一只雄性北方红衣主教(左)和一只草莓箭毒蛙(右)。 (红衣主教:Sandra J/500px/Getty Images;青蛙:Shanelle Wikramanayake/iNaturalist,CC BY-NC 4.0)
尽管动物王国里的时尚常常显得令人眼花缭乱,但它的重复性却令人震惊。 只有这么多的颜色模板在树叶和泥土的灰色和绿色中尖叫着“看看我”。
因此,动物经常使用相同的颜色来实现截然不同的目的也就不足为奇了。
男性北方红衣主教的灿烂深红色(枢机主教 枢机主教) 作为潜在伴侣靠近的信号; 在草莓毒箭蛙中(苋菜),那股红色的爆炸是一个严厉的警告,要远离,否则你会吞下一口强大的、致命的毒素。
目前就职于俄克拉荷马州立大学的进化生物学家扎卡里·恩伯特(Zachary Emberts)和亚利桑那大学的同事约翰·维恩斯(John Wiens)想知道是什么让相同的颜色进化到在不同的动物身上服务于如此不同的目的。
他们对 1,824 种陆地脊椎动物(水生动物可以是其他种类的脊椎动物)进行了研究。),将他们的颜色分类为“过来”或“迷路”,他们发现了连接每个组的共同点。
鸟类和蜥蜴等前来捕猎的动物是昼行性动物或白天活动的祖先的后代。 蛇和两栖动物等迷路动物是夜行性祖先的后裔。
“我们今天在物种中看到的特征可能是其进化历史的结果,”恩伯特说。 “我们正在寻找进化模式,所以我们做了两项单独的分析,一项使用他们当前的昼夜活动,另一项使用他们祖先的昼夜活动。”
他们发现,白天和夜间的活动与今天动物的体色之间不存在相关性。 相反,这种联系纯粹是祖传的。 但这对于所有陆地脊椎动物来说似乎都是一致的,它们的进化可以追溯到大约 3.5 亿年前。
“一个物种如何产生颜色并不重要,”维恩斯 说。 “鸟类产生红色的方式与蜥蜴产生红色的方式不同,但这种昼夜活动的一般模式仍然有效。”
根据研究人员的分析,他们研究的动物的大多数祖先一开始都相当朴素和单调,随着时间的推移逐渐演变出鲜艳的色彩,而且大多数动物生活在其鲜艳色彩脱颖而出的环境中。 最合理的解释是,颜色更鲜艳的动物能够更好地生存,并将其遗传物质传递给延续这一趋势的后代。
分析的颜色包括红色、橙色、黄色、紫色和蓝色,研究人员发现,对于除蓝色之外的所有颜色,颜色在性别信号和警告之间的分布相当均匀。 目前尚不清楚其原因是什么。
“有趣的是,对于某些颜色,如红色、橙色和黄色,它们的使用频率相似,既可以作为避免捕食者的方式,也可以作为吸引配偶的方式,”安伯特说。
“另一方面,蓝色更常与交配相关,而不是与躲避捕食者相关。”
昼行动物的颜色是有道理的:在白天,一只华丽的动物会被其他动物看到,包括潜在的配偶。 这也可能使它们成为掠食者的更大目标,但似乎能够找到配偶并繁殖比不被吃掉更重要。 相比之下,这些物种的雌性通常是单调的,因此能够更好地躲避捕食者并生存下来抚养后代。
但夜行动物却在黑暗中滑行和窥探。 如果雌性夜行性蛇看不到,那么明亮的颜色就没有多大用处来发出性信号。
“即使在没有眼睛的物种中,警告颜色也已进化,”维恩斯 说。 “大多数蛇或两栖动物是否能看到颜色是值得怀疑的,因此它们明亮的颜色通常用于向捕食者发出信号,而不是向同一物种的成员发出信号。”
相反,研究人员认为,这种颜色的进化可能是为了告诉白天的捕食者,它们可能会遇到正在睡觉的动物,让它们避开。 但未来的研究可能会揭示更多细节。 该团队希望更深入地研究鲜艳颜色的演变,看看它们的功能是否随着时间的推移而发生了变化。
但与此同时,研究表明,深入研究动物特征的进化史可能会揭示当今已不再存在的模式。
该团队的研究成果发表于进化。