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當天氣轉涼時,外溫(冷血)動物會減速,這對它們的潛在獵物來說應該是好訊息。但是,色彩鮮豔的變色龍找到了一種即使在較低溫度下也能保持高速進食的方法:一種彈性組織舌頭,與普通肌肉不同,它在較低溫度下的伸出速度幾乎與在較高溫度下一樣快。
變色龍的武器非常快速,伸出長度可達蜥蜴體長的兩倍,最快速度為0.07秒(根據2004年的一項研究,某些物種的舌頭在短短20毫秒內從零加速到每秒六米)。佛羅里達大學坦帕分校綜合生物學系的Christopher Anderson和Stephen Deban研究人員指出,膠原組織舌頭由肌肉觸發,然後基於動量展開,這種動能的直接流動比透過肌肉傳播的速度更快。
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Anderson和Deban在他們於3月8日線上發表於美國國家科學院院刊的報告中寫道:“這種進食機制在所有變色龍中都很常見,併為這些行動緩慢、隱秘、靜坐等待的捕食者提供了出其不意的優勢。”
作為外溫動物,蜥蜴——包括聰明的變色龍——依賴於外部溫度來調節它們的整體體溫(進而影響它們的肌肉功能)。研究人員表示,對於大多數冷血動物來說,溫度下降10攝氏度意味著速度下降約33%,力量也隨之減弱。
他們發現,如果溫度下降10攝氏度,其他外溫動物基於肌肉的舌頭運動會減慢到大約一半速度(42%)。但是,研究人員對面紗變色龍(Chamaeleo calyptratus)進行的測試(透過用懸掛在細線上的蟋蟀引誘蜥蜴)表明,它們的舌頭伸縮速度僅減慢了約10%至19%,並且在相同的溫度下降下,舌頭伸出的長度並沒有縮短。
Anderson和Deban寫道:“與其他蜥蜴相比,變色龍在更廣泛的[體溫]範圍內進食。”地球上有100多種不同的變色龍物種,其中一些物種棲息在溫度升至39攝氏度以上或降至冰點以下的地區。研究人員指出,雖然較熱的天氣似乎對許多外溫動物來說是理想的,但科學家們一直不確定蜥蜴如何在低溫下捕獲獵物。新的發現解釋了蜥蜴如何能夠維持如此廣泛的進食生態位。
然而,隨著溫度降低,蜥蜴將獵物收回的速度不如伸出時那麼快。雖然伸出取決於彈性組織的快速彈射,但收回動作取決於肌肉收縮。作者報告稱,隨著溫度下降10度,收回效能下降了42%至63%。
研究人員指出,變色龍並不是唯一利用快速彈性組織技巧的生物。在火蜥蜴的伸射舌和螳螂蝦的攻擊動作中也發現了這種機制。現在,這項關於這種運動相對溫度獨立性的新發現為研究人員在其他物種中尋找這種機制提供了一種途徑。
面紗變色龍圖片由Christopher Anderson提供