為什麼沒有綠色的哺乳動物

閱讀時代雜誌 發佈 2024-04-30T06:51:29.344459+00:00

可是留神觀察一下就不難發現,地球上沒有綠色的哺乳動物。而事實上,不光綠色,除了鮮血的紅色和毛髮的金黃色,哺乳動物缺乏所有鮮艷的顏色——相比於其他脊椎動物,這的確有些例外。

我們身邊有很多哺乳動物,比如「喵星人」「汪星人」。可是留神觀察一下就不難發現,地球上沒有綠色的哺乳動物。而事實上,不光綠色,除了鮮血的紅色和毛髮的金黃色,哺乳動物缺乏所有鮮艷的顏色——相比於其他脊椎動物,這的確有些例外。

脊椎動物界可以說是色彩斑斕,有各種顏色的動物。例如,花斑連鰭,俗稱「七彩麒麟」,是廣受歡迎的海水水族箱觀賞魚;紅犁足蛙,俗稱「馬達加斯加彩虹蟾蜍」,因為顏色太鮮艷而陷入寵物貿易的深淵,已經瀕臨滅絕;豹變色龍,俗稱「七彩變色龍」,體色通常呈綠色,但在繁殖期間會變成鮮艷的彩虹色;七彩文鳥,俗稱「胡錦鳥」,是優派顯示器的商標圖案,因為寵物貿易,在野外已幾乎絕跡;印度巨松鼠,也叫「馬拉巴爾巨松鼠」,體色紅紫相間,在哺乳動物的色彩鮮艷度上已堪稱極致。

為什麼沒有綠色的哺乳動物?這個問題的答案包括兩個方面:一方面與生理結構有關,另一方面與適應性有關。

首先,我們要大致明白動物的鮮艷顏色來自哪裡。通常來說,動物身上鮮艷的暖色調幾乎都來自類胡蘿蔔素和蝶酸等色素,它們能吸收較短波長的可見光,表現出紅色、橙色和黃色。尤其是類胡蘿蔔素,它們原本是植物在光合作用中的輔助色素,動物本身缺乏合成它們的能力,但可以通過食物鏈大量富集。所以,如果用缺乏類胡蘿蔔素的飼料餵養動物,動物就會褪色。

詹姆斯火烈鳥是動物通過食物鏈富集類胡蘿蔔素的經典例子:甲殼動物濾食藻類,將類胡蘿蔔素轉化為蝦青素;火烈鳥又濾食甲殼動物,蝦青素得以從結合蛋白中分離出來,富集在羽毛中,顯出鮮艷的紅色。

藍紫色通常不是色素,而是來自各種各樣的光學結構,典型的有鳥類羽毛上細小結構產生的衍射光柵,或者某些細胞里嘌呤結晶產生的光子晶體。

白腹紫椋鳥的羽毛能衍射出強烈的藍紫色,並與少許類胡蘿蔔素混合成非常艷麗的紫色。魚類鮮艷的藍色與它們表皮細胞內的鳥嘌呤晶體有關,這種藍色常具有金屬光澤。

而綠色有些特殊,僅就脊椎動物來說,它們通常會綜合兩種顯色方案——在體表用色素顯出黃色,再用光學結構顯出藍色,二者疊加後就成了綠色,比如青蛙。

華萊士飛蛙是一種運動能力非常強的青蛙,幾乎終生不落地,而且能在樹冠中滑翔。但它們和所有綠色青蛙一樣,都有三層色素細胞,即下層是黑色素細胞,中間是黃色素細胞,最上層是富含鳥嘌呤晶體的虹彩細胞——通過反射和干涉產生明亮的藍色,三種顏色最終混合成有深淺變化的綠色。

在哺乳動物身上,產生綠色的最大難度在光學色的部分上:相比於鱗片、羽毛或者裸露的表皮細胞,哺乳動物的角蛋白毛髮雖然非常適合保溫,但也缺乏精細的微觀結構,表面只有一層粗糙的毛鱗片,很難讓可見光發生規律的干涉和衍射,這讓其失去了製造藍色和紫色的能力。

但仍有極少數脊椎動物能合成綠色素並積累在體表,比如焦鵑科鳥類。哺乳動物沒有開發出類似的代謝途徑,甚至不像其他脊椎動物那樣可以通過食物鏈富集類胡蘿蔔素,連唾手可得的紅色和橙色也放棄了——這就涉及適應性的問題。

天藍叢蛙是一種箭毒蛙,它們失去了黃色素細胞,露出鮮艷的藍色,用來警示鳥類和爬行類捕食者:我有毒。可哺乳動物有所不同。在中生代,哺乳動物共同的祖先經歷了一段穴居和夜行的日子,而感受顏色的視錐細胞需要很多光子才能激活,所以控制色覺的基因在黑暗中不再受到強烈的自然選擇壓力,無法剔除有害的突變。到新生代早期,我們的視錐細胞已經只剩下綠色和藍色兩種,根本看不見鮮艷的紅色和橙色。繽紛世界在我們眼中只有深淺不同的黃色和藍色。因此,哺乳動物不需要為了吸引異性製造鮮艷的婚姻色,甚至不需要鮮艷的警戒色和綠色的偽裝色,因為哺乳動物的天敵通常是哺乳動物,獵物通常也是哺乳動物,只需要暗色調就能矇混過關。

當然,這個規律也有例外,比如靈長類動物是一個完全樹棲,並以嫩葉和果實為生的熱帶哺乳動物類群,識別不同狀態的植物對其來說非常重要。所以,舊大陸的靈長類動物,以及新大陸的雌性靈長類動物,就分別通過基因重複和等位基因多態獲得了紅色視覺,建立了三原色——我們既然能看見紅色和綠色,就能進化出一些紅色信息和綠色信息。

然而這段進化歷史還不夠長,尚未出現給毛髮染上綠色的門道,只出現了很多裸露的青綠色皮膚,這主要通過血液的瑞利散射和丁達爾效應,疊加一小部分黑色素構成,原理類似於人的青筋,典型例子是山魈的臉。山魈是世界上最大的猴科靈長類動物,因出現在《獅子王》裡而聞名,它們雄性頭領的鼻翼附近會長出鮮艷的紅色、藍色和青綠色皮膚。另一個典型是非洲的綠猴,雄性綠猴有綠色的陰囊和紅色的生殖器,它們喜歡時常擺弄,向雌性炫耀。

最後,平心而論,人類從來沒有跳出進化的規律,如果樹懶因為身上長滿綠藻也被算作綠色的哺乳動物,那麼因為文化而變得繽紛的人類當然要在「最鮮艷的動物」里占有一席之地。毫無疑問,人類的婚姻色是動物界最鮮艷的——即便我們比鴿子少看到一兩種顏色。


來源:《一本有趣又有料的科學書》,《閱讀時代》2023年第02期

作者:大象公會

責編:潘茜

編輯:鄧汝濛

【聲明:本號為「全民閱讀推廣」官方公益帳號,轉載此文是出於傳遞更多信息之目的。若有來源標註錯誤或涉嫌侵犯您的合法權益,請聯繫我們。我們將及時更正、刪除,謝謝。】

關鍵字: