本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
黛維·斯圖爾特-福克斯是墨爾本大學的一位進化生物學家,過去十年一直在研究蜥蜴的變色現象。她現在正領導一個國際研究團隊,調查它們如何實現變色,為什麼要變色,以及變色會給它們帶來什麼代價。我和她聊了聊她所發現的,以及她希望發現的,關於自然界中極其複雜的變色語言。
你的研究表明,變色龍變色的主要用途不是偽裝。那是什麼?
變色龍有很多種類,有些種類具有非常先進的變色能力,而另一些則非常有限。因此,最大的問題是,為什麼這種能力在某些物種中進化到如此顯著的程度,而在其他物種中卻沒有?
我們能夠證明的是,變色最頻繁的物種實際上擁有最引人注目的社交展示。因此,它們會選擇在交流和社交展示中使用這些非常明亮、豔麗的顏色,因此,它們會選擇變色能力。我們認為,變色能力是為了這個原因而進化的,而不是僅僅為了偽裝。因為為什麼要變色,為什麼不直接偽裝成與背景非常相似的樣子呢?
我們想知道變色能力是否與它們需要匹配的不同背景的數量,或它們所處的特定棲息地有關。我們發現兩者之間沒有關係,這就是我們說它不是由偽裝驅動的原因。它們顯然會用它來偽裝——它們匹配得非常好——但它們必須匹配的顏色範圍有限。而在它們的社交展示中,當它們變色時,它們會呈現粉紅色、橙色、綠色、藍色,以及一系列對變色龍可見但對我們不可見的紫外線顏色。
黛維·斯圖爾特-福克斯和一隻中部鬍鬚蜥。圖片來源:歐萊雅澳大利亞和sdpmedia.com.au
鬍鬚蜥是否以類似的方式使用變色?
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雌性使用顏色來表示它們是否接受求偶或積極拒絕雄性的求愛,而雄性則在領地展示和對雌性的求偶展示中使用顏色。我們不知道具體顏色代表什麼,在某些情況下,深色可以是屈服的象徵,但在其他情況下,例如[中部鬍鬚蜥]雄性的黑色鬍鬚,則是統治地位的象徵。因此,不同的顏色在不同的背景下代表不同的含義。
有趣的是,雌性蜥蜴已經開發出一種基於顏色訊號的特定機制來抵禦雄性。
我對這一點特別感興趣。我一直在研究艾爾湖蜥蜴——它們只出現在艾爾湖鹽沼中,這是你能找到的最荒涼的棲息地。通常,雄性是雌性的更明亮的版本,但在這個物種中,兩性的顏色都與它們的背景非常匹配,在繁殖季節,雌性的腹部會出現非常明亮的橙色斑塊。以前的文獻認為,這些斑塊是在雌性拒絕雄性時出現的,但我們證明的是,這些斑塊是在它們接受時出現的,雄性看到雌性喉嚨上的橙色,就會絕對騷擾它們。
但是雌性只在非常短的時間內接受,而雄性會不斷地騷擾它們。因此,為了逃避這種情況,雌性會作為最後的手段,翻身仰面朝上,[這意味著]它們實際上無法交配,並且會顯示這些明亮的橙色腹部斑塊。腹部斑塊似乎不會吸引捕食者的注意,因為首先,在這些鹽沼上捕食者非常罕見,其次,我們透過實驗表明,捕食者似乎會避開仰面朝上、有明亮橙色斑塊的雌性,因為它們從未見過這樣的東西。它們甚至不認為它們是潛在的獵物。當雌性懷孕時,斑塊的大小會增加。因此,它們可以使用這些橙色來表示它們是接受的,或者當它們將其與翻身仰面朝上的行為結合起來時,表示它們是不接受的,以試圖避免騷擾。因此,當顏色與不同的行為結合時,它們可以在非常不同的背景下使用。
變色,尤其是快速變色的能量消耗是多少?肯定相當大吧?
這是一個很大的未知數。沒有人嘗試量化變色的代謝或生理成本。我們知道它涉及細胞內色素的移動,這可以由激素控制,在變色龍中,它直接由大腦透過神經遞質發出的訊號控制。但是,這很難測試,因為你必須讓蜥蜴頻繁地變色,然後觀察代謝率或身體狀況下降的情況,同時與根本不允許變色的蜥蜴進行比較。我們認為這是有代價的,因為否則,為什麼它沒有更廣泛地進化呢?
你在野外遇到過什麼奇怪的事情?
我喜歡我的工作,因為它感覺帶我去了世界各地有趣的地方。我只是對你在自然界中看到的所有令人驚歎的裝飾和顏色完全著迷,每次你看野生動物紀錄片時,都會有那麼多奇怪的裝飾和行為,這真的吸引了我,我很幸運能以此為職業進行研究。
在蜥蜴中,最令人驚奇的事情之一是你在東南亞看到的滑翔蜥蜴,它們的肋骨從兩側延伸出來,並覆蓋著一層滑翔膜,因此它們可以滑翔驚人的距離。我獲得了一項《國家地理》的資助,研究那些滑翔蜥蜴,因為它們有相當豔麗的翅膀和喉扇——那是雄性用來瘋狂地相互示意的喉部風扇。你會發現許多物種同時出現在滑翔蜥蜴中,因此這可能與識別自己物種的成員有關。這也可能與——我們正在測試的——某些顏色在不同的棲息地中作為訊號效果更好有關。在綠色森林中,綠色的喉扇效果不佳,如果你想引起另一隻蜥蜴的注意,事實上,紫外線顏色效果不佳,因為在黑暗的森林深處沒有多少紫外線。而紫外線顏色和黑色在開放的環境中效果很好,而紅色、橙色和黃色在封閉的環境中效果很好,因為森林環境在這些波長的光線中相當豐富。
聽起來變色是一種極其複雜的語言。
很難知道蜥蜴從中理解什麼,這有點像冰山一角,[但是]我們可以透過相當費力的實驗來了解一些情況!
你最近獲得了2013年歐萊雅-教科文組織國際女性職業中期科學家特別獎學金,你打算如何使用它?
實際上這是一個很大的驚喜。這是一個獎項,所以它不是專門用於研究的資金。我有兩個小孩,我做的研究是相當野外性質的,所以我把我的孩子帶到野外旅行,我的丈夫也經常來。因此,我們的計劃是利用這筆錢來幫助支付這些費用。我很幸運能夠做到這一點,我寧願不要長時間離開我的孩子,所以能夠帶他們去野外旅行真是一種奢侈。當我在法國參加“女性科學周”時,我感到非常震驚,有15位早期職業獎學金獲得者,她們大多是來自發展中國家的女性,前往發達國家做獎學金,其中15人中有5人已經有了孩子,其中幾人把孩子留給了她們的[外]祖父母。有很多關於事業與家庭相結合的討論,但現實情況是,對於許多女性來說,這並沒有真正發生。我只是覺得自己非常幸運,能夠在不長時間離開孩子的情況下將家庭和事業結合起來。
引用的論文
Chen, I., Stuart-Fox, D., Hugall, A., & Symonds, M. (2012). 龍蜥蜴中性選擇與複雜顏色模式的演化,《進化》,66 (11), 3605-3614 DOI: 10.1111/j.1558-5646.2012.01698.x
Jessop, T., Chan, R., & Stuart-Fox, D. (2009). 艾爾湖龍蜥 Ctenophorus maculosus 中雌性特有的顏色、行為和生殖狀態的性類固醇相關性,《比較生理學雜誌 A》,195 (7), 619-630 DOI: 10.1007/s00359-009-0437-4
Stuart-Fox, D., & Moussalli, A. (2008). 社會訊號的選擇驅動了變色龍變色的進化,《公共科學圖書館·生物學》,6 (1) DOI: 10.1371/journal.pbio.0060025
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