传阅:为什么没有绿色的哺乳动物
刘大可 混乱博物馆
其实何止绿色,除了鲜血的红色和毛发的金黄色,哺乳动物缺乏所有鲜艳的颜色——相比其它脊椎动物,这的确有些例外。
对于这个问题的回答仍然包括两个方面:关于生理结构的和关于适应性的。
首先我们要大致明白动物的鲜艳颜色从哪来。通常来说,动物身上鲜艳的暖色调几乎都来自类胡萝卜素和蝶酸等色素,它们能吸收较短波长的可见光,表现出红橙黄色。尤其是类胡萝卜素,它原本是植物在光合作用中的辅助色素,动物本身缺乏合成它们的能力,但可以通过食物链大量富集。所以如果用缺乏类胡萝卜素的饲料喂它们,它们就会褪色。
这群詹姆斯火烈鸟是动物通过食物链富集类胡萝卜素最经典的例子:甲壳动物滤食藻类,将类胡萝卜素转化为虾青素;火烈鸟又滤食甲壳动物,虾青素从结合蛋白中分离出来,富集在羽毛中,显出鲜艳的红色
蓝紫色则通常不是色素,而来自各种各样的光学结构,典型的比如鸟类羽毛上细小结构产生的衍射光栅,或者某些细胞里嘌呤结晶产生的光子晶体。
鱼类鲜艳的蓝色与它们表皮细胞内的鸟嘌呤晶体有关,这种蓝色常有金属光泽
而绿色有些特殊,仅就脊椎动物来说,它们通常会综合两种显色方案,在体表用色素显出黄色,再用光学结构显出蓝色,二者叠加,就成了绿色——比如青蛙就是这样。
华莱士飞蛙是一种运动能力非常强的青蛙,几乎终生不落地,而且能在树冠中滑翔——和所有绿色青蛙一样,它们有三层色素细胞:最下层是黑色素细胞、中间是黄色素细胞,最上层是富含鸟嘌呤晶体的虹彩细胞,通过反射和干涉产生明亮的蓝色,三种颜色最终混合成有深浅变化的绿色
那么回到哺乳动物身上就会发现,产生绿色的困难主要集中在光学色的部分上:相比鳞片、羽毛,或者裸露的表皮细胞,哺乳动物的角蛋白毛发虽然非常适合保温,但也缺乏精细的微观结构,表面只有一层粗糙的毛鳞片,很难让可见光发生规律的干涉和衍射,这让我们失去了制造蓝色和紫色能力。
但另一方面,还有极少数脊椎动物能合成绿色素积累在体表,比如焦鹃科的鸟类,但哺乳动物同样没有开发出类似的代谢途径,甚至不像其它脊椎动物那样通过食物链富集类胡萝卜素,连唾手可得的红橙色也放弃了——这就涉及到了适应性的问题。
简单地说,无论警戒、婚姻还是伪装,动物体表的鲜艳颜色都是一种信息,采用多大的信号宽度取决于接受者的识别能力,如果接受者看不到鲜艳的颜色,那就不值得煞费精力进化出鲜艳的颜色。而鸟类、爬行类、两栖类、各种鱼类乃至昆虫都有良好的色觉,它们之间的生态关系也就促成了色彩上的军备竞赛。
但哺乳动物是个例外。在中生代,我们的共同祖先经历了一段穴居和夜行的日子,而感受颜色的视锥细胞需要很多光子才能激活,所以控制色觉的基因在黑暗中不再受到强烈的自然选择压力,无法剔除有害的突变。到新生代早期,我们的视锥细胞已经只剩下绿和蓝两种,根本看不见鲜艳的红橙色。缤纷世界在我们眼中只有深浅不同的黄色和和蓝色。
在这样尴尬的境地里,哺乳动物不需要为了吸引异性制造鲜艳的婚姻色,甚至不需要鲜艳的警戒色和绿色的伪装色,因为哺乳动物的天敌通常也是哺乳动物,猎物也通常是哺乳动物,只需要棕黄色就能蒙混过关——比如老虎黄黑相间的条纹,在鹿的眼里就和大森林一个样。
当然,这个规律也有例外,比如灵长动物是一个完全树栖,并以嫩叶和果实为生的热带哺乳动物类群,识别不同状态的植物非常重要,所以旧大陆的灵长动物,以及新大陆的雌性灵长动物,就分别通过基因重复和等位基因多态获得了红色视觉,建立了三原色——我们既然能看见红色和绿色,就能进化出一些红色和绿色信息。
然而这段进化历史还不够长,尚未出现给毛发染上绿色的门道,只出现了很多裸露青绿色皮肤,这主要通过血液的瑞利散射和丁达尔效应,叠加一小部分黑色素构成,原理类似人的青筋,典型的比如山魈的脸:
另一个典型是非洲的绿猴,它们的雄性有绿色的阴囊和红色的阴茎,并时常摆弄,炫耀给雌性
最后,平心而论,人类从来没有跳出进化的掌握,如果树懒因为身上长满绿藻也算作绿色的哺乳动物,那么因为文化而变得缤纷的人类当然要在“最鲜艳的动物”里占有一席之地。
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