为什么人的虹膜可以天生是绿色、蓝色或紫色，而头发却不能？
这个问题很有意思，它涉及到我们身体里两种截然不同的遗传控制下的色素呈现方式。简单来说，虹膜的颜色是光线与虹膜中几种特定色素相互作用的结果，而头发的颜色则更直接地取决于一种主要的色素。让我们一层层地剥开这层神秘的面纱。
首先，咱们得说说虹膜。虹膜，就是眼睛里那块会随着光线强弱而收缩舒张的有颜色的部分，它的颜色其实挺复杂。虹膜的颜色主要由两种色素决定：黑色素（Melanin）和一种非常少量的、我们不太常提起的脂褐质（Lipochrome）。
黑色素是关键لاعب： 黑色素是个大忙人，它不仅决定了我们头发、皮肤的颜色，在虹膜里也扮演着核心角色。不过，虹膜里的黑色素和我们皮肤里的黑色素在分布和类型上可能有些不同。
虹膜的结构和散射： 虹膜的颜色并不是简单地“涂”上去的。它的结构非常精巧。虹膜的前部（基质层）含有不同浓度的黑色素细胞。
蓝色眼睛： 想象一下，如果你的虹膜基质层黑色素含量非常低，尤其是前部基质层，那么光线照射到虹膜上时，大部分光线会穿过虹膜，然后被后部的色素层（通常是棕色的）吸收。但是，在穿过虹膜的过程中，由于光线会与基质层中的胶原纤维等结构发生瑞利散射（Rayleigh scattering），就像天空呈现蓝色一样，短波长的蓝光会被更有效地散射出来。所以，当黑色素很少时，我们看到的颜色就是蓝色。
绿色眼睛： 这时，虹膜基质层中会有一点点黑色素，但量依然不高。当光线进入虹膜时，一部分会发生瑞利散射呈现蓝色，但同时，这些蓝光会穿过基质层中含有少许黄褐色色素（脂褐质）的部分。蓝色和黄色的混合，就会在我们眼中形成绿色。你可以理解为，蓝色散射的光线，又被黄色“调和”了一下。
棕色眼睛： 如果虹膜基质层中的黑色素含量很高，那么大部分光线会在虹膜前部就被吸收，不会发生太多的散射。黑色素越多，颜色就越深，从浅棕色到深棕色，甚至黑色，都跟黑色素的含量直接挂钩。
紫色眼睛（罕见）： 紫色眼睛非常罕见，通常是基因突变的结果，并且往往伴随白化症（albinism）。在这种情况下，虹膜中的黑色素几乎完全缺失，眼睛呈现出血管的红色，而与眼球后部的色素层产生的颜色相互作用，或者由于非常特殊的散射和吸收效果，会显现出一种独特的紫色调。严格来说，并不是真的有紫色色素，而是多种因素混合的结果。
所以，虹膜颜色的多样性，源于黑色素含量在虹膜前部基质层的差异，以及光线在这些精巧结构中的散射和吸收。不同的黑色素浓度，加上光线本身的物理作用，就能变幻出从蓝、绿到棕的丰富色彩。
好，现在我们来看看头发。头发的颜色，特别是人类头发的主要颜色，主要由一种叫做真黑素（Eumelanin）的黑色素决定。头发中的褐黑素（Pheomelanin）也起作用，它主要带来红发中的红色和黄色调。
黑色素的“浓度计”： 头发的颜色，基本上就是你的毛囊里的黑色素细胞产生的黑色素的“量”和“种类”的直接体现。
黑色头发： 含有大量的真黑素。
棕色头发： 黑色素含量比黑色头发少一些。
金色头发： 黑色素含量非常少。
红色头发： 主要含有褐黑素，或者真黑素和褐黑素的混合，但褐黑素比例高。
头发颜色不像虹膜那样，受到光线散射和吸收这类物理过程的额外“加工”。头发中的色素就直接“铺”在发丝的角蛋白结构里。你头发里的色素是什么样的，头发呈现出来的颜色就是什么样，相对来说是“线性”的。
为什么头发不能天生是蓝色或紫色？
最根本的原因在于：人类的基因编码并不允许产生能够使头发呈现蓝色或紫色的色素，或者没有能够通过散射或特定结构与光线相互作用，从而在我们眼中呈现出蓝色或紫色的机制。
1. 色素种类限制： 头发的颜色主要依赖于黑色素的两种主要形式：真黑素（负责黑、棕色）和褐黑素（负责红、黄、橙色）。没有已知的基因能够让毛囊细胞制造出能够散射蓝光，或者吸收特定波长光线来呈现出“蓝色”或“紫色”效果的色素。我们身体的生化机制就没朝那个方向进化出能力。
2. 结构差异： 虹膜之所以能呈现蓝色和绿色，是因为它的基质层有特定的结构，可以散射光线。头发的发丝结构主要是由角蛋白构成的，其内部结构和色素分布方式，不足以产生类似虹膜那样明显的散射效应。发丝的光学特性主要是反射光线，而不是像虹膜那样，通过内部结构对光线进行复杂的过滤和重组。
3. 进化选择： 从进化的角度看，头发颜色的多样性（黑、棕、金、红）在人类历史中可能与适应不同地理环境下的紫外线辐射水平、以及社会性的吸引力等因素有关。而蓝色或紫色的头发，在自然环境下并没有带来生存或繁衍上的明显优势，因此没有相关的基因突变被自然选择保留下来，形成稳定的人群特征。
所以，虹膜的颜色是一种精巧的物理和化学协同作用的产物，是光线与特定结构中的有限色素玩的游戏。而头发的颜色，则更像是“颜料的直接混合”，依赖于我们身体能制造出的那几种黑色素。我们的身体就像一台精密的机器，它被设计成能生产特定型号的零件（色素）和以特定方式组装它们（头发结构），而不能随意更换成完全不同类型的零件来达到“蓝色头发”的效果。如果说虹膜的颜色是基于“光的艺术”，那么头发的颜色就更像是“材料的调配”。
首先，咱们得说说虹膜。虹膜，就是眼睛里那块会随着光线强弱而收缩舒张的有颜色的部分，它的颜色其实挺复杂。虹膜的颜色主要由两种色素决定：黑色素（Melanin）和一种非常少量的、我们不太常提起的脂褐质（Lipochrome）。
黑色素是关键لاعب： 黑色素是个大忙人，它不仅决定了我们头发、皮肤的颜色，在虹膜里也扮演着核心角色。不过，虹膜里的黑色素和我们皮肤里的黑色素在分布和类型上可能有些不同。
虹膜的结构和散射： 虹膜的颜色并不是简单地“涂”上去的。它的结构非常精巧。虹膜的前部（基质层）含有不同浓度的黑色素细胞。
蓝色眼睛： 想象一下，如果你的虹膜基质层黑色素含量非常低，尤其是前部基质层，那么光线照射到虹膜上时，大部分光线会穿过虹膜，然后被后部的色素层（通常是棕色的）吸收。但是，在穿过虹膜的过程中，由于光线会与基质层中的胶原纤维等结构发生瑞利散射（Rayleigh scattering），就像天空呈现蓝色一样，短波长的蓝光会被更有效地散射出来。所以，当黑色素很少时，我们看到的颜色就是蓝色。
绿色眼睛： 这时，虹膜基质层中会有一点点黑色素，但量依然不高。当光线进入虹膜时，一部分会发生瑞利散射呈现蓝色，但同时，这些蓝光会穿过基质层中含有少许黄褐色色素（脂褐质）的部分。蓝色和黄色的混合，就会在我们眼中形成绿色。你可以理解为，蓝色散射的光线，又被黄色“调和”了一下。
棕色眼睛： 如果虹膜基质层中的黑色素含量很高，那么大部分光线会在虹膜前部就被吸收，不会发生太多的散射。黑色素越多，颜色就越深，从浅棕色到深棕色，甚至黑色，都跟黑色素的含量直接挂钩。
紫色眼睛（罕见）： 紫色眼睛非常罕见，通常是基因突变的结果，并且往往伴随白化症（albinism）。在这种情况下，虹膜中的黑色素几乎完全缺失，眼睛呈现出血管的红色，而与眼球后部的色素层产生的颜色相互作用，或者由于非常特殊的散射和吸收效果，会显现出一种独特的紫色调。严格来说，并不是真的有紫色色素，而是多种因素混合的结果。
所以，虹膜颜色的多样性，源于黑色素含量在虹膜前部基质层的差异，以及光线在这些精巧结构中的散射和吸收。不同的黑色素浓度，加上光线本身的物理作用，就能变幻出从蓝、绿到棕的丰富色彩。
好，现在我们来看看头发。头发的颜色，特别是人类头发的主要颜色，主要由一种叫做真黑素（Eumelanin）的黑色素决定。头发中的褐黑素（Pheomelanin）也起作用，它主要带来红发中的红色和黄色调。
黑色素的“浓度计”： 头发的颜色，基本上就是你的毛囊里的黑色素细胞产生的黑色素的“量”和“种类”的直接体现。
黑色头发： 含有大量的真黑素。
棕色头发： 黑色素含量比黑色头发少一些。
金色头发： 黑色素含量非常少。
红色头发： 主要含有褐黑素，或者真黑素和褐黑素的混合，但褐黑素比例高。
头发颜色不像虹膜那样，受到光线散射和吸收这类物理过程的额外“加工”。头发中的色素就直接“铺”在发丝的角蛋白结构里。你头发里的色素是什么样的，头发呈现出来的颜色就是什么样，相对来说是“线性”的。
为什么头发不能天生是蓝色或紫色？
最根本的原因在于：人类的基因编码并不允许产生能够使头发呈现蓝色或紫色的色素，或者没有能够通过散射或特定结构与光线相互作用，从而在我们眼中呈现出蓝色或紫色的机制。
1. 色素种类限制： 头发的颜色主要依赖于黑色素的两种主要形式：真黑素（负责黑、棕色）和褐黑素（负责红、黄、橙色）。没有已知的基因能够让毛囊细胞制造出能够散射蓝光，或者吸收特定波长光线来呈现出“蓝色”或“紫色”效果的色素。我们身体的生化机制就没朝那个方向进化出能力。
2. 结构差异： 虹膜之所以能呈现蓝色和绿色，是因为它的基质层有特定的结构，可以散射光线。头发的发丝结构主要是由角蛋白构成的，其内部结构和色素分布方式，不足以产生类似虹膜那样明显的散射效应。发丝的光学特性主要是反射光线，而不是像虹膜那样，通过内部结构对光线进行复杂的过滤和重组。
3. 进化选择： 从进化的角度看，头发颜色的多样性（黑、棕、金、红）在人类历史中可能与适应不同地理环境下的紫外线辐射水平、以及社会性的吸引力等因素有关。而蓝色或紫色的头发，在自然环境下并没有带来生存或繁衍上的明显优势，因此没有相关的基因突变被自然选择保留下来，形成稳定的人群特征。
所以，虹膜的颜色是一种精巧的物理和化学协同作用的产物，是光线与特定结构中的有限色素玩的游戏。而头发的颜色，则更像是“颜料的直接混合”，依赖于我们身体能制造出的那几种黑色素。我们的身体就像一台精密的机器，它被设计成能生产特定型号的零件（色素）和以特定方式组装它们（头发结构），而不能随意更换成完全不同类型的零件来达到“蓝色头发”的效果。如果说虹膜的颜色是基于“光的艺术”，那么头发的颜色就更像是“材料的调配”。
网友意见
人的虹膜细胞本身使用的色素就是真黑色素、褐黑素、脂褐素，主要变量是黑色素量（虹膜色素上皮细胞中的色素含量、细胞密度等）、黑色素种类和分布（真黑色素与假黑色素，白化病以外的人虹膜色素上皮细胞含有真黑色素，而其它细胞不一定）、虹膜基质层的胶原纤维粗细（粗的米氏散射，细的瑞利散射）[1]；次要因素是虹膜基质中的细胞密度会影响色素上皮细胞接收到的光线量；环境光的颜色也能影响人看到的虹膜颜色。
在太阳光下，人虹膜的黑色、深褐色、浅褐色、灰色、琥珀色主要来自黑色素的浓淡（浅褐色和灰色有散射参与，琥珀色有脂褐素参与），蓝色来自散射，红色是在白化病条件下来自血色。浅棕与散射配合可以显现绿色，白化病人的虹膜可以在血色与散射配合下显现紫色。
人的头发与虹膜的结构是不一样的，因此不可以套用虹膜的色彩系统。头发的颜色主要是真黑色素与褐黑素调配的。在人看来是黑色、灰色、深褐色的头发主要来自真黑色素，在人看来是红色、浅褐色、金色的头发主要来自褐黑素。人头发的结构并不能散射出浅蓝色，也就无从配出绿色。头发里没有血液，虹膜那种原理的红色与紫色也就无从谈起。
不过，对人眼来说一部分人的头发在特定光照下看起来是蓝黑色的。你可以多注意一下身边的高大亚洲男性的头发。
总之，如果你给人转一下基因让毛发使用鸟的羽毛构造，就可以轻易反射大量的绿光和蓝光；也可以和鸟的眼睛一样使用蝶酸、嘌呤、类胡萝卜素[2]，调配出多种颜色。
参考
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