自然界的每一种生命都有自己的色彩。|来自网络
我们为什么能看到一个彩色的世界?
人类为什么没有绿色头发?北极熊长成白色并非为了隐蔽?非洲斑马长着黑白条纹是为调节体温?其实,每一种生命都有自己的色彩,只是由于司空见惯,我们很少意识到,缤纷色彩背后,居然隐藏着深刻的进化逻辑。
人类为什么没有绿色头发?
在生活中,我们会注意到一个有趣的现象:每个人的头发颜色各不相同,有黑色、灰色、黄色、棕红色、银白色,但就是没有绿色。对于生活在丛林中的早期人类,绿色头发简直是天然的迷彩服,可以起到完美的保护作用,那么人类为什么要放弃如此优异的自我保护装置呢?
其实,人类的头发绝非可有可无的装饰,而是顶在头上的遮阳伞,最基本的功能就是屏蔽紫外线。皮肤中的黑色素是对抗紫外线的重要防线,这道防线会一直延伸到头发,阻止强烈的紫外线触及大脑表皮,保护基因免受损伤。
计算表明,黑色头发至少可以为人体减少80%的紫外线照射,而绿色对紫外线几乎没有屏蔽作用,因此,放弃绿色头发绝对是明智之举。对于哺乳动物而言,绿色毛发的热调节能力也不突出,远不如黑色或白色毛发。
人类由于脑容量巨大,计算过程会产生大量热能,头顶的太阳又不断加热大脑,要完成如此复杂的热调节任务,黑色毛发才是最优选择,可以阻止过多热量抵达皮肤,防止头皮灼伤。
而到了气候潮湿阴冷的欧洲,为了接收更多的阳光,人们的毛发逐渐变成浅色,让阳光易于穿过,直接加热大脑。绿色头发最令人遐想的是隐蔽功能。对于人类这样具有三色视觉的动物而言,绿色头发确实可以帮助在丛林中隐蔽。但隐蔽的对象主要是天敌,人类的天敌是豹子、狮子、老虎这类大型肉食动物,它们都是典型的双色视觉,无论绿色、红色还是棕色,在它们看来都差不多,绿色头发并不能提供有效保护。至于人类毛发最初为什么是黑色,是因为人类与黑猩猩是近亲,头发颜色必然与黑猩猩相近。
黑猩猩是典型的热带丛林动物,科学家早就发现,环境越是温暖潮湿,动物体色就越深,直到变成黑色。黑色毛发中的黑色素和角蛋白很难被降解,不仅结实,还能抵抗真菌侵蚀。
非洲绿猴有着橄榄绿色的毛发,在光线暗淡的丛林中有隐蔽作用,可以帮助躲避老鹰和蛇这类具有四色视觉的天敌。但绿色毛发对人类没有保护作用。|Pinterest
为什么北极熊是白色的?
动物采用什么体色,不是随意选择的结果,往往有着实际考量;而且,其主要功能可能不是我们通常想到的隐藏和交流功能,而是热调节功能。无论低等动物,还是高等动物,都必须用适当方式从环境中摄取热量。摄取热量的方式除了食物,还有物理途径,比如接受太阳辐射,或者环境中的热对流。不同体色会明显影响热量的收支平衡,所以,选择正确体色对于维持体温尤其重要。
北极熊的皮肤本来是黑色,只是毛发近乎透明,叠加之后呈现白色,因而被许多人视作在冰天雪地中生存的一种保护色。但是,北极熊主要猎杀冰面下的海豹,白色毛发并不会提供多少掩护,而且北极熊和海豹主要是通过气味识别彼此。所以,白色毛发对于北极熊其实另有价值,那就是减少热量流失。一方面,白色毛发不需要合成色素,是一种比较廉价的毛发;另一方面,由于北极并没有充足的阳光可供利用,北极熊对阳光的依赖性大幅降低,在这种情况下,白色毛发虽然吸热速度最慢,但热量散失的速度也相应较慢,可以最大限度地减少热量流失。
白色毛发对于北极熊的主要价值是减少热量流失。| Michael Henry
非洲斑马为什么长着黑白条纹?
在非洲稀树大草原上,许多动物都有条纹,但都不如斑马的条纹那样高调张扬。非洲斑马为什么长着黑白条纹?见多识广的达尔文可能是第一个严肃思考斑马条纹问题的人,他认为斑马的条纹太过招摇,绝非为了伪装,而是更像自然界的“条形码”,每只斑马的条纹都独一无二,是为了迅速找到亲人。
可是,这个猜想显然无法解释一个问题:那些没有条形码的动物,难道就不需要识别身份了吗?另一种说法认为,斑马的黑白条纹可能是为驱赶蚊虫。当斑马快速奔跑时,黑白条纹会产生明显的车轮效应,呈现强烈的视觉伪装效果,就像是理发店门口的旋转彩灯,产生强烈的视错觉,迷惑蚊虫,让它们搞不清斑马到底在向哪个方向奔跑,从而减少斑马被叮咬的危险。不过,这也无法解释很多问题,比如为什么与斑马生活环境相同的角马没有采取相同的进化策略。
2015年的一项研究或许提供了最令人信服的答案。科学家发现,随着斑马种类不同,黑白条纹的数量也不同,有的20多条,有的80多条。越是靠近赤道,条纹就越清晰密集;而在相对凉爽的南方,条纹就明显减少;当条纹细弱到一定程度后,斑马就会变成灰马。这表明,斑马的条纹可能是为了调节体温!黑白两色对阳光反应有差异,黑色条纹吸热较多,白色条纹吸热较少,这样条纹上方的空气就会出现冷热交替,形成微小的气流旋涡,不但可以驱赶蚊虫,还可以迅速降低皮肤温度。在非洲大草原炽热的阳光下,斑马的皮肤温度比其他哺乳动物的低两到三摄氏度,这绝对具有非同寻常的意义!
斑马的黑白条纹可能主要是为了调节体温。|Paul Maritz
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