紅色、橙色、黃色、藍色和紫色的鮮豔色彩幫助植物和動物與其自身物種和其他物種進行交流，以求生存。鮮豔的橙色箭毒蛙警告捕食者它們的毒性。不同的鳥類使用彩虹般的羽毛來吸引配偶。彩虹般色彩的花朵引誘鳥類和蜜蜂傳播花粉和種子。
生物的顏色是緩慢進化的：大約3億年前，色彩鮮豔的類水果種子開始點綴原本單調的景觀，1億年後出現了鮮豔的開花植物，又過了7000萬年後，動物——主要是蟑螂和蝴蝶——開始呈現更鮮豔的色素。但是現在，在一個令人費解的轉折中，新的研究表明，動物感知多種顏色的能力早在它們能夠看到的顏色本身存在之前就出現了。
最近發表在《生物學評論》上的一項研究發現，色覺大約在5億年前就出現了——那時的大背景是棕色、灰色和一些其他顏色的柔和色調。直到大約4億年後，鮮豔的色彩才在脊椎動物和節肢動物（一群具有外骨骼的無脊椎動物，如昆蟲和蜘蛛）中擴充套件開來。“在色彩爆發和色覺起源之間存在很長的滯後時間，”該研究的合著者、亞利桑那大學生態學和進化生物學教授約翰·J·維恩斯說。
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草莓箭毒蛙展現出鮮豔的色彩，作為對捕食者的強烈警告訊號。
約翰·J·維恩斯
研究人員之前使用一種名為系統發育樹的圖表，確定了各種顏色的起源，該圖表描繪了生物體彼此之間的基因關係。這與恰好包含儲存完好色素的化石相結合，使進化生物學家能夠將鮮豔的顏色追溯到第一批攜帶這種特徵的生物型別。維恩斯和他的合著者，俄克拉荷馬州立大學的綜合生物學家扎卡里·埃伯茨，進一步推進了這項工作，他們分析了編碼動物視覺系統中蛋白質受體的基因，以確定一個物種何時能夠感知顏色。透過分析色覺和顯著著色的時間線，該研究表明，前者和後者的發展之間相隔數億年。
進化特徵幾乎總是出於某種原因而出現的；這就引出了一個問題，即為什麼動物會在它們需要看到鮮豔色彩的區別之前很久就獲得這種能力。根據這項新研究，色覺可能在早期物種辨別植物是長有綠色的活葉還是棕色的枯葉，或者從背景中挑出捕食者方面發揮了重要作用。色覺也可能被證明在水下尤其重要，脊椎動物物種首先在那裡進化，用於區分光線穿過濾液時產生的色調。“在海洋環境中，光線移動有很多運動，因此色覺對於在水下導航特別有幫助，”維恩斯說。
這項研究的範圍令人印象深刻，但並沒有講述色覺的全部故事，英國布里斯托爾大學行為生態學教授伊內斯·C·卡希爾說，他沒有參與這項研究，但為該手稿提供了評論。這項研究側重於三色視覺——人類擁有的那種視覺顏色感知型別；它沒有研究大多數昆蟲擁有的紫外線 (UV) 視覺。例如，蜜蜂使用紫外線來區分不同的花朵。“我們看到的顏色對於大多數動物來說並不重要，”卡希爾說。
維恩斯承認，色覺的許多方面仍然是一個謎。“在色彩爆發之前，有一個非常長的導火索，”他說，“我們真的不知道為什麼。”