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神奇的动物伪装术揭秘

 书海游吟 2010-06-29

在自然界,动物拥有的每项本领都会提高它的生存几率,进而提高繁殖的可能性。这个简单的事实使各种动物进化出许多特殊的适应能力,这些能力可以帮助它们觅食,并使它们避免成为其他动物的食物。天然伪装术是动物用来对付天敌和猎物的藏身之术,也是应用最广泛且变化最丰富的适应能力之一。

 

神奇的动物伪装术揭秘

David Parks供图
Paradoxophyla palmata 是一种头部窄小的蛙类,原产于马达加斯加。这种蛙的颜色棕黄相间,且纹理粗糙,这使它能与居住环境中的泥浆和树干融为一体。
 

 

在本文中,我们将探讨动物如何隐身于栖息的环境中,使其他生物对其视而不见。我们将认识几位技术高超的隐身大师,看看它们如何随着周围环境的变化,改变自己的伪装。除了这些隐身大师之外,我们还将了解另外几种动物的本领,这些动物从不躲躲藏藏,而是把自己化装成某种危险或没有吸引力的东西,让天敌敬而远之。

 

伪装色

世界上的大多数动物物种随着进化,都具备了某种天然伪装能力,以帮助它们觅食或躲开袭击。但因物种的不同,各类动物的伪装特性也有很大不同。

神奇的动物伪装术揭秘
Carl Roessler供图
在巴布亚新几内亚的海岸附近拍摄到的格纹鹰鱼。这种鱼色彩鲜艳,使它能藏身于亮丽的红珊瑚丛中。
 


下面几个因素,决定了物种会进化出什么类型的伪装术:

•动物会根据自身的生理机能和习性,演化出不同的伪装能力。例如,有皮毛的动物与有鳞片的动物进化出的伪装能力是不同的;而生活在大型水体中的动物和在林中穿梭的动物,各自具备的伪装能力也是不同的。

•动物的生存环境往往会对它们的伪装外观起到决定性作用。动物采取的最简单的伪装技巧,是让自己与所处环境的“背景”相符。在这种情况下,自然栖息地的各种元素都可以用作伪装的原型。

•由于动物进行伪装的最终目的是为了在其他动物面前隐藏自己,因此了解自己天敌和猎物的生理机能和习性,对动物来说极为重要。动物不会演化出对自身生存无益的伪装能力,因此并非所有动物都会以同样的方式藏身于栖息环境之中。例如,如果某种动物的主要天敌是个色盲,那么它模仿环境色彩就毫无意义。
对于大多数动物而言,与环境“融为一体”是最有效的御敌方法。这种伪装随处可见。鹿、松鼠、刺猥和其他许多动物的体表都呈棕色,这种“土色系”的颜色与树木和森林地表的土壤颜色一致。鲨鱼、海豚和其他许多海洋生物都呈灰蓝色,这使它们可以融入水下柔和的光线。

神奇的动物伪装术揭秘

David Parks供图
一种隐形蛙——这一物种演化出的体色和纹理与其生活环境中的树叶相似。
 


动物产生不同色彩的方法有两种:

•生物色素:这是一种只有在显微镜下才能看到的自然色素,它存在于动物体内,通过化学作用呈现出色彩。它的化学成分会吸收光线中的某些颜色,并将其他颜色反射出去。色素呈现出的颜色,是它反射的所有可见光合成而来的。

•动物也可以通过微观物理结构产生颜色。从本质上看,这些结构起到了棱镜的作用,它们通过对可见光进行折射和散射,将某些特定的颜色组合反射出去。例如,北极熊实际上有一身黑色皮肤,但因为它的毛发是半透明的,故而呈现为白色。当受到光线照射时,每根毛发都会令光线发生些许偏折。这使光线向四面八方散射,有部分光线照射到皮肤上,而其余的则会被反射出去,从而产生白色的视觉效果。某些动物将这两种着色方法融合起来。例如,体色为绿色的爬行动物、两栖动物和鱼类通常会有一层含有黄色素的皮肤,而另一层皮肤则通过光线散射将蓝色反射出去。两层皮肤的效果叠加以后就生成了绿色。若要了解有关颜色和光线的更多信息,请查看光的原理。
物理着色法和化学着色法都是由遗传决定的,由父辈遗传给后代。物种通过自然选择的过程逐渐具备了伪装色。在野生条件下,一只动物与其生存环境越相像,那么它就越不容易被天敌发现,也就活得越久。因此,跟那些与环境不符的动物相比,它繁殖后代的几率更高。如果一只动物拥有伪装能力,那么它的后代可能会继承同样的体色,并且得以延长寿命,将这一特性遗传下去。如此一来,整个物种都会具备适合生存环境的理想体色。

动物产生体色的方式取决于本身的生理机能。对于大多数哺乳动物而言,伪装色存在于皮毛中,因为这是它们身体的最外层。爬行动物、两栖动物和鱼类的伪装色在鳞片中;鸟类的伪装色在羽毛中;而昆虫的伪装色则是其外骨骼的一部分。身体外层的实际结构经过进化后也可以产生更好的伪装。例如,松鼠的皮毛相当粗糙,而且纹理很不规则,与树皮的质地很相似。而许多昆虫的外壳则模拟了树叶的平滑质地。

伪装色在自然界是非常普遍的现象,你在大多数物种身上都能或多或少看到它的存在。但有些动物能根据环境的变化而改变自己的体色,这就比较少见了。在下一部分中,我们将认识一些能采用这种适应性伪装术的动。

体色变化

在上一部分中,我们了解到动物采用的最基本的伪装术就是使体色与周围环境相符。当然,动物周围的环境有时可能会发生变化。许多动物都已经在进化中具备了特殊的适应能力,能够随着周围环境的变化而改变体色。
季节更替是对动物周围环境影响最大的变化因素之一。在春夏两季,哺乳动物的生活环境中充满了绿色和棕色;而在秋冬两季,一切都会被白雪覆盖。虽然棕色十分适合夏季的森林环境,但到了冬季,在白雪衬托下,棕色的动物将成为十分显眼的目标。很多鸟类和哺乳动物会随着每年的时令变化,换上不同颜色的羽毛或皮毛。在大多数情况下,光照或温度变化会在动物体内触发某种荷尔蒙反应,从而让动物产生不同的生物色素。

神奇的动物伪装术揭秘

本照片的复制已获得2001加拿大公共建设与政府服务部的许可
当季节发生变化时,北极狐会改变皮毛的颜色。在春天和夏天,它有一身黑色的皮毛,和生活环境中的棕色泥土一样。在秋天和冬天,它的皮毛会变成白色,与周围的白雪颜色一致。
 


动物的羽毛和皮毛好比人类的头发和指甲,实际上是一些死亡的组织。它们附着在动物身上,但由于它们已经不是活体,因此动物无法改变它们的成分。结果,为了改变体色,鸟类或哺乳动物必须长出一身全新的羽毛或皮毛来。而许多爬行动物、两栖动物和鱼类的体色则是由活体细胞中的生物色素决定的。生物色素可能存在于皮肤表层或更深层的细胞中。这些深层细胞被称为色素细胞。

神奇的动物伪装术揭秘

David Parks供图
避役,一个发现于马达加斯加森林中的变色龙物种。变色龙可以让皮肤呈现出多种颜色和花纹,但主要的目的是为了表达情绪,而不是使自己隐藏在不同的环境之中。
 


某些动物(如各种乌贼)可以控制它们的色素细胞,使整个皮肤的颜色发生改变。这些动物具有一组色素细胞,每个色素细胞都含有一种色素。每个色素细胞单体都由一条可以收缩和扩展的环肌包裹起来。当乌贼收缩肌肉时,所有色素都被挤压到色素细胞的顶部。在那里,细胞将平展开来,形成一个大面积圆盘。当肌肉松弛时,细胞会回复自然状态,即相对较小的圆球。比起因细胞收缩而形成的圆盘,这个圆球很难看得出来。通过收缩含有某种色素的色素细胞,并放松含有其他色素的色素细胞,动物可以改变身体的整体色彩。

具有这一能力的乌贼可以生成各种颜色以及许多有趣的花纹。乌贼先是感知背景色彩,然后对适当的色素细胞组合进行收缩,从而与各类环境融为一体。乌贼还可以通过这种能力与同类进行交流。在能改变体色的动物中,最著名的当数变色龙,它改变皮肤颜色的机制与乌贼类似,但目的通常不是为了伪装。变色龙会在情绪变化时改变肤色,而不是在进入不同环境的时候。

某些动物确实会改变皮肤中的色素。海蛞蝓(一种小型海洋生物)通过食物的变化来改变自身体色。如果海蛞蝓靠某种珊瑚为食,那么它的身体会将来自珊瑚的色素沉淀在表皮和肠道外层。这些色素会透过身体显露出来,使海蛞蝓拥有与珊瑚相同的体色。由于珊瑚不但是海蛞蝓的食物,也是它的栖息之所,所以这种颜色是绝佳的伪装。当海蛞蝓移动到不同颜色的珊瑚中时,由于有了新的食物来源,它的体色也会随之发生变化。与此类似,某些寄生物种(如鲽鱼)也会变成与宿主相同的颜色,并把宿主作为它们的家园。

很多鱼类物种能在不改变食物的情况下逐渐制造出不同色素。这个过程与哺乳动物和鸟类的季节性换毛(羽)有类似之处。当鱼生活在新环境中时,会接收到周遭环境模型的视觉信号。这一刺激因素将使它开始释放荷尔蒙,改变身体制造色素的方式。随着时间推移,鱼的体色会变得与新环境一致。


其他伪装术

除了与环境相似的体色之外,很多动物身上还有明显图案,可用来隐藏自己。这些图案可能是斑点、斑纹或一组色块,它们能在以下几个方面对动物起到帮助。首先,对于某些动物的生存环境,这些图案与其背景“模型”图案相匹配。例如,如果某个地方有直立生长、植株较高的草,那么居住在此地的动物往往生有较长的竖条斑纹。其次,有些图案会起到视觉干扰作用。它们的位置通常与身体轮廊并不一致。也就是说,这些图案就像是叠加在动物身上的另一层纹理。动物身体上的图案看似向各个方向发散,使敌人很难分辨出它头部和尾部的位置。
这种干扰色对于那些群居动物特别有用。在狮子眼中,一群斑马看起来并不像是由个体构成的群体,倒更像一个长满斑纹的庞然大物。所有竖斑纹仿佛连成一体,这使狮子很难跟踪和袭击特定的斑马。斑纹还可以帮助斑马藏身于较高的草丛中。虽然斑马的体色和周围环境完全不同,但由于狮子是色盲,这种差异并没有多大关系。

很多鱼类也采用类似的伪装术。这些鱼拥有颜色鲜艳的竖斑纹,很容易被天敌发现,但当大群的鱼聚在一起游动时,它们的斑纹将完全混在一起。这幅令人眼花缭乱的景象会让天敌觉得那是一个庞大的球体在游动。

神奇的动物伪装术揭秘

Carl Roessler供图
一只叶海龙,摄于澳大利亚海岸附近。叶海龙演化出平滑的附肢和鲜艳的颜色,使它们能与生活环境中的海底植物融为一体。

 
一般来说,这种伪装术并不会使动物消失,只是让其他动物产生错觉。动物在这方面的伪装技巧之一是使自身呈现出其他物体的外观。在这些错觉大师中,最著名的例子是竹节虫,这种昆虫看起来和一根普通树枝没什么两样。天敌很容易在环境中发现竹节虫,但会把它错认成一根树枝,所以对它置之不理。你还能在某些树螽物种身上看到这种自然进化出的伪装技术,它们看起来就和树叶一样。

神奇的动物伪装术揭秘

Scott Camazine供图
竹节虫具有适应能力,可以模仿周围的环境。很多时候,它们的天敌都会把其当做真正的树枝而放过它们。
 


另一些动物则采用了更为大胆的模仿策略。有几种蛾类在翅膀上演化出醒目的图案,这些图案模仿了大型动物的眼睛。鹰蛾毛虫的背部看起来就像一个蛇头,对于它可能遇到的大多数捕食者而言,这是一幅恐怖景象。这种适应能力有一个更简单的变体,就是只模仿颜色。在许多生态系统中,有毒的小型动物会演化出鲜艳的体色。捕食者知道要对这些颜色敬而远之,不然就会被充满毒液的嘴巴咬上一口。随着时间推移,某些无毒物种也会演化出相同的体色,借助天敌对有毒物种的警惕规避危险。

模仿术与普通的伪装术不同,但两者的效果却是殊途同归。动物演化出某种外观后,既可以使自身成为天敌难以捕捉的目标,还能以更隐蔽的方式捕杀猎物。在世界各地,你会看到基本伪装要素的各种变化和组合。随着动物的进化,它们变得越来越适应栖息环境。这些适应能力往往成为比防卫武器(牙齿、爪子、喙)更有效的工具。毕竟,让天敌完全忽视自己,比被迫应战更为可取。

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