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神奇動物之"偽裝大師"——變色龍的秘密

龍是一種傳說中的生物,而在現實中還真有一種動物被冠以"龍"的美稱。沒錯,那就是變色龍。變色龍屬於蜥蜴亞目避役科,學名叫做"避役"英語名叫做chameleon,俗稱變色龍。"避役"在中文的意思就是不需要出啥力氣也能快樂的生活的一種生物。"避役"聽上去好像有種遠古的韻味,因此我們中國給它加上一個"龍"字,彷彿傳說中的神奇生物,然而實際上,變色龍也確實是一種神奇的生物。

現在,隨著人們飼養的寵物品種越來越多,越來越奇葩,變色龍這種生物也變成了寵物界的一員,變色龍雖然被叫做變色龍,但是它的本領可不少,而且因為變色龍的憨態可掬的行動方式和丑萌丑萌的外表,受到許多爬寵飼養者的喜愛,而且還能換"皮膚",像川劇的變臉一樣每次都能帶給你驚喜。

變色的原因

變色龍之所以叫變色龍就是因為它的體表皮膚能夠隨時變換顏色。所以看到這裡是不是有很多人想往變色龍身上撒一把彩虹糖,讓它變成五顏六色,或者放在霓虹燈上,讓它不停的變換顏色。更有腦洞大開者提出,將無數只變色龍一隻接一隻地粘在一起,再將隊列的第一隻和最後一隻變色龍粘在一起。這樣我們就能得到一個周而復始、不斷循環"漸變"的彩虹變色龍圓環。

變色龍表示:"臣妾做不到啊!",實際上,變色龍並不是通過環境的改變而改變自己的顏色。澳大利亞墨爾本大學的動物學家DeviStuart-Fox和南非彼得馬里茨堡KwaZuluNatal大學的生物學家AdnanMoussalli,對21種南非侏儒變色龍進行了研究。其中的一些變色龍比其他同類擁有更大的"顏料庫",能夠變出粉色、黃色甚至肉眼看不見的紫外顏色。而它們這些豐富的"顏色庫"並不是為了偽裝自己,這也是文章的標題為什麼要加上"雙引號"。

變色龍變色不是偽裝自己那是為了什麼呢?雖然變色龍的體色,在某些情況下確實能起到隱蔽色的作用。例如綠色代表著它生活在叢林,而棕色則代表著生活在沙漠等。但它們可不是為了融入背景才去改變顏色,更不能根據環境,隨意切換自己的顏色,之所以有這樣的偽裝效果應該是自然選擇的結果。所以想要戲弄變色龍的飼養者可能要失望了。那麼變色龍變換顏色是為了什麼呢?

一、調節體溫

變色龍屬於變溫動物,也就是俗稱的"冷血動物",所以變色的的其中一個原因就是調節體溫。大家應該都知道黑色吸熱,白色散熱的原理吧。變色龍也明白這一點,所以但溫度太高的時候,它們就會讓體表的顏色變淺;當溫度太低的時候,它們就讓體表顏色變深。

就彷彿人類冷的時候穿衣服,熱的時候脫衣服。變色龍也正是通過給自己"換衣服"來調節冷熱。

二、傳遞信息

變色龍改變顏色除了調節冷熱外,最重要的一個功能就是信息的傳達,科學家發現變色龍之間的信息傳遞和表達是通過變換體色來完成的。通過體色表達喜怒哀樂、求偶警告等。在爭鬥時,雄變色龍會利用顏色威脅其他的兄弟;而在調情時,它們會用顏色給雌蜥蜴留下深刻的印象。這或許就是所謂的"給你點顏色看看"吧。

拉克斯沃斯發現"為了顯示自己對領地的統治權,雄性變色龍對向侵犯領地的同類示威,體色也相應地呈現出明亮色;當遇到自己不中意的求偶者時,雌性變色龍會表示拒絕,隨之體色會變得暗淡,且顯現出閃動的紅色斑點;此外,當變色龍意欲挑起爭端、發動攻擊時,體色會變得很暗。"

而且人們不僅誤會了變色龍變色的原因,還搞錯了它們變色的原理。


變色的原理

大多數其他種類的變色動物通過色素在細胞內聚集和發散來調整顏色的明暗程度,它們改變的是顏色的亮度而不是色調。此前人們也一直用該原理解釋變色龍的變色過程。但這個說法現在被證明是錯誤的。

實際上變色龍變色的手段可要高明的多。瑞士日內瓦大學的科學家們發現,變色龍是通過"調節"虹細胞內的納米晶體結構來改變光線的折射。變色龍的皮膚中有兩層緻密重疊的虹色細胞(iridophore cell)。這種細胞不單含有色素,亦含有無數的納米晶體結構(也稱光子晶體),能反射光線並發出彩虹般閃耀色彩。

因此,當變色龍通過改變皮膚的鬆緊狀態就可以改變這些納米晶體的排列結構,從而改變體色。如果人類體表也有這種光子晶體的化,或許所謂的"雞皮疙瘩"起來一下就能改變自己的顏色了。

當變色龍處於放鬆狀態時,其皮膚中的光子晶體會緊密的挨在一起,變色龍就會呈現出藍色。但是我們所見的的不是綠色的變色龍嗎?原來變色龍的皮膚里還有一種黃色素,所以"黃加藍變綠"。當他們興奮的時候,這些光子晶體就會變得鬆散,這些黃色素通過光線的折射變成黃色或者紅色或者其他顏色。

在自然界中除了變色龍是通過折射光線改變顏色,還有其他動物也是同樣的原理。比如我們熟悉的蝴蝶,還有昆蟲、魚鱗和鳥類羽毛,它們的翅膀之所以能夠呈現出艷麗的色彩,都與光子晶體有關。除此之外,深海中的"偽裝大師"章魚,也是光子晶體的功勞。



顏料會隨著時間的推移褪色,但結構性的色彩能夠永久保持。或許不久的將來會出現永不褪色的面料呢。本期的神奇動物系列就到此結束了,希望大家能多多鼓勵,點個贊收個藏吧!


參考資料:

變色龍變色只為藏身?你的知識早就過時了.SEM.2018

變色龍變色之謎.奧秘地球.2018

變色龍 生物界里的"偽裝高手".徐征澤.2012

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