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走近神奇动物

作者:张丹 来源:食品与健康 202009期 时间:2020-10-18

俄国作家契诃夫写过一部短篇小说——《变色龙》。作者用变色龙,来讽刺那些见风使舵的人。那么,变色龙为什么可以变色?又是如何变色的呢?身怀绝技变色龙,学名避役,是爬行纲...

  俄国作家契诃夫写过一部短篇小说——《变色龙》。作者用变色龙,来讽刺那些见风使舵的人。那么,变色龙为什么可以变色?又是如何变色的呢?

身怀绝技

  变色龙,学名避役,是爬行纲、蜥蜴目、避役科、避役属动物的统称。变色龙主要分布在非洲地区,少数分布在亚洲和欧洲南部。变色龙身体呈长筒状,两侧扁平,头呈三角形,尾常卷曲,体长多为15~25厘米,最长者可达60厘米。有的种类有醒目的头饰,如3个向前方伸出的长角等。生活于马达加斯加东北部哈拉岛的热带雨林里的迷你变色龙,从鼻尖到尾部总长29毫米,成年后的躯干长度仅有指甲盖大小,是迄今为止被发现的世界上最小的变色龙。

  变色龙是树栖动物,除了求爱和产卵外,很少到地面活动。变色龙的身体条件很适合生活在树枝上:其四肢很长,前肢前三趾形成内组,四、五趾形成外组;后肢一、二趾形成内组,另三趾形成外组——可以“握”住树枝;尾巴很长,能缠住树枝。

  虽然变色龙的行动十分迟缓——速度不超过6米/每分钟,但是它身怀绝技——能够变色、动眼和吐舌,以躲避天敌。变色龙皮肤的基本颜色是绿色,可以随时变成深绿、浅绿、紫、蓝、褐色等,甚至可以变成各色相间的花纹色。变色龙的眼睛十分奇特:眼帘很厚,呈环形,两只眼球突出,可上下左右自由转动,左右眼可以单独活动。这种现象在动物中非常罕见。变色龙双眼分工合作,分别注视前后方,既有利于捕食,又能及时发现身后存在的危险。变色龙还有很灵敏的舌,其长度是自己身体的2倍。人们曾经认为其舌尖上有腺体,能够分泌黏液粘住昆虫。但事实上,变色龙捕猎主要靠舌尖产生的强大吸力吸住猎物。它们的捕食行动十分迅速,快如閃电——只需1/25秒便可以完成。

喜怒形于色

  在人们的传统认知里,变色龙变色是为了适应环境。的确,生活在丛林中的变色龙身体多为绿色,生活在沙漠里的变色龙身体多为棕色,但其改变体色主要是为了调节体温和进行交流。作为冷血动物的变色龙,没有像恒温动物那样的体温自动调节机制。所以,变色龙需要不断变换体表颜色。深色可以吸收热量,而浅色则可以反射太阳光。当变色龙感觉到热的时候,会将体色变浅降温;当它感到冷时,则加深体色增温。

  除了调节温度外,变色龙变色的另一个重要作用是进行信息交流,通过体色表达“喜怒哀乐”——是名副其实的喜怒形于色。求偶时,雄性变色龙会穿上靓丽的新衣。当两只雄性变色龙想要追求同一只雌性时,它们要“争奇斗艳”进行比拼,才有机会俘获芳心。颜色越鲜艳的变色龙获胜的可能性越大。输掉交配权的一方,则只能变成棕色灰溜溜地走开。

变色原理:结构色与色素色

  过去有观点认为,变色龙皮下有垂直排列的数层色素细胞,每层细胞控制着特定的颜色。它们通过色素细胞的舒张和收缩,呈现出不同的颜色,这与电视机的彩色显示屏的原理相似。然而,事实上,变色龙的变色原理更为有趣。

  2015年,瑞士日内瓦大学的学者发现,变色龙的变色秘密根本不在于色素,而是在于结构。在生物界,颜色的形成主要有两种方式,色素色与结构色。其中,色素色更为常见:动植物以某些化学物质吸收、反射某些波段的可见光。所以,色素色也叫化学色。而结构色,也被称为物理色,是一种由光的波长引发的光泽。很多蝴蝶翅膀的美丽颜色,便是因鳞片结构而呈现出的结构色。

  科学家发现,变色龙的皮肤中有两层致密重叠的虹色细胞。这种细胞不单含有色素,亦含有无数的纳米晶体结构(也称光子晶体)。光子晶体的尺寸、形状和排列方式的改变,都会使变色龙的体色发生改变。变色龙则是通过放松、收紧皮肤,来控制这些晶体的排列结构,从而实现体色的改变。

  变色龙的皮肤中含有黄色色素,当其体表的晶体反射短波长的光,如蓝光时,便会使黄色的色素色与蓝色的结构色相结合,形成绿色。当变色龙紧张时,它们就会主动控制晶体的疏密程度,使其排列变得更加松散。这样的结构就会反射出波长更长的色光。随着空隙的增大,其体表的结构色会次第由蓝变成绿、黄、橙、红,并叠加黄色,呈现出深绿、浅绿、紫、蓝、褐色等颜色。

  目前,科学家正在根据变色龙如此神奇的变色机制,开展相关研究。或许不久的将来,会出现“一秒变装”“仿生吸热/隔热材料”等实用的高科技产品。让我们拭目以待吧。

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