鸟类可以说是颜色最丰富的陆生脊椎动物类群。看图： 

秋冬季节从山上下来在青岛过冬的有着橙红肚皮和尾巴和北红尾鸲（Phoenicurus auroreus）

春天路过青岛飞往北方生宝宝的的小黄鸟白眉姬鹟（Ficedula zanthopygia）

秋季从青岛路过准备回南方过冬的小蓝鸟—白腹蓝鹟（Cyanoptila cyanomelana）张逸雷摄，已获得授权。

拥有红黄蓝三色的蓝八色鸫（Hydrornis cyaneus）薛泊宁，已获得授权。       

就连北方最常见的喜鹊（Pica pica），其实也是绚丽多彩的。       

嗯？喜鹊绚丽多彩？作者你是在逗我吗？       

喜鹊不是长这样吗？

黑不溜秋的，跟只乌鸦一样。

诶，这位朋友，你其实也没有说错，喜鹊有时候确实是黑不溜秋的，而且它确实属于鸦科Corvidae，和乌鸦们同属一个科，亲缘关系挺近，说它是乌鸦也不为过。

不过有时候喜鹊长这样：

虽然这两个图片不是同一只鸟，但我对天发誓这真是同一种鸟，都是我在校园里面拍摄的喜鹊。

为什么会有这种变化？

我们日常生活中所看到的颜色分为两种，一种是化学色，一种是物理色。化学色又称为色素色，是物体所含的色素吸收光产生的颜色。物理色又称为结构色，是光在微结构中反射、衍射、折射等作用下形成的颜色。

鸟类羽毛依靠化学色素、结构或者两者同时作用来形成颜色。

上图中喜鹊背部羽毛颜色形成中结构色占了很大的比重，所以这些羽毛会随着光线角度的变化而在我们眼中呈现出不同的颜色。而复旦大学的研究人员把孔雀羽毛放入甘油里面，发现测量的光学反射谱发生了变化，证明孔雀的羽毛颜色的形成完全依靠光子晶体结构。其他生物利用结构色的例子不胜枚举。蝴蝶的翅膀上附着无数鳞片，这些细小的鳞片呈粉末状，排列整齐。利用电子显微镜可以发现这些鳞片具有多种微结构，有的能够散射光，有的能够产生衍射，从而产生了色彩斑斓的颜色。而北极熊的羽毛本身是中空透明的，因为反射了光而在视觉上呈现出白色。形成羽毛颜色常见的色素有类胡萝卜素和黑色素。

类胡萝卜素不能够被鸟类自身合成，只能够从食物中摄取。最典型的例子就是大红鹳（Phoenicopterus roseus），也就是人们常说的火烈鸟中的一种。大红鹳出生的时候并不红，而是白色或者灰色，它们食物中的虾青素（一种类胡萝卜素）在体内积累，大红鹳的翅膀便变成了粉红色。动物园里面的大红鹳因为投喂的食物缺乏虾青素，所以粉红色就慢慢消退，变白了。甲壳类动物，比如螃蟹和虾活的时候是颜色大多为青色，煮熟了变成红色也是由于它们的壳含有的大量虾青素。平时这些虾青素和蛋白质结合在一起，显示不出红色。但当它们死亡或者煮熟以后，蛋白质结构损坏和虾青素脱离，使得虾青素显色。

黑色素分为真黑素和褐黑素。真黑素主要形成羽毛的灰、黑色，褐黑素主要形成从红褐色到黄色等诸多色彩。同时，含有黑色素的黑色素体的形状直接决定羽毛的颜色。杆状的黑色素体和羽毛的灰、黑色有关系，而球状的黑色素体则与红、橘色有关系。如果鸟类羽毛含有这两种黑色素体，就能够形成多种颜色；如果两种黑色素体都没有，那么就会形成白色羽毛。

黑色素不仅能够形成色彩，还能够增强羽毛的结构强度。上个世纪国外有科学家研究过，含黑色素羽毛的硬度比不含黑色素羽毛高约39%，也就是说要抵御同样的磨损，不含黑色素的羽毛需要比含黑色素的羽毛厚39%。难怪很多鸟类翅膀尖的羽毛都是黑色的~

红嘴鸥（Chroicocephalus ridibundus）的黑色翅膀尖       

羽毛色素和结构共同作用的例子，其实大家应该都见过了——虎皮鹦鹉。

虎皮鹦鹉可以说是人类培养的最成功的宠物鸟。性格较亲人，易饲养，且色彩多变，是宠物市场数量最多的种类，也是我国仅有的不需要办证就可以饲养的三种鹦鹉之一（另外两种是鸡尾鹦鹉和桃脸牡丹鹦鹉）。

野生的虎皮鹦鹉基本是绿色的。它们会生成一种类似于类胡萝卜素的独特的鹦鹉色素（Psittacofulvin），这种色素的存在使得鹦鹉的羽毛本应出现红色和橙黄色，但是鹦鹉羽毛的细微结构又会产生蓝色的结构色，两者相结合，就产生了绿色的羽毛。 

控制鹦鹉产生鹦鹉色素的是虎皮鹦鹉身体里面的一个基因。如果使用一些生物技术，让虎皮鹦鹉的基因不产生作用，它就不能够产生鹦鹉色素，最后鹦鹉的羽毛会显现出蓝色的结构色。 

看到这一段的时候，大家有没有想过这样一个问题：影视剧和书籍上面都有灭绝的古鸟类的彩色复原像。它们的羽毛的颜色几乎不可能在那么长的地质年代中保存下来。那么研究人员是怎么推导出它们的颜色的呢？

存在过的事物总会在地球上留下一些踪迹，人们找到了一些羽毛化石。这些化石具有黑色区域和浅色区域，科学家使用电子显微镜观察化石中的深色区域，发现这个区域存在这大量的杆状体，和现生的鸟类羽毛色带中存在的黑色素体的结构很相似。

之前我们说过，鸟类羽毛的颜色和黑色素体有关联，带有颜色的羽毛比白色的羽毛更坚硬，且真黑素不容易分解。

你是否产生了一个大胆的想法？

研究人员认为，鸟类羽毛化石色带中的黑色区域蕴含的杆状体是形成羽毛颜色的黑色素。 化石中的金属元素如铜等和黑色素存在对应关系，铜元素还能显示羽毛的轮廓。只要能完全掌握现存鸟类羽毛结构中色黑色素体和其色素色的联系，研究人员就能够利用化石中残存的色素反推出当时鸟类羽毛的色素色。

是不是看起来很简单？请注意我说的是能“反推出当时鸟类羽毛的色素色”，而不是“颜色”。因为鸟类羽毛的色彩是其色素色和结构色的叠加。目前科研人员目前了解了一部分的鸟类羽毛微结构和其结构色的对应关系，但是想要准确的推导出结构色仍然任重而道远。所以现在科学家们做的就是尽可能复原当时鸟类的色素色，而不是实际的颜色。不过对于演化早期的鸟类它们羽毛结构比较简单，并不足以产生结构色，这样复原出来的颜色基本就是它们实际的颜色。

现在我们看到的古生物的复原图，依然含有很多创作者的想象成分，但是随着科技的进步，它们会越来越准确，越来越贴近真相。