这时候不仅蓝光会发生散射，其他颜色的光也会。这就好比天空中云多的时候，看起来就是灰色而不是蓝色一样。造成灰色眼睛的散射叫做米式散射。
（各种颜色的眼睛和色素以及虹膜结构之间的关系）
那么，绿眼睛是怎么一回事呢？
实际上，人体内也没有绿色色素。
（《国家地理》最著名的照片之一——巴基斯坦姑娘的绿眼睛）
有些人眼睛发绿是因为，他们虹膜背面的黑色素比蓝眼睛的人还少，而且他们的虹膜正面除了没有黑色素以外，还含有一些脂色素。蓝色的散射光加上脂色素的黄色，没错，答案就是绿色。
其实，蓝眼睛的蓝色，是一种“结构色”。
（蝴蝶的翅膀绚丽的色彩是因为翅膀表面的精细结构，而不是本身的色素的作用）
这种因为物体表面结构和光的相互作用（主要是散射、干涉或衍射）而产生的颜色叫做结构色（也叫物理色）。这和色素产生的颜色——色素色（也叫化学色）是不同的。
（一种杜若属的植物 Pollia condensata 的果子，是大自然中最蓝的东西，但是，它也是结构色）
蓝色、绿色的羽毛、孔雀七彩的羽毛、一些蝴蝶的翅膀、许多热带鱼的鱼鳞、章鱼、还有《少年Pi的奇幻漂流》中鲯（qí）鳅（qiū）的颜色，都是结构色，而不是色素造成的。
(《少年Pi的奇幻漂流》中鲯（qí）鳅（qiū）的绚烂颜色也是结构色，受神经控制，在死后消失。)
在日常生活中，肥皂泡还有CD表面的绚丽色彩，也是结构色。
那么，为什么有人的眼睛是黑色的，有人的眼睛却是蓝色或是别的颜色呢？
当然不是基因…才怪。科学家们认为，一开始所有人的眼睛都是棕黑色的。后来在1万年前出现了蓝眼睛的基因变异。人的眼睛的颜色主要由2个基因决定，而它们都长在第15号染色体上面。
地上走的脊椎动物不产生蓝色素
所以说...
你们原本的颜色到底是什么啊？
细思极恐...
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参考资料：ScientificAmerican, NewYorkTimes, Northernwoodlands.org, Wikipedia等
图片来源：wikipedia, hk.phy, pinterest等