变色龙是根据什么识别周围的颜色,并随之变色的?
几年前,我在给一只人工饲养的高冠变色龙(盔甲避役,Chamaeleo calyptratu)拍照时,它竟然顺着我的胳膊爬上了我的头顶,然后从布满斑点的警戒色,变绿了……
一只平静的,绿油油的高冠变色龙。图片:wiki commons/Embreus
举出这个略显尴尬的例子,目的在于告诉大家,变色龙变色并不完全是为了适应外界环境的需要。变色龙改变体色最重要的原因是作为信息交流的工具,就像一种无声的语言,默默地诉说喜怒哀乐。以高冠变色龙为例,它们在平静时体色展现为绿色,在精神紧张时身体上会出现密密麻麻的深色斑点,在熟睡时转为淡雅的黄绿色,雌性在发情期体侧会出现亮黄色或黄褐色的斑块,而已怀孕的雌变色龙底色通常会变为黑灰色,上面点缀着墨绿和亮黄色的斑纹。
怀孕的雌性高冠变色龙。她身上的斑纹是在告诉那些单身汉们:本姑娘已经名花有主了。图片:wiki commons/Olbertz
而色彩变化最为丰富的七彩变色龙(豹纹叉角避役,Furcifer pardalis)体色甚至还会受地理因素影响。不同的体色就像不同的身份标识,对应着不同的产地。从不同产地采集到的不同个体,看上去完全不像是相同的种类,虽然事实上它们连亚种都算不上,因为有些类群都不具备地理隔离。更有意思的是,这些变色龙会识别出相邻产地的异色同类,并且有意识地避免与它们“杂交”。
七彩变色龙的变色能力比起高冠变色龙又是更胜一筹。图片:Tortuga Reptiles
当然,变色龙变色也会受到外界环境,温度,身体状况等诸多条件影响,但这些只能算是次要因素了。
好了,说了这么多,问题来了。变色龙是如何实现快速改变体色的呢?
通常的观点认为,变色龙皮下有垂直排列的数层色素细胞,每层控制着特定的颜色,通过色素细胞的舒张和收缩调和成不同的颜色,和电视机的彩色显像管原理类似。
但是这样的观点可能有些过时了。上个月,瑞士日内瓦大学(University of Geneva,UNIGE)的学者在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上提出了他们的观点:之所以能够迅速的改变体色,原因在于变色龙真皮细胞的表面有一层虹细胞(iridophores),通过改变这一细胞层内部的鸟嘌呤纳米晶体的排列结构,变色龙就可以实现颜色的变化。