在很多电影中,总能看到各路“英雄”为了各种冠冕堂皇的理由打群架,两拨人聚集在车库、巷道等地,这时候再下个瓢泼大雨,那效果就出来了。你发现没,往往这个时候,总会有很多人穿上黑衣,这是为什么呢?
小编百思不得其解,直到有一天,看到了蝗虫这个小家伙,脑洞一开,或许,他们是从蝗虫的身上受到启发了?
蝗虫:“独居”时穿绿衣,“抱团”时穿黑衣。蝗虫,学名是飞蝗(Locusta migratoria),当蝗灾发生时,人们总是用黑压压一片来形容蝗群,因为这时候它们都穿着“黑衣”。不过,飞蝗“独居”的时候可不是黑色的,而是穿着“绿衣”,就是我们小时候经常在草丛里抓的可爱的绿色蚂蚱了。
原来,飞蝗在散居和群居个体之间表现出体色多型性,散居型飞蝗呈现均匀的绿色,群居型飞蝗呈现黑色背板和棕色腹面。在飞蝗形成蝗群时,也就是去“打群架”的时候,才穿上了“黑衣”,这样既可以使同种相互识别形成庞大的种群,又可以对天敌发出警戒信号抵御捕食。
绿色、黑色,蝗虫的这两种体色可以在野外根据密度变化实现互变。这种灵活的体色变化对蝗虫的生存具有重要意义。
而这种体色变化,也是蝗虫们的防身策略。几乎所有动物都具有一定的体色,动物通过变色来吸引配偶、警戒敌人、隐蔽自身。如战场上的军人采取“隐身”还是“亮剑”策略一样,动物们也有不同的防身策略。
比如,生活在寒带的雷鸟采取“隐身”策略,在白雪皑皑的冬天,体表的羽毛是纯白色的,一到夏天就换上棕褐色的羽毛,与夏季苔原的斑驳色彩很相近,防止被敌害发现,同时便于捕食猎物,保护自身;而鲜艳夺目的体色对捕食者可以起到“亮剑”作用,很多无毒蛇具有像毒蛇一样鲜艳的体色,可减少被捕食的风险。
此前,许多科学家认为群居型蝗虫体色是黑色素的沉积,他们在蝗虫中也发现了一些黑色素。但是,这些黑色素并不能响应种群密度的变化,外源过量注射虫子表现出通体发黑,没有呈现黑色背板和棕色腹面的格局。而且这种黑色素注射到其他昆虫或虾、鱼等动物身上都导致通体黑色。这说明,他们所发现的黑色素与密度制约的体色变化并无关系。
近期,中国科学院动物研究所康乐研究员就提出了蝗虫体色变化是否在散居虫的绿色背景中加入了额外的红色素后形成的假说。他们发现,群居和散居型蝗虫中有一种叫“β胡萝卜素结合蛋白”(βCBP)起着关键色彩转变的作用。群居型蝗虫和散居型蝗虫βCBP表达差异巨大,而且随着种群密度越大,βCBP含量更高。随着群居型蝗虫龄期增长,发现其逐渐加深的黑色与β胡萝卜素结合蛋白表达量直接相关,而散居型蝗虫则保持不变。
β胡萝卜素结合蛋白在体内能特异性绑定β-胡萝卜素(β-carotene)。他们发现群居型蝗虫的β-carotene含量高出散居型近三分之一的量,这表明β胡萝卜素结合蛋白和β-胡萝卜素与群居型黑色体色直接相关。
这项研究揭示了动物通过巧妙的利用物理的三原色配色,来形成群居体色的一种适应性进化机制。这种体色适应的进化机制可能在其他昆虫和动物中也存在。或许我们可以这么推测,在自然界中,动物斑斓的体色都是三原色的组合实现的,动物可以利用配色原理实现很多种体色变化,这也符合生物进化的简约和节能原则。