鸟类身披的五彩羽衣带给观鸟者最直观的审美享受——热情的红色、耀眼的黄色、迷人的绿色、绚丽的蓝色……也带来了挥之不去的疑问，到底是什么造就了它们一身五彩的羽衣？这些五颜六色的效果是羽毛本身的颜色，还是在光作用下形成的奇观？
不可思议的变化
早在数百年前，牛顿就指出，鸟类羽毛的颜色不单来源于色素，还是羽毛结构和光作用的神奇结果，而最新的科学研究也印证了这种说法。比如，把红色的羽毛研磨成粉末，粉末会保持原有的红色。而如果从一只小水鸭身上拔下一根绿色的羽毛，研成的粉末却是黄色的。而蓝色的羽毛变成粉末之后呈现的颜色也同样不可思议：绚丽的蓝色会瞬时变成单调的棕色。
事实上，从孔雀的蓝色羽毛到天鹅的白色披风，鸟类羽毛的缤纷色彩主要来源于两种途径：化学色彩和结构色彩。简单地说，化学色彩就是色素沉积所致，就像人类的衣服要经过染料染洗，才会拥有各种颜色，这是因为染料中的各种色素附着到了织物上，使织物呈现出和色素相应的颜色。而结构色彩则是因为羽毛特殊的内部结构在光作用下产生的色彩。在很多情况下是这两种系统共同作用，才让我们的眼睛看到了最终的绚丽色彩。
我们先来看看鸟类羽毛的结构。正羽中央的硬轴叫做羽轴，上半段羽片部分叫羽干，下半段埋入皮肤的部分是羽根。羽干上生长着羽片，分成内羽片和外羽片两部分，都由羽枝构成。把羽枝放在低倍显微镜下，能够看到羽枝上的羽小枝和羽小枝上的羽小钩，它们互相钩住，连成整片。而鸟类每次用喙整理羽毛的时候，都会把它们弄得十分平整。对羽毛颜色起着决定性作用的部分就是羽枝，一般鸟类羽枝的剖面包括核心和皮层，也有一些鸟类的羽枝中间还有一片浑浊区作为夹层。
红色羽毛的奥秘
研究发现，鸟类能够拥有红色、黄色和橙色的羽毛，主要是通过摄取胡萝卜素而获得，而它们获得胡萝卜素的惟一方法是吞食植物的根茎、种子、花朵和果实，这样，诸如维生素A类的脂溶性物质就会在它们体内沉积。例如北美红雀在吞食了狗木的果实后，色素就会进入它们的肝脏，然后通过血液循环最终沉积在羽毛的毛囊部分，使它们拥有傲人的红色，但是如果把它关在笼子里，给它喂食不含色素的果子，经过几次换毛之后，它的羽毛会一改鲜艳夺目的红色，变得暗淡无光；而如果给一只黄雀喂食含有胡萝卜素的种子，过一段时间后，它尾部的黄色羽毛就会慢慢变成橙色，而如果鸟儿拥有绿色的羽毛而认为鸟是吃了有叶绿素的果实就大错特错了，实际上不管鸟类吃掉多少含有叶绿素的果子，这些色素都不会进入到它们的羽毛中去，我们眼睛看到的绿色羽毛其实是由蓝色的结构色彩和黄色的色素沉淀共同作用的结果。
蓝色羽毛的奥秘
虽说在自然界中动物外表产生颜色的主要途径是色素沉积，但是有些鸟类经过进化后却选择了结构颜色来造成五光十色的羽毛，简单地说，就是依靠与自然光波长尺度相似的微结构的相互作用而产生颜色。而在我们看到所有羽毛的颜色中，蓝色羽毛是最让科学家感到疑惑的，他们一度认为这和蓝天的颜色成因是相同的：因为所有别的波段的光线都被吸收了，只有蓝色波长的光线被反射了，所以我们才看到了蓝色。
其实，我们看到的蓝色羽毛具有一种特殊的结构，这种结构在显微镜下看上去就像是一个透明的管道，这些管道是由许多充满空气的空细胞连接而成的。在这些透明的充气管道下面还有一层黑色的色素，这些黑色素和上面充气的管道共同反射阳光，羽毛的表面就呈现出了蓝色。最神奇的则在于，如果从一只石燕身上取下一片蓝色的羽毛，当你在阴影下观察它的时候，它看上去是灰色的，因为在这种情况下，没有光线照射在羽毛上，它内部沉淀的黑色素就显露了出来；如果你把这片羽毛用小锤子压扁，或是用水浸湿，羽毛就会变成黑色，这是因为锤子的敲压或者进入羽毛的水赶跑了管道中的空气，特殊的管道结构就被破坏了，羽毛这时显现出的只是底层黑色素的颜色；如果你把这片羽毛对着阳光，让阳光自然洒向它的时候你又能看到绚丽的蓝色。
通过这种羽毛结构生成的颜色还有绿色和紫色，绿色是由黄色调和蓝色而成的，紫色是由红色和蓝色调成的，通过阳光的反射就成了复合色的绿色。
其他颜色的羽毛
另外，有些羽毛有着非常奇特的金属色，这是因为羽毛羽小枝的结构和其他羽毛不同，它们可以产生一种干涉光，羽毛在阳光下呈现出金属般的光泽，但是一旦这些羽小枝被破坏了，金属光泽就没有了，这就是为什么有些鸟类标本在制作过程中因操作不当及保养不善，使原本美丽的羽毛变得暗淡无光。
黑色和白色羽毛也是科学家们研究的课题，通常来说，白色羽毛不含胡萝卜素或者黑色素，而所有照射到它们表面的光线被全部反射了出来，就像我们看到的白云一样。而一些拥有白色羽毛的鸟类因为患上了白化病，由于体内缺乏黑色素，它们的眼睛会呈现出粉红色。相反，某种色素过于充足也会造成鸟羽的变色：黑变病就使得很多鸟的羽毛都异乎寻常的黑。
明白了鸟类五彩羽衣的秘密，就会让你在看到鸟类的时候更感到妙趣横生，每只不同颜色的鸟在你的眼中都会幻化成一个美丽的色彩谜题。以我们身边最普通的的虎皮鹦鹉为例，虽然它的身体只有黑色素和黄色素，但它们却拥有白、蓝、绿等很多不同的品种，白色是因为其身体内色素缺乏，胡萝卜素让它们的羽毛呈现黄色，核心的黑色素加上浑浊区的反射光线让它们拥有蓝色羽毛，而黄色素和蓝色结构色彩最终让我们看到了绿色的羽毛。
