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别只知道变色龙,海洋里变色大师更多 精选

已有 10034 次阅读 2017-12-25 15:24 |个人分类:渭城朝雨浥轻尘-原创|系统分类:科普集锦| 动物, 生物, 变色



这个世界上的变色大师,除了魔术师,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,大都会喷墨汁,都有一大堆爪子,果然长的很像呢!你是不是分不出来呢?快来看看文章吧。

章鱼


一、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。如果吸收所有光,那就是黑色。我们的色觉就是这样的。

同一种雷鸟


其实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。比如某些狼。当然,这种变色的速度就非常慢。最快也是每天不同时间变化,慢的就是按照季节变化了。如果说是狭义的快速变色的话,那主要分为爬行动物,两栖动物,鱼类,昆虫,还有本篇的重点,海洋软体动物了。


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,河豚都可以呢。昆虫嘛。人家是拟态大师啊。至于我们的海洋软体动物,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。


二、软体动物能变成什么颜色?

墨鱼(乌贼)


软氏三雄大家都知道了。这三种动物会怎么变色呢?等我一一道来。


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等许多颜色。


他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是不同的。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。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


三、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。要么生存,要么繁衍。变色这种能力不仅可以提高生存能力,更可以提高繁衍能力。


既然说到变色,不能不先说一下爬行动物。蜥蜴和蛇的变色一般是为了三个目的。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。失败则会黯淡。

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。


软体动物的捕食者很多。主要是鲸类。因为这些软体动物很能长!每天体重增加3-5%毫无压力!你吃的再多每天能沉五斤嘛。所以体格太小的捕食者也就吃不下它们了。一般的捕食性鱼类是不行的,白天软体动物都在海底,鸟类吃不到。而且身体上都有粘液,滑不溜秋更没法吃。所以就只有那些嘴巴大大的齿鲸了。比如抹香鲸,满肚子都是这种头足类软体动物,有时还会与大王乌贼打架呢。要知道大王乌贼据说可以长到80吨!


但是,许多鲸类的视觉并不好。因为海水里可能不太需要视觉吧。所以,变色躲避捕食者就很重要了。而且有时,变色是在警示捕食者,不要碰我。而且,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,出现很多鲜艳显眼的颜色,让自己看起来不像章鱼。

其实海豚也吃章鱼


另一个目的就是通讯。或者说是传递信息和表达情感。毕竟软体动物不能说话。那么变色就成为了

一种天然的语言。乌贼在害怕的时候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表达信息。当体色变得鲜艳绚烂时,争斗也达到高峰。与雌性交流时,雄性也使用体色变化。而且,软氏三雄都可以变换体色让自己与异性相似。尤其雄性擅长此道。比如章鱼,由于雄性章鱼的精液是有限的,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,那么也就丧失了交配能力。有的雄性章鱼就会模仿雌性去假交配。而雄性乌贼还可以把自己伪装成雌性,假装成某个雌性乌贼的闺蜜去与其交配。毕竟大个头乌贼可以占据多个妻妾。这种偷人的能力就非常重要。


由于海水的温度几乎不变。那么软体动物变色与体温应该没有太大关系。

其实说了这些,最特别的还没说。无论章鱼乌贼还是鱿鱼,他们都是色盲!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颜色。其他都是无法分辨的。但是他们却能准确地与环境融为一体,这不是很奇怪?有的研究认为,这是因为乌贼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。


四、软体动物变色的机理

会变的色素细胞


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。而且这些色素细胞也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。


按照所含色素颜色不同,头足类软体动物的色素细胞分为黑、红、黄、白、棕、虹色等类型。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,色彩表现。而肌肉舒张时,色素细胞收缩,色素颗粒也集中,颜色就消失了。

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的绚丽色彩。虹细胞变色也需要更多时间。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。不像单色细胞是单层。

2011年美国的科学家发现,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了一些虹细胞上的蛋白质,这些蛋白质影响了细胞膜内的渗透压,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。


另外,去年科学家发现,乌贼身上其实遍布光敏细胞,不需要视觉也可以发现环境颜色变化。有的研究发现头足类软体动物身上还有很多视蛋白,是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吧。


其实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、发现和猜想。还有待进一步完善。

五、动物变色的影响因素

影响因素还是很多的。主要有温度,光线强度,机械刺激,情绪,昼夜节律,等等。机械刺激同时也会影响情绪。如果受到外力,经常也会感到害怕受惊吓。不同的光线也会诱发不同的体色。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夜晚上浮海面白天深潜海底,体色肯定有变化。


现在有人发现,轮船产生的噪音也会导致乌贼更快变色。


现在,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,或者电场等等技术。也许不久的将来,我们可以买一套衣服就穿一辈子呢。变色哒~

参考文献:

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