蜥蜴与变色语言

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


黛维·斯图尔特-福克斯是墨尔本大学的一位进化生物学家,过去十年一直在研究蜥蜴的变色现象。她现在正领导一个国际研究团队,调查它们如何实现变色,为什么要变色,以及变色会给它们带来什么代价。我和她聊了聊她所发现的,以及她希望发现的,关于自然界中极其复杂的变色语言。

你的研究表明,变色龙变色的主要用途不是伪装。那是什么?

变色龙有很多种类,有些种类具有非常先进的变色能力,而另一些则非常有限。因此,最大的问题是,为什么这种能力在某些物种中进化到如此显著的程度,而在其他物种中却没有?

我们能够证明的是,变色最频繁的物种实际上拥有最引人注目的社交展示。因此,它们会选择在交流和社交展示中使用这些非常明亮、艳丽的颜色,因此,它们会选择变色能力。我们认为,变色能力是为了这个原因而进化的,而不是仅仅为了伪装。因为为什么要变色,为什么不直接伪装成与背景非常相似的样子呢?

我们想知道变色能力是否与它们需要匹配的不同背景的数量,或它们所处的特定栖息地有关。我们发现两者之间没有关系,这就是我们说它不是由伪装驱动的原因。它们显然会用它来伪装——它们匹配得非常好——但它们必须匹配的颜色范围有限。而在它们的社交展示中,当它们变色时,它们会呈现粉红色、橙色、绿色、蓝色,以及一系列对变色龙可见但对我们不可见的紫外线颜色。

黛维·斯图尔特-福克斯和一只中部胡须蜥。图片来源:欧莱雅澳大利亚和sdpmedia.com.au

胡须蜥是否以类似的方式使用变色?


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雌性使用颜色来表示它们是否接受求偶或积极拒绝雄性的求爱,而雄性则在领地展示和对雌性的求偶展示中使用颜色。我们不知道具体颜色代表什么,在某些情况下,深色可以是屈服的象征,但在其他情况下,例如[中部胡须蜥]雄性的黑色胡须,则是统治地位的象征。因此,不同的颜色在不同的背景下代表不同的含义。

有趣的是,雌性蜥蜴已经开发出一种基于颜色信号的特定机制来抵御雄性

我对这一点特别感兴趣。我一直在研究艾尔湖蜥蜴——它们只出现在艾尔湖盐沼中,这是你能找到的最荒凉的栖息地。通常,雄性是雌性的更明亮的版本,但在这个物种中,两性的颜色都与它们的背景非常匹配,在繁殖季节,雌性的腹部会出现非常明亮的橙色斑块。以前的文献认为,这些斑块是在雌性拒绝雄性时出现的,但我们证明的是,这些斑块是在它们接受时出现的,雄性看到雌性喉咙上的橙色,就会绝对骚扰它们。

但是雌性只在非常短的时间内接受,而雄性会不断地骚扰它们。因此,为了逃避这种情况,雌性会作为最后的手段,翻身仰面朝上,[这意味着]它们实际上无法交配,并且会显示这些明亮的橙色腹部斑块。腹部斑块似乎不会吸引捕食者的注意,因为首先,在这些盐沼上捕食者非常罕见,其次,我们通过实验表明,捕食者似乎会避开仰面朝上、有明亮橙色斑块的雌性,因为它们从未见过这样的东西。它们甚至不认为它们是潜在的猎物。当雌性怀孕时,斑块的大小会增加。因此,它们可以使用这些橙色来表示它们是接受的,或者当它们将其与翻身仰面朝上的行为结合起来时,表示它们是不接受的,以试图避免骚扰。因此,当颜色与不同的行为结合时,它们可以在非常不同的背景下使用。

变色,尤其是快速变色的能量消耗是多少?肯定相当大吧?

这是一个很大的未知数。没有人尝试量化变色的代谢或生理成本。我们知道它涉及细胞内色素的移动,这可以由激素控制,在变色龙中,它直接由大脑通过神经递质发出的信号控制。但是,这很难测试,因为你必须让蜥蜴频繁地变色,然后观察代谢率或身体状况下降的情况,同时与根本不允许变色的蜥蜴进行比较。我们认为这是有代价的,因为否则,为什么它没有更广泛地进化呢?

你在野外遇到过什么奇怪的事情?

我喜欢我的工作,因为它感觉带我去了世界各地有趣的地方。我只是对你在自然界中看到的所有令人惊叹的装饰和颜色完全着迷,每次你看野生动物纪录片时,都会有那么多奇怪的装饰和行为,这真的吸引了我,我很幸运能以此为职业进行研究。

在蜥蜴中,最令人惊奇的事情之一是你在东南亚看到的滑翔蜥蜴,它们的肋骨从两侧延伸出来,并覆盖着一层滑翔膜,因此它们可以滑翔惊人的距离。我获得了一项《国家地理》的资助,研究那些滑翔蜥蜴,因为它们有相当艳丽的翅膀和喉扇——那是雄性用来疯狂地相互示意的喉部风扇。你会发现许多物种同时出现在滑翔蜥蜴中,因此这可能与识别自己物种的成员有关。这也可能与——我们正在测试的——某些颜色在不同的栖息地中作为信号效果更好有关。在绿色森林中,绿色的喉扇效果不佳,如果你想引起另一只蜥蜴的注意,事实上,紫外线颜色效果不佳,因为在黑暗的森林深处没有多少紫外线。而紫外线颜色和黑色在开放的环境中效果很好,而红色、橙色和黄色在封闭的环境中效果很好,因为森林环境在这些波长的光线中相当丰富。

听起来变色是一种极其复杂的语言。

很难知道蜥蜴从中理解什么,这有点像冰山一角,[但是]我们可以通过相当费力的实验来了解一些情况!

你最近获得了2013年欧莱雅-教科文组织国际女性职业中期科学家特别奖学金,你打算如何使用它?

实际上这是一个很大的惊喜。这是一个奖项,所以它不是专门用于研究的资金。我有两个小孩,我做的研究是相当野外性质的,所以我把我的孩子带到野外旅行,我的丈夫也经常来。因此,我们的计划是利用这笔钱来帮助支付这些费用。我很幸运能够做到这一点,我宁愿不要长时间离开我的孩子,所以能够带他们去野外旅行真是一种奢侈。当我在法国参加“女性科学周”时,我感到非常震惊,有15位早期职业奖学金获得者,她们大多是来自发展中国家的女性,前往发达国家做奖学金,其中15人中有5人已经有了孩子,其中几人把孩子留给了她们的[外]祖父母。有很多关于事业与家庭相结合的讨论,但现实情况是,对于许多女性来说,这并没有真正发生。我只是觉得自己非常幸运,能够在不长时间离开孩子的情况下将家庭和事业结合起来。

引用的论文

Chen, I., Stuart-Fox, D., Hugall, A., & Symonds, M. (2012). 龙蜥蜴中性选择与复杂颜色模式的演化,《进化》,66 (11), 3605-3614 DOI: 10.1111/j.1558-5646.2012.01698.x

Jessop, T., Chan, R., & Stuart-Fox, D. (2009). 艾尔湖龙蜥 Ctenophorus maculosus 中雌性特有的颜色、行为和生殖状态的性类固醇相关性,《比较生理学杂志 A》,195 (7), 619-630 DOI: 10.1007/s00359-009-0437-4

Stuart-Fox, D., & Moussalli, A. (2008). 社会信号的选择驱动了变色龙变色的进化,《公共科学图书馆·生物学》,6 (1) DOI: 10.1371/journal.pbio.0060025

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我的书,《僵尸鸟、宇航员鱼和其他怪异的动物》,现已在美国上市,亚马逊和大多数书店有售。

About Becky Crew

Bec Crew is a Sydney-based science writer and award-winning blogger. She is the author of 'Zombie Tits, Astronaut Fish and Other Weird Animals' (NewSouth Press).

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