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为什么热带生物体色丰富、艳丽?

艾培炎  发表于 2018年05月08日

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图. 多彩的亚马孙丛林

 


丰富多样的物种都有其个性鲜明的体色,让人叹为观止。动物的体色按成因可以分为:由特殊结构引起的结构色(如甲壳虫、鸟类的金属光泽)和由某些化学物质形成的化学色(也称色素色,如人类的肤色)。

往往低纬度的热带地区动物体色更加丰富、艳丽,这是为什么呢?以靠近赤道的亚马孙河流域为例,那里阳光充足、降雨充沛,植物生长迅速、生物种类多样,环境的色彩也异常丰富。茂密的热带雨林孕育了各类生灵,纵横的食物链组成了复杂的食物网络。每种动物都各显其能,要在这个错综复杂的食物链中生存下去,它们既要通过模拟外界环境以期逃过捕食者的眼睛(如变色龙),或者依靠夸张、奇特的外貌震慑天敌,同时在激烈的种内竞争中还要精心装扮自己,来彰显自己的实力获得异性的芳心(如很多鸟类)。另外,某些动物的体色并非一成不变,还可能会随着生长发育期的不同和外界环境的变化而变化。在残酷的自然法则面前,这些方法能够帮助它们生存下来,而与体色有关的丰富基因也因此得以保留和传承。

高纬度地区,温度变低,植被覆盖度降低,生存环境逐步恶化,能够适应环境的动物种类减少。如果不考虑地势海拔因素的影响,物种的丰富度以赤道为中心,向两极呈正态分布。随着物种的减少和环境色彩的单调化,动物的体色也趋于简单。高纬度地区的动物毛色偏向于棕色、黑色等暗色调,这样能够很好地吸收太阳辐射能,用以保障体温恒定。极地地区有的动物则是白色的,便于隐身于冰雪之中。

另一方面,动物的体色还与其体型有一定关系。位于低纬度的非洲大草原,生活着非洲象、河马、犀牛、角马等哺乳动物,它们体色往往是单一的棕色、灰褐色等;袋鼠生活在位于南回归线上的澳大利亚,它们的皮毛也是单调的棕色;北温带的蒙古狼是典型的棕色皮毛;居住在冰雪之地的北极熊,则拥有黑色的皮肤和白色的皮毛。这些动物虽然分布在不同的纬度,但却都是体型较大的群居动物,在生态系统中具有较大的生态位。这些动物大多处于食物链的顶端,又是群居动物,不需要依靠鲜艳的外表吸引异性,而往往是通过健壮的体格征服异性。鲜艳的体色对于它们而言是华而不实的,同时体色的变化需要消耗大量的能量,对大型哺乳动物来说得不偿失。

动物体色的差异是其对生存环境的适应,是长期的演化结果。总的来说,中大型哺乳动物由于具有良好的生存优势,所以不需要鲜艳的体色。体色鲜艳的动物一般体型较小、独居或者是变温动物,如昆虫、鸟类、两栖类、鱼类、爬行类等。这些动物的种类繁多,又大量分布在气候适宜的低纬度地区,这就造成了热带生物体色与高纬度动物相比更加丰富、艳丽。


(本文发表于《科学世界》2015年第11期)



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