大熊猫颜色如此显眼是不屑于伪装科学家那明

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为了能更好地躲避天敌的攻击,或能更好地不被猎物发现,动物们总会进化出贴近于环境的保护色。这是长期进化后,自然选择的结果。例如蜥蜴、蜘蛛、蠕虫等大多数沙漠动物,都有微黄的"沙漠色"作为他们伪装色。相反的,北方雪地上的所有动物都会披上一层白色皮毛,例如兔子的毛色会随着季节更替发生变化。

但也有少数奇葩例外,如斑马、老虎,还有家喻户晓的大熊猫。通常,人们认为大熊猫的体色可在冬季积雪时充当保护色。但实际上大熊猫的栖息环境,一年也没有太长时间的积雪,海拔低的地方甚至不见得下雪。更何况,熊猫在茂密的竹木里,不管是什么颜色都不容易看见。因此,雪地伪装假说不算靠谱。

上图:在动物园拍摄的大熊猫(左北京动物园,右成都动物园。

还有人认为,大熊猫的食物是竹子,根本没有伪装的必要,因为竹子不会跑。除此之外,大熊猫没有多少天敌,在熊类中,其咬合力仅次于北极熊,和棕熊齐平,远高于黑熊,毕竟食铁兽的名号也不是白叫的。而且熊猫会尽量躲避冲突,还会爬树、游泳,不冬眠,所以保护色没有什么实用价值。但安全也仅限于成年熊猫,对于幼年熊猫而言,无论是雪豹还是野狗,都是很危险的扑食者。因此,科学家并不认为大熊猫的体色真的只是为了卖萌。

上图:在其自然栖息地,近距离观察下的大熊猫。

年10月28日,一篇发表在《科学》杂志上的新研究,发现了大熊猫违反直觉的体色的秘密。它们使用在野外拍摄的大熊猫照片和最先进的图像分析,确认那独特的外貌实际上是大熊猫优秀的伪装。

首先,科学家研究了大熊猫群的黑白毛色,与其视觉背景的颜色,亮度和图案的匹配度。他们发现,大熊猫的黑色毛皮斑块与大自然中的深色阴影,以及树干融为一体。而它们的白色斑块则与树叶(在高辐照度下,蜡质明亮的叶子会反射出镜面光)和冬天时的冰雪相匹配。

此外,大熊猫身上还有少量的淡棕色皮毛,其色调与地面和岩石的颜色相匹配,由此提供了一种中间色,在自然栖息地的极暗和极亮的视觉元素之间架起了桥梁。无论从是双色觉捕食者(猫科动物、犬科动物),还是三色觉捕食者(人类)的视觉模型来看,结果都是一致的。

上图:中距离观察(多角度伪装更明显,有利于大熊猫融入自然环境)。

接下来,研究人员检查了第二种形式的伪装:破坏性着色——在动物表面上高度可见的边界打破了动物本身的形体轮廓,在以大熊猫为例的个体中,是大块黑色和白色毛皮之间的边界。尤其是在较远的观察距离上,大熊猫表现出某种形式的防御性色彩。

上图:从更远的地方看,由于边缘中断增加,黑白着色破坏了大熊猫的轮廓。

但与较远的观察距离相比,大熊猫的轮廓边界破坏在短距离内较差。在大约12米内的观察距离下,其边界破坏性最差。然而,在超过大约50米的观察距离后,双色觉视者的边界中断急剧增加。斑马的黑白条纹也是同样的原理,其条纹同样会扰乱斑马的轮廓,从而使斑马不会轻易地被他们的捕食者发现。

最后,研究人员利用一种新的颜色地图技术,来比较包括大熊猫在内的各种物种的背景相似度指标。最终证明,大熊猫在自然界中属于伪装良好的物种。而像大熊猫这样披着奇葩的“外衣”,却拥有违反常识的伪装度的动物还有很多。披着金黄色的毛皮,行走于绿意盎然的丛林中的老虎就是其中之一。

为何在绿色的丛林中狩猎的普通老虎,会进化出一身金黄色的皮毛?如果想要真正与丛林融为一体,老虎难道不该演化成黄绿色才对吗!实际上这是因为老虎的猎物,如鹿、马、羊等基本上都是双色觉者,它们就只能看到蓝绿两种色光,无法分辨红色,就像人类中的红绿色盲。因此在人类视角中,老虎那亮眼的金黄色是三色觉者的专属。对于丛林里的食草动物来说,它们还真的不易分清老虎毛色与周围环境的颜色。

上图:人眼中的老虎,和鹿眼中的老虎。

延伸阅读

多数鸟类则拥有四色觉系统,比人类要强的多。四色觉的爬行动物也有很多,甚至许多蜥蜴还有第三只眼睛,位于头顶,称为顶眼,其主要功能是确定光线水平。有研究表明,一些蜥蜴的顶眼甚至能够看到两种不同的颜色:绿色和蓝色。这使得蜥蜴能够根据日光的颜色变化而感知一天的流逝。

但最独特的视觉系统却来自水生生物,例如章鱼可能通过皮肤来"感受"颜色,螳螂虾拥有12种颜色敏感的视锥细胞,即12色觉系统,是人类的四倍!然而12色觉并没有让螳螂虾感知色彩能力变得很强,反而比人类弱上很多。人类利用三种锥体细胞和发达的大脑,能够看到多达万种不同的颜色,而螳螂虾缺乏对比能力,所以基本上只能看到12种颜色。



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