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给变色龙撒一把彩虹糖会发生什么?你说你咋这么坏呢……

果壳  · 公众号  · 科学  · 2017-10-28 23:28

正文

提到变色龙,大家脑海中浮现的首先是什么呢,是变色高手,或是伪装大师?我们先来看一个视频:

这个视频一度在社交网络中广为传播,大家都惊叹于变色龙那迅速且丰富多彩的颜色变化。视频:Ray-Ban Films / youtube

很遗憾地告诉大家,这一视频是经过后期加工处理的 ,变色龙的实际变色过程并没有那么迅速且夸张。今天,我们就来详细了解视频中的主角,有着高耸的头顶、不停转动的小眼睛、细瘦的四肢和尾部、行动一顿一顿地犹豫而迟缓的—— 高冠变色龙

图片:Nick Scobel / flickr

一言不合就变色

高冠变色龙( Chamaeleo calyptratus )是爬行纲有鳞目的一种生物,属于避役科避役属,体长大都在30~60cm之间,是 变色龙大家族中的大块头 。它们的头顶上有着高高的肉冠,肉冠中有与头骨相连的高耸骨板。

雄性高冠变色龙的全身骨骼标本。图片:galileoramos.com

高冠变色龙的成体,雌雄差异较明显 ;雌性不仅体型比雄性小,寿命也比雄性短。雄性的高冠变色龙,寿命可以超过7年,雌性往往短于5年,这可能与雌性需要生育后代相关。在变色龙中, 高冠变色龙算得上高产 ,它们从出壳到性成熟仅需半年,交配后大约一个月产卵,单次产卵数量可达20枚甚至更多,一年可产3窝左右,但越高产的雌性往往寿命越短。

左边是雌性,右边是雄性,可以看到它们的体型、头冠和体色差异明显。图片:chameleonforums.com

雄性除了体型更大更长寿之外,头冠也比雌性大得多,体色也更为鲜艳。然而,单论体色,高冠变色龙在变色龙大家族中并非最华丽的;比起 豹变色龙 (又称七彩变色龙, Furcifer pardalis ),高冠变色龙要逊色不少。

瞧瞧华丽的豹变色龙。图片:Jurgen & Christine Sohns

高冠变色龙的体色以黄色、绿色、棕色为主 ,不像豹变色龙,动辄变出红色橙色等非常鲜艳醒目的颜色——但即便是变色龙大家族中体色最为丰富的豹变色龙,也无法做到像文初视频里那般迅速又准确地变幻体色。

这张身体呈现彩虹色的高冠变色龙,也能一眼看出是后期处理的结果。图片:hdanimalspot.com

变色龙的体色变化不仅与环境相关,也取决于它们的心情以及身体状况。 一般来说,雌性的体色不如雄性靓丽,幼体的颜色变化也远不如成体

可以从灰色模式,缓慢切换为稍醒目的黄绿色。图片:Mile High Bug Club

一山只容一虎,一树只容一“龙”,高冠变色龙具有领域性。雄性遇见同性或异性时,都会在短时间内产生体色变化,有研究表明, 颜色越鲜艳的个体在争斗中越有可能获胜 ;而雌性在成熟期或怀孕时,体色也会变得截然不同。对于它们的个体来说, 体色变化也是一种“信号语言”

雄性高冠遇到同性之后产生的体色变化,能够很明显地看出它的身形变大,颜色变浅。图片:rsbl.royalsocietypublishing.org

变色的秘诀,可不简单

早期人们认为 ,变色龙的体色改变,是在神经系统的刺激下,体表的大量色素细胞中的色素颗粒分布发生改变。然而,2015年3月10日发表在 Nature Communications 的研究指出,许多变色龙的体表细胞内并不含绿色的色素颗粒。

绿色的变色龙,是体表细胞含绿色色素吗?图片:d.teil / flickr

那它们是怎么呈现出绿色的体色呢?研究者Milinkovitch教授以及他的日内瓦大学同事通过对豹变色龙的一系列研究,还原了变色真相—— 变色龙体表的色素细胞之下还有一层虹细胞 ,虹细胞中含有排列成三角形栅格状的纳米级晶体,而 这种晶体才是变色的关键因素

这层虹细胞分为两层,每层的作用还各不相同,靠近体表的上层可以体现出性别差异。 雄性成体才有完整而发达的上层虹细胞 ,所以雄性的变色能力远超雌性。当变色龙心情放松时,这层虹细胞中的晶体紧密排列,反射蓝光,透过含有黄色色素的表皮,让变色龙看起来呈现绿色。反之,晶体之间间隔变宽时,波长更长的光段得以反射,让变色龙的体色在黄色到红色的范围中变化。

变化示意。图片:Jérémie Teyssier et al. / Nature Communication(2015)

下层虹细胞反射的光谱范围比上层更大,连我们肉眼不可见的近红外光也能反射。科学家推测, 下层虹细胞的作用可能是反射热量、调节体温,避免身体过热 ;与之相对的, 上层虹细胞的作用应该是与警告同性、告白异性、自我伪装来躲避天敌相关







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