这个世界上的变色大师,除了魔术师以外,还有很多生物。除了变色龙,你还知道什么?你肯定不记得了,还有海洋里的“软氏三雄”!他们就是墨鱼、鱿鱼、章鱼!这三兄弟都会变色,大多会喷墨汁,都长有一大堆爪子,果然长得很像呢!你是不是分不出来呢?
能变色的动物有哪些?
首先应该说一下我们的视觉是怎么形成的。如果一个物体反射蓝光,我们就看到了蓝色。如果一个物体反射所有光,我们就看到了白色。如果它吸收所有光,那就是黑色。我们的色觉就是这样的。
然而,很多动物都有变色的能力,如果广泛来说,其实大多数动物都可以变色。比如哺乳动物的换毛,也是一种变色。鸟类换羽毛也是。有的动物由于毛发特异,可以随环境变化。比如某种狼。当然,这种变色的速度非常慢。最快也是每天于不同时间变化,慢的就是按照季节变化了。如果说是狭义的快速变色的话,就主要分为爬行动物、两栖动物、鱼类、昆虫,还有本篇的重点——海洋软体动物了。
章鱼
爬行动物是大家最熟悉的,比如变色龙,还有一些蛇也可以变色。两栖动物主要指一些蛙类。而某些鱼类确实可以变色。比如比目鱼、河豚都可以变色。昆虫嘛,人家是拟态大师。至于海洋软体动物,那就不得不说“软氏三雄”——章鱼、墨鱼(乌贼)、鱿鱼了。这些动物由于触手长在脑袋顶上,也被称为头足类。
墨鱼
软体动物能变成什么颜色?
了解了软氏三雄,这三种动物会如何变色呢?首先,我们说说章鱼。章鱼不仅能变色,还能拟态。比如拟态章鱼,至少可以模拟15种动物的模样。它们可以变换出红、黄、褐、黑、蓝、绿等许多颜色。它们不仅皮肤表面有普通的单色细胞,在单色细胞下面还有一种虹细胞。这种细胞的变色机制与单色细胞不同,可以变化出更多类似金属的颜色。头足类软体动物的变色主要分为三种,为单色伪装变色、杂色伪装变色和间断伪装变色。单色就是一般的同一种颜色,主要为了适应平滑的背景,如海底的沙子;杂色是为了适应比较复杂的环境,如石块;而间断变色主要是为了破除整体感。让自己的整个身体看起来不像自己。
鱿鱼
软体动物变色来干嘛?
任何动物,如果有任何特性,其目的都只有两个,要么为了生存,要么为了繁衍。变色,这种能力不仅可以提高生存能力,还可以提高繁衍能力。既然说到变色,不能不说一下爬行动物。蜥蜴和蛇的变色一般是为了三个目的,即伪装、通讯和体温调节。伪装,好理解,或者为了捕食、诱骗被捕食者,或者为了逃脱捕食者。而且蜥蜴还可以根据捕食者的不同,如蛇或者鸟,来改变变色的方式。而通讯就是传递信息,比如在求爱成功时就会出现鲜艳的颜色,失败时则会变得黯淡。
大王乌贼与抹香鲸
软体动物的变色也是类似这些目的。一方面,变色是为了制造保护色,保护自己能够逃避捕食者的攻击。另一方面,如果变色有利于捕食,那么,软体动物也会变色让自己与环境融为一体,而且软体动物也可以根据捕食者或者被捕食者的视觉能力变色。软体动物的捕食者有很多,主要是鲸类。因为这些软体动物的生长能力很强,每天体重增加3~5%毫无压力!所以体格太小的捕食者就吃不下它们了。一般的捕食性鱼类是不行的,白天时,软体动物都在海底,鸟类吃不到,而且软体动物的身体上有粘液,滑不溜秋更没法吃。
透明的墨鱼
所以,捕食者只有那些嘴巴大的齿鲸了,比如抹香鲸,满肚子里都是这种头足类软体动物,它有时还会与大王乌贼打架呢!要知道,大王乌贼的体重可以长到80吨!但是,许多鲸类的视觉并不好,因为在深海里生存不太需要视觉,所以用变色来躲避捕食者就很重要了。而且有时候,变色是在警示捕食者——“不要碰我!”例如章鱼,在慢速运动和快速运动时的变色策略就不一样。慢速时,其体色能够很好的和周围融合在一起,而快速时则会采取大胆变色,出现很多鲜艳而显眼的颜色,让自己看起来不像章鱼。
透明的鱿鱼
变色的另一个目的就是通讯,或者说是传递信息和表达情感。软体动物毕竟不能说话,那么,变色就成为一种天然的语言。墨鱼在害怕时就会变成白色或者透明色。在求偶争斗时,一开始也是互相变换条纹和斑块来表达信息。当体色变得鲜艳绚烂时,争斗就达到高峰。与雌性交流时,雄性也使用体色变化。“软氏三雄”都可以通过变换体色来让自己与异性相似,借此靠近异性,雄性尤其擅长此道,比如章鱼。由于雄性章鱼的精液有限,如果经过了一次交配,要过好久才能再来一次。如果消耗掉它的精液颊囊,就丧失了其交配能力,有的雄性章鱼会模仿雌性去假交配,以消耗掉对方的精液颊囊。而雄性墨鱼还可以把自己伪装成雌性,假装成某个雌性墨鱼的闺蜜去与它交配,毕竟,只有大个头的雄性墨鱼可以占据多个雌性墨鱼,所以对于普通个头的雄性墨鱼来说,这种偷妻妾的能力就非常重要。
墨鱼交配
由于海水的温度几乎不变,那么软体动物变色与其体温应该没有太大的关系。其实说了这些,最特别的还没说。无论章鱼、墨鱼,还是鱿鱼,它们都是色盲!他们的眼睛里只有一种色素,而人类有三种,鸟类有四种,所以他们只能看到黑、白、灰这些明暗变化,无法分辨颜色,但是它们却能准确地与环境融为一体,这是不是很奇怪?有的研究认为,这是因为墨鱼的眼睛可以分辨亮度。所以软体动物变色,是因为它们可以分辨周围环境的亮度和对比度,而不是看到了色彩。
小飞象章鱼
软体动物变色的机理
“软氏三雄”的外套膜表皮上有非常多的色素细胞,而且不止一层,这些细胞受到其中枢神经的控制,如果一侧的大脑或者眼睛受伤,这一侧的颜色就永远不能变了。这些色素细胞还受到肌肉纤维的牵引,当色素细胞被牵引涨缩的时候,色素细胞的颜色就会变化,这就是所谓的“神经-肌肉”调节。按照所含色素颜色的不同,头足类软体动物的色素细胞分为黑、红、黄、白、棕色等类型,这些细胞本身是一个弹性囊。色素细胞、肌细胞、神经纤维组成一个变色单元。色素细胞在中央。肌肉细胞在色素细胞周围呈放射状分布,紧拉着色素细胞。当神经指挥肌肉紧张时,色素细胞扩张,色素颗粒在囊内扩散,呈现出色彩;当肌肉舒张时,色素细胞收缩,色素颗粒集中,颜色就消失了。
鲜艳的鱿鱼
虹细胞与其他单色细胞非常不一样,单色细胞在表层,虹细胞在深层。单色细胞依靠特定波长光线的吸收和反射产生颜色,虹细胞是由于对光线反射产生干扰,导致光线相互作用而产生类似金属光泽的绚丽色彩。虹细胞变色需要更多的时间,多达15秒,而单色细胞几乎瞬间就可以变色,可见,虹细胞可能更易受中枢神经控制。电信号也会改变虹细胞的色彩,而且虹细胞是多个堆叠在一起的,不像单色细胞呈单层分布。2011年,美国科学家发现,改变颜色的根源是乙酰胆碱的释放。释放乙酰胆碱导致合成一些虹细胞上的蛋白质,这些蛋白质影响细胞膜内的渗透压,导致其含水量改变,最终使得细胞膜的厚度改变,色素对光线的反射就改变了,而且这些蛋白质还可以形成阵列,从而改变光的反射。
墨鱼的保护色
另外,科学家于2014年发现,墨鱼身上遍布光敏细胞,不需要视觉也可以发现环境颜色的变化。有的研究发现,头足类软体动物身上还有很多视蛋白,与视网膜上的视蛋白一样。从某种程度上说“它们浑身都是眼睛”也不为过。至今,软体动物的变色机理还不是很清楚,以上只是一些理论、发现和推测,事实还有待进一步完善。
携带卵的鱿鱼
哪些因素导致它们变色?
影响动物变色的因素还是有很多的,主要有温度、光线强度、机械刺激、情绪、昼夜节律等。机械刺激会影响情绪,如果受到外力,经常也会感到害怕及受惊吓。不同的光线会诱发不同的体色,有时是光线直接刺激色素细胞反应,有时是间接通过刺激眼睛而反应。由于头足类软体动物经常在夜晚时上浮海面,在白天时深潜海底,体色肯定有变化。有人发现,轮船产生的噪音也会导致墨鱼更快变色。
章鱼的保护色
?如今,有很多科学家在发明类似头足类软体动物变色的材料,比如利用微型颜色传感器,或者电场等技术。也许在不久的将来,我们可以买一套能变色的衣服就能穿一辈子呢,要有多漂亮就有多漂亮!
墨鱼的保护色
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