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每一種生命都有自己的色彩,背後的進化邏輯很燒腦。

自然界的每一種生命都有自己的色彩。|來自網絡
我們(men) 為(wei) 什麽(me) 能看到一個(ge) 彩色的世界?
人類為(wei) 什麽(me) 沒有綠色頭發?北極熊長成白色並非為(wei) 了隱蔽?非洲斑馬長著黑白條紋是為(wei) 調節體(ti) 溫?其實,每一種生命都有自己的色彩,隻是由於(yu) 司空見慣,我們(men) 很少意識到,繽紛色彩背後,居然隱藏著深刻的進化邏輯。
人類為(wei) 什麽(me) 沒有綠色頭發?
在生活中,我們(men) 會(hui) 注意到一個(ge) 有趣的現象:每個(ge) 人的頭發顏色各不相同,有黑色、灰色、黃色、棕紅色、銀白色,但就是沒有綠色。對於(yu) 生活在叢(cong) 林中的早期人類,綠色頭發簡直是天然的迷彩服,可以起到完美的保護作用,那麽(me) 人類為(wei) 什麽(me) 要放棄如此優(you) 異的自我保護裝置呢?
其實,人類的頭發絕非可有可無的裝飾,而是頂在頭上的遮陽傘(san) ,最基本的功能就是屏蔽紫外線。皮膚中的黑色素是對抗紫外線的重要防線,這道防線會(hui) 一直延伸到頭發,阻止強烈的紫外線觸及大腦表皮,保護基因免受損傷(shang) 。
計算表明,黑色頭發至少可以為(wei) 人體(ti) 減少80%的紫外線照射,而綠色對紫外線幾乎沒有屏蔽作用,因此,放棄綠色頭發絕對是明智之舉(ju) 。對於(yu) 哺乳動物而言,綠色毛發的熱調節能力也不突出,遠不如黑色或白色毛發。
人類由於(yu) 腦容量巨大,計算過程會(hui) 產(chan) 生大量熱能,頭頂的太陽又不斷加熱大腦,要完成如此複雜的熱調節任務,黑色毛發才是最優(you) 選擇,可以阻止過多熱量抵達皮膚,防止頭皮灼傷(shang) 。
而到了氣候潮濕陰冷的歐洲,為(wei) 了接收更多的陽光,人們(men) 的毛發逐漸變成淺色,讓陽光易於(yu) 穿過,直接加熱大腦。綠色頭發最令人遐想的是隱蔽功能。對於(yu) 人類這樣具有三色視覺的動物而言,綠色頭發確實可以幫助在叢(cong) 林中隱蔽。但隱蔽的對象主要是天敵,人類的天敵是豹子、獅子、老虎這類大型肉食動物,它們(men) 都是典型的雙色視覺,無論綠色、紅色還是棕色,在它們(men) 看來都差不多,綠色頭發並不能提供有效保護。至於(yu) 人類毛發最初為(wei) 什麽(me) 是黑色,是因為(wei) 人類與(yu) 黑猩猩是近親(qin) ,頭發顏色必然與(yu) 黑猩猩相近。
黑猩猩是典型的熱帶叢(cong) 林動物,科學家早就發現,環境越是溫暖潮濕,動物體(ti) 色就越深,直到變成黑色。黑色毛發中的黑色素和角蛋白很難被降解,不僅(jin) 結實,還能抵抗真菌侵蝕。

非洲綠猴有著橄欖綠色的毛發,在光線暗淡的叢(cong) 林中有隱蔽作用,可以幫助躲避老鷹和蛇這類具有四色視覺的天敵。但綠色毛發對人類沒有保護作用。|Pinterest
為(wei) 什麽(me) 北極熊是白色的?
動物采用什麽(me) 體(ti) 色,不是隨意選擇的結果,往往有著實際考量;而且,其主要功能可能不是我們(men) 通常想到的隱藏和交流功能,而是熱調節功能。無論低等動物,還是高等動物,都必須用適當方式從(cong) 環境中攝取熱量。攝取熱量的方式除了食物,還有物理途徑,比如接受太陽輻射,或者環境中的熱對流。不同體(ti) 色會(hui) 明顯影響熱量的收支平衡,所以,選擇正確體(ti) 色對於(yu) 維持體(ti) 溫尤其重要。
北極熊的皮膚本來是黑色,隻是毛發近乎透明,疊加之後呈現白色,因而被許多人視作在冰天雪地中生存的一種保護色。但是,北極熊主要獵殺冰麵下的海豹,白色毛發並不會(hui) 提供多少掩護,而且北極熊和海豹主要是通過氣味識別彼此。所以,白色毛發對於(yu) 北極熊其實另有價(jia) 值,那就是減少熱量流失。一方麵,白色毛發不需要合成色素,是一種比較廉價(jia) 的毛發;另一方麵,由於(yu) 北極並沒有充足的陽光可供利用,北極熊對陽光的依賴性大幅降低,在這種情況下,白色毛發雖然吸熱速度最慢,但熱量散失的速度也相應較慢,可以最大限度地減少熱量流失。

白色毛發對於(yu) 北極熊的主要價(jia) 值是減少熱量流失。| Michael Henry
非洲斑馬為(wei) 什麽(me) 長著黑白條紋?
在非洲稀樹大草原上,許多動物都有條紋,但都不如斑馬的條紋那樣高調張揚。非洲斑馬為(wei) 什麽(me) 長著黑白條紋?見多識廣的達爾文可能是第一個(ge) 嚴(yan) 肅思考斑馬條紋問題的人,他認為(wei) 斑馬的條紋太過招搖,絕非為(wei) 了偽(wei) 裝,而是更像自然界的“條形碼”,每隻斑馬的條紋都獨一無二,是為(wei) 了迅速找到親(qin) 人。
可是,這個(ge) 猜想顯然無法解釋一個(ge) 問題:那些沒有條形碼的動物,難道就不需要識別身份了嗎?另一種說法認為(wei) ,斑馬的黑白條紋可能是為(wei) 驅趕蚊蟲。當斑馬快速奔跑時,黑白條紋會(hui) 產(chan) 生明顯的車輪效應,呈現強烈的視覺偽(wei) 裝效果,就像是理發店門口的旋轉彩燈,產(chan) 生強烈的視錯覺,迷惑蚊蟲,讓它們(men) 搞不清斑馬到底在向哪個(ge) 方向奔跑,從(cong) 而減少斑馬被叮咬的危險。不過,這也無法解釋很多問題,比如為(wei) 什麽(me) 與(yu) 斑馬生活環境相同的角馬沒有采取相同的進化策略。
2015年的一項研究或許提供了最令人信服的答案。科學家發現,隨著斑馬種類不同,黑白條紋的數量也不同,有的20多條,有的80多條。越是靠近赤道,條紋就越清晰密集;而在相對涼爽的南方,條紋就明顯減少;當條紋細弱到一定程度後,斑馬就會(hui) 變成灰馬。這表明,斑馬的條紋可能是為(wei) 了調節體(ti) 溫!黑白兩(liang) 色對陽光反應有差異,黑色條紋吸熱較多,白色條紋吸熱較少,這樣條紋上方的空氣就會(hui) 出現冷熱交替,形成微小的氣流旋渦,不但可以驅趕蚊蟲,還可以迅速降低皮膚溫度。在非洲大草原熾熱的陽光下,斑馬的皮膚溫度比其他哺乳動物的低兩(liang) 到三攝氏度,這絕對具有非同尋常的意義(yi) !

斑馬的黑白條紋可能主要是為(wei) 了調節體(ti) 溫。|Paul Maritz
本文經授權轉載自公眾(zhong) 號“十點科學”,原文摘自《生命的色彩:我們(men) 為(wei) 什麽(me) 沒有綠色的頭發》一書(shu) ,作者史鈞。
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