天蛾幼虫难以从树枝中区分出来。这些幼虫不仅模仿树枝的形态,还模仿其颜色。在一项新研究中,研究人员证明,幼虫可以通过皮肤感知树枝的颜色。
头足类动物、变色龙和一些鱼类通过适应周围环境的颜色来伪装自己。这些动物有一个系统,可以独立于眼睛感知颜色和光线。一些昆虫,如天蛾幼虫(Biston betularia),也能将它们的体色与它们食物植物的树枝颜色相匹配;尽管这种颜色变化比其他动物慢。
到目前为止,科学家们还不知道昆虫幼虫如何感知它们环境的颜色以及颜色变化是如何发生的。两个理论提出了颜色变化可能是由饮食或动物看到颜色引起的。由于已知一些昆虫能够通过皮肤感知光线——但不能感知颜色——利物浦大学和马克斯·普朗克化学生态学研究所的研究人员采取了三种不同的方法来最终解决天蛾幼虫如何匹配其周围环境颜色的问题。
首先,他们测试了眼睛被黑色丙烯酸漆覆盖的天蛾幼虫是否仍能调整其颜色以适应背景。被蒙住眼睛的幼虫在白色、绿色、棕色和黑色树枝上饲养,并观察它们的体色。即使不能看到,幼虫仍然能够改变颜色以模仿背景,与眼睛未被覆盖的幼虫一样。
在行为实验中,蒙住眼睛的幼虫可以选择移动到不同颜色的树枝上。一致的是,幼虫停留在与其自身颜色最相似的树枝上。
在第三种方法中,研究人员检查了与视觉相关的基因在身体的哪些部分表达。他们发现这些基因不仅在幼虫头部表达,还在所有身体段的皮肤中表达。一个视觉基因甚至在皮肤中的表达比在幼虫头部更多。
动物面临的主要挑战之一是如何避免被捕食者吃掉。许多物种已经进化出伪装来避免被检测或识别。然而,一个相当大的问题是,猎物动物如何匹配它们经常被看到的视觉背景的范围。颜色变化使动物能够匹配其周围环境,并可能减少被捕食的风险。