本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點。
你是否曾希望擁有一個秘密程式碼,可以用來與少數人交流?研究人員發現,一種小型魚類實際上就擁有這種程式碼。根據2月25日線上發表在Current Biology雜誌上的一項研究,安汶雀鯛 (Pomacentrus amboinensis) 能夠看到同類魚身上詳細的紫外線 (UV) 圖案,並能檢測到其他相似物種身上缺少這些線條。
研究人員在他們的研究中寫道,這項發現首次表明,一種動物“能夠僅使用其短波長受體(紫外線錐細胞)來區分精細尺度的紫外線圖案”。這些魚似乎利用紫外線線索來區分自己物種與其他外形相似的物種。
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有些魚類已知能夠看到紫外線光譜中的光,但它們的紫外線視覺被認為充其量是模糊的。澳大利亞昆士蘭大學博士後研究員兼該研究的主要作者烏爾裡克·西貝克在一份準備好的宣告中說:“研究人員長期以來一直認為紫外線視覺不是很好,它僅用於檢測紫外線或物體在紫外線明亮背景前的存在與否。”
西貝克和她的同事利用安汶雀鯛的自然行為來測試它們的紫外線探測能力。雄性雀鯛通常生活在一群雌性雀鯛中,它們會 fiercely 防禦自己的領地,並會攻擊同物種的入侵者,但通常不會追逐其他物種,因為後者不會構成直接的交配競爭。 外觀幾乎相同的檸檬雀鯛 (P. moluccensis) 的面部紫外線敏感標記與其具有攻擊性的近親安汶雀鯛略有不同。*
研究人員發現,當紫外線存在時(使兩種物種的標記都可見),安汶雀鯛會攻擊入侵的同類。但是,當從環境中移除紫外線時,這些魚不再比追逐其他物種更頻繁地追逐某一物種。為了證實這些發現,研究小組訓練這些魚遊向白色紙上印製的各種紫外線圖案中的特定圖案。這些魚出色地完成了這項任務,表明它們檢測到的不僅僅是紫外線線索的存在與否,而且它們還可以看到這個光譜中的細節。
西貝克說:“令人興奮的是,我們可以證明這些魚可以分辨出複雜的紫外線圖案之間的差異——這是出乎意料的。”
這些魚能夠特別敏銳地感知紫外線有點令人驚訝。已知光譜紫外線端的短波射線在水和空氣中都會迅速消散。因此,這些淺水海洋魚類仍然必須相對靠近(幾個身長)才能相互檢測到同類的紫外線圖案,但是它們看到這些標記的能力非常清晰,就像白天一樣。
西貝克說:“如果你用簡單的術語來考慮,魚類如果想不被捕食者和獵物發現,就必須不顯眼,但與此同時,如果它們想吸引潛在配偶的注意,就必須顯眼。” “使用紫外線圖案來實現這一點是一種巧妙的方式,可以同時最大限度地實現這兩者——它們對捕食者仍然不顯眼,但對其他具有紫外線視覺的魚類來說卻非常顯眼。”
但是,當這些雀鯛檢測到同類魚身上的紫外線圖案時,它們究竟看到了什麼?而我們對這個光譜視而不見又錯過了什麼?西貝克在給ScientificAmerican.com的電子郵件中解釋說:“很難想象這些魚彼此之間看起來是什麼樣子。” 她舉了一個綠色田野裡有紅色花朵的例子:“對於色盲人士來說,這些花是不可見的,但對於有色覺的人來說,這些花會非常顯眼。所以當我們看魚的時候,我們都像色盲人士。” 人類和其他壽命較長的生物會阻擋紫外線,至少有一個很好的理由:它可能對眼睛有害——這在壽命較短的雀鯛身上就不是那麼令人擔憂的問題了。
圖片由烏爾裡克·西貝克/昆士蘭大學提供
*勘誤 (2010年2月25日):此句在發表後已更改。原文宣告檸檬雀鯛沒有紫外線敏感標記。