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自然界中的一種動物被稱作「色彩大師」還擁有極好的聽力和視力

動物的色彩

達爾文曾指出,傲慢的人類將動物視為奴隸,卻從沒考慮過它們在地球上應有的與人類平等的地位。澳大利亞昆士蘭大學腦研究所研究員賈斯汀·馬歇爾進一步闡述了達爾文的反思:「傲慢的人類往往傾向於認為我們人類才是自然進化的巔峰之作,但事實遠非如此。」從動物產生和利用自然色彩的本領看,在那些我們視為更為「原始」的動物身上,確實有很多東西是值得我們去研究和學習的。與動物王國的其他動物相比,人類對自然色彩的感知和操控能力黯然失色……

變色龍的本領

變色龍擁有超強的變色本領。以往人們認為,它們變色是為了能在不同的環境色彩中隱藏和保護自己。而最新研究指出,它們變色主要是為了在群體中進行溝通,以及更好地展示和炫耀自己。

動物王國中有許多身體會變色的成員,如頭足類動物章魚烏賊等。不過,最為出名的當屬變色龍,它們能夠快速改變身體的顏色,有時是綠色,有時是黃色,上一刻還是是白色,下一刻就變成了棕色或黑色。不同種類變色龍的色彩變化的範圍也不同。那麼,變色龍為什麼要變色呢?它們是怎樣變色的呢?

以往,許多人都認為變色龍變色是為了讓自己更好地與周圍的環境融為一體,以躲避其他捕食性動物。而現在,根據動物學家的最新發現,變色龍變色不僅僅是為了偽裝,還取決於其他一些因素,比如溫度變化、光照變化等,而引起它們變色的最主要因素是它們的情緒變化(驚嚇、勝利和失敗等)。

新研究指出,憤怒和恐懼等情緒變化都可能引起變色龍的身體顏色發生變化,而這也成為它們和其他變色龍同伴相互溝通和傳遞信息,以及向同伴表達自己情緒和意圖的方式。觀察發現,通常情況下,皮膚粗糙的變色龍顯現的是比較晦暗的褐綠色,但在它們感受到恐懼或憤怒時會變為鮮綠色,在它們意欲挑起爭端或發動攻擊時會變得很晦暗,而雄性在向異性求愛時會變得較為明艷而多彩。

新研究還指出,溫度和光照變化也可能引起變色龍的身體顏色發生變化。比如,生活在沙漠中的納曼卡變色龍可以利用皮膚的顏色變化來幫助調節體溫:在冷冽的清晨,皮膚變成黑色有利於更有效地吸收熱量;而在烈日當頭的中午,皮膚變成淺灰色有利於更好地反射熱量。這種變色龍甚至可以身體正中的脊柱為界,同時顯示兩種不同的皮膚顏色。

變色龍是怎樣進化出變色能力的呢?科學家認為,如果變色龍是為了更好地偽裝自己才進化出了這種能力,那麼,生活在複雜環境中的變色龍應該擁有更多的色彩變化,而且不同種類變色龍的色彩變化能力應該與它們所生活的環境有關,並隨著背景顏色的變化而有所變化。但是,有這種關聯的證據並沒有被找到。相反,科學家發現,變色龍進化出變色能力似乎另有其因。有時變色龍變色是向競爭對手示威,這是它們顯示自己實力的一種方式;有時變色龍變色是自我炫耀,這是它們引誘異性同伴的一種手段。雖然它們有時也利用變色來偽裝和隱蔽自己,但這顯然不是變色的主要目的。

科學家指出,雄性變色龍在向異性同伴「求愛」時,它們的身體顏色會顯示出較為鮮艷的色彩,這也是它們在向其他雄性競爭者顯示自己的優勢。但如果雄性變色龍被對方拒絕,「求愛」失利,它們的身體顏色就會變得平淡而晦暗,表達出明顯的「認輸」姿態。變色龍的這種互相溝通的信號通常只在非常短暫的時間內顯現出來,而在大多數時間裡,變色龍都以偽裝色很好地將自己隱藏起來,避免被其他掠食性動物發現。

不同種類變色龍可以變化出不同的顏色,包括粉紅色、藍色、橙色、綠色、黑色、棕色、淡藍色、黃色、青綠色和紫色。那麼,變色龍是怎樣變色的呢?或者說,變色龍的變色機制是什麼?

與其他爬行類動物不同的是,變色龍變換皮膚顏色完全取決於皮膚表層內的色素細胞。變色龍的外層皮膚是透明的,但底下三層皮膚內有一種叫做色素細胞的特殊細胞,這種細胞的細胞質中含有可改變皮膚顏色的色素,這就是變色龍會變色的奧秘。色素是一種天然化學物質,可控制動物組織的顏色。通過某些色素細胞的變化,可令變色龍皮膚顏色發生變化。例如,如果減少黑色素細胞的數量,增加黃色素細胞的數量,變色龍的皮膚就會從黑色變成黃色。

在變色龍的三層色素細胞中,最上層為黃色素細胞和紅色素細胞,細胞中分別含有黃色色素和紅色色素;第二層為鳥嘌呤細胞,可以調控暗藍色素;最下一層為黑色素細胞,細胞中所含黑色素可與上一層細胞相互交融,用來控制反射光線的明暗。色素細胞中色素顆粒的分布,決定了每種顏色的明暗程度:當色素顆粒均勻地分布於色素細胞內時,細胞顯色明顯;當色素顆粒集中於細胞中心時,細胞基本呈透明狀。當從大腦獲得相關信息時,色素細胞迅速移動色素顆粒的位置,即刻改變變色龍表層皮膚的顏色,實現顏色的多種變化。

背景知識

變色龍的分布與歷史

變色龍的學名是避役,是蜥蜴家族中一個特別的分支,屬於脊索動物門中的爬行綱。目前已知的變色龍大約有160種,它們的棲息地範圍從非洲、馬達加斯加、西班牙和葡萄牙、整個南亞地區到斯里蘭卡,並且人工引入到了美國的夏威夷、加利福尼亞州和佛羅里達州等地,從熱帶雨林到沙漠都有它們的棲息地。變色龍還是一些家庭喜愛飼養的寵物。美洲熱帶地區一些種類的蜥蜴的顏色也會從深褐色變成綠色,被誤認為變色龍,在寵物商店銷售的一些「變色龍」就屬於這一類。

變色龍在地球上的生存歷史十分古老。已知最古老的變色龍於古新世中期(5800萬年前~6100萬年前)生活在中國,其他的包括下中新世(1300萬年前~2300萬年前)生活在捷克、德國的變色龍,以及上中新世(500萬年前~1300萬年前)生活在肯亞的變色龍。由於如今在非洲、歐洲和亞洲地區都發現了變色龍的化石,可以想像,變色龍曾經在地球上的分布比今天更為廣泛。

由於環境污染和人類濫伐森林的行為,變色龍的許多種類都已經瀕臨滅絕。

變色龍的身體結構

與大多數蜥蜴相比,變色龍的身體不太長。最小的迷你變色龍,

其雄性體長只有15毫米,是世界上最小的爬行動物之一;最長的奧力士變色龍,其雄性身長最長達68.5厘米。不同種類變色龍的模樣不相同。許多變色龍的頭部或面部有一些突起的裝飾,如鼻部的突起,頭上的角狀突起或冠狀突起等。雄性通常比雌性更會「裝扮」自己。

一些種類的變色龍,從尾部到頸部,沿脊椎長有一條尖峰狀的突起。不同種類及不同個體變色龍的尖峰狀的突起程度和大小各不相同。關於變色龍的這一特徵的具體功能,一直沒人拿出有說服力的解釋。

雄性傑克遜變色龍的腦袋上長有三個脊角,一個角在口吻部,兩個角在眼睛上方。就是這三個角,

讓它們看起來像古生代的三角龍恐龍。雄性傑克遜變色龍在與其他雄性同伴為領地或配偶打架時,可能用得上這些脊角。在打鬥時,雄性傑克遜變色龍舞動起它們腦袋上的角,就像中世紀騎士揮舞手中的長矛一樣。另外,脊角還有助於它們吸引異性和辨認同類。而雌性傑克遜變色龍的角並沒有充分發展起來,它們的腦袋上只有三個微微突起的小疙瘩或一個略尖的突起物。

變色龍腳的結構形態非常適應於它們的樹棲生活方式(雖然有的種類也適應了地面生活)。變色龍的每隻腳上都有五個腳趾,以兩個腳趾和三個腳趾分為兩組對趾,呈夾鉗狀,非常適合於變色龍在樹上的攀援生活,無論是細窄的還是粗壯的樹枝,它們都能緊緊抓住。

在所有的爬行動物中,變色龍的眼睛是最有特色的。變色龍的上下眼瞼形成環狀的褶子,中間只露出一道細細的縫用來看外面的世界。變色龍的兩隻眼睛可以彼此獨立地移動(旋轉或聚焦),因而它們的眼睛擁有360度的弧形視野,可以同時觀察兩個不同的對象。例如,它們可以一隻眼睛盯著食物,另一隻眼睛不停地轉動,觀察周圍環境是否有危險。如果發現獵物,它們的兩隻眼睛也可以集中於同一個方向,產生清晰的立體視覺和深度知覺。作為爬行動物來說,變色龍擁有極好的視力,可以看到5~10米外的一隻小昆蟲。

變色龍的眼睛既可以看到可見光,也可以看到紫外光。暴露在紫外光下的變色龍顯得更活躍,更願意曬太陽和進食,繁殖能力也更強。顯然,紫外光對它們的大腦松果體產生了積極的影響。

變色龍的耳朵與蛇相似,沒有外耳或中耳。因此,它們既沒有耳孔,也沒有耳膜。儘管如此,變色龍卻不是聾子,它們可以聽到頻率範圍在200~600赫茲之間的聲音。

變色龍的舌頭很長,有的甚至比自己的身體還要長。變色龍長長的舌頭能夠收放自如,需要時可從口中伸出,而且速度極快,每秒可延伸其自身體長的26倍的距離,伸出的舌頭可在大約3000分之一秒時間裡粘住獵物。變色龍舌尖上有覆蓋著厚厚黏液的吸杯狀結構,舌尖一旦粘到獵物,便迅速返回,將獵物送到口中。

變色龍的「食譜」

變色龍大多為卵生,有些為卵胎生。卵生種類的變色龍交配後3~6周產卵,變色龍准媽媽會從樹上爬下,在地上挖一個10~30厘米深的洞(不同種類的變色龍挖的洞深度不同),然後在洞底產卵。體形較小的枯葉變色龍每次產卵2~4枚,而體形較大的高冠變色龍據說一次產卵可多達100枚。根據種類的不同,變色龍的卵經過4~12個月孵化出來。人工飼養的稀有品種的國王變色龍,據說需要24個月才能孵化出來。

卵胎生種類的變色龍,如傑克遜變色龍,有5~7個月的懷孕期,小變色龍出生時外面裹有一層黏稠的透明膜,變色龍母親在它們棲息的樹枝上將所有的卵一一擠壓,直到透明膜破裂。小變色龍一出生便開始自由活動,在樹上爬上爬下尋找食物或躲避天敵。變色龍媽媽懷孕一次最多可存活30個小變色龍。

變色龍通常都以昆蟲為食,但一些體形較大的種類也以其他蜥蜴和幼鳥為食。以下是一些變色龍的「食譜」。

阿拉伯半島的高冠變色龍屬於食蟲動物,但在無法獲得足夠的水的來源時,也以樹葉為食。蟋蟀也是它們的食物之一,每天可吃多達15~50隻大蟋蟀。

肯亞和坦尚尼亞北部的傑克遜變色龍的「食譜」就豐富多了,從螞蟻、蝴蝶、毛毛蟲、蝸牛、蠕蟲、蜥蜴、壁虎,到各種兩棲動物,從其他種類的變色龍,到樹葉、嫩芽和漿果等植物,都是它們的食物。

歐洲、北非和近東的歐洲變色龍主要以黃蜂和螳螂為食,這樣的節肢動物在它們的飲食中佔3/4以上。溫度變化會對變色龍的進食產生影響。

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