从变幻莫测的石龙子彩虹到耀眼的蜂鸟金属，许多生物展现出由纳米结构编织光波长而产生的绚丽色彩。
由乌得勒支大学生物信息学家Aldert Zomer领导的研究人员，现在已经确定了允许细菌利用这种生动现象的基因。
颜料发出的颜色是可见光光谱中未被吸收的剩余部分，而结构色则是由光被反射时的干涉方式产生的。
投射的颜色取决于材料表面的小尺度结构如何引导光线，从而导致某些波长合并或抵消。观众看到的东西会根据他们的视角而变化，导致颜色强度或彩虹色过渡的剧烈变化。
单个微生物，如海洋细菌溶藻海洋杆菌，可以充当纳米结构，相互协调，以精确的模式形成菌落，使其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，我们已经确定了与产生它们的过程相关的几种分子途径，”Zomer和团队在他们的论文中写道。
研究人员将87种细菌的基因组与30种无色细菌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，研究小组随后探索了25万个细菌基因组和1.4万个环境样本，以了解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线反射的地方的细菌身上。
耶拿大学的病毒生态学家Bas Dutilh解释说：“我们发现，负责结构颜色的基因主要存在于海洋、淡水和特殊栖息地，如潮间带和深海地区。相比之下，在宿主相关栖息地（如人类微生物组）中的微生物只能显示出非常有限的结构颜色。”
在海洋深处出现的结构颜色表明，所涉及的纳米结构可能服务于生物过程，而不是令人眼花缭乱的观察者。研究人员解释说，例如，它们可以作为防御病毒的防御结构，或者帮助细胞附着在漂浮的食物颗粒上。
或者，细菌中的结构颜色甚至可能仅仅是细菌如何组织成菌落的副作用。
了解大自然是如何创造结构颜色的，可以让我们开发出具有持久颜色和其他理想特性的环保材料，比如飞机用的轻质涂料。
这项研究发表在《美国科学院院刊》上。
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