我们为什么能看到一个彩色的世界?人类为什么没有绿色头发?北极熊长成白色并非为了隐蔽?非洲斑马长着黑白条纹是为调节体温?
其实,每种生命都有自己的色彩,而这缤纷色彩的背后,居然隐藏着深刻的进化逻辑——
在生活中,我们会发现每个人的头发颜色各不相同,有黑色、灰色、黄色、棕红色、银白色,就是没有绿色。对于生活在丛林中的早期人类,绿色头发简直是天然的迷彩服,可以起到完美的保护作用,那么人类为什么没有如此优异的自我保护装置呢?
其实,人类的头发绝非装饰,而是屏蔽紫外线的。皮肤中的黑色素是对抗紫外线的重要防线,这道防线会一直延伸到头发,阻止紫外线触及大脑表皮,保护基因免受损伤。计算表明,黑色头发至少可以为人体减少80%的紫外线照射,而绿色对紫外线几乎没有屏蔽作用。
对于哺乳动物而言,绿色毛发的热调节能力远不如黑色或白色毛发。人类脑容量巨大,计算过程中会产生大量热能,太阳不断加热大脑,要完成如此复杂的热调节任务,黑色毛发才是最优选择。它可以阻止过多热量抵达皮肤,防止头皮灼伤。在气候潮湿阴冷的欧洲,为了接收更多的阳光,让阳光易于穿过,直接加热大脑,人们的毛发则多为浅色。
人类具有三色视觉,绿色头发能帮助他们在丛林中隐蔽,但人类的天敌豹子、狮子、老虎都是典型的双色视觉。无论绿色、红色还是棕色,在它们看来都差不多,绿色头发并不能提供有效保护。
至于人类毛发最初为什么是黑色,是因为人类与黑猩猩是近亲。黑猩猩是典型的热带丛林动物,科学家发现,环境越是温暖潮湿,动物体色就越深,直到变成黑色。黑色毛发中的黑色素和角蛋白很难被降解,不仅结实,还能抵抗真菌侵蚀。
为什么北极熊是白色的?
动物的体色与隐藏和交流功能无关,更多呈现的是热调节功能。
无论低等动物,还是高等动物,都必须用适当方式从环境中摄取热量。摄取热量的方式除了食物,还有物理途径,比如接受太阳辐射,或者环境中的热对流。不同体色会影响热量的收支平衡,所以,正确体色对于维持体温尤其重要。
北极熊的皮肤本来是黑色,只是毛发近乎透明,叠加之后呈现白色,许多人视作是生存的保护色。其实,它们主要通过气味识别并猎杀冰面下的海豹,白色毛发并不会提供掩护,所以,白色毛发只是帮助北极熊减少热量流失。
由于北极并没有充足的阳光可供利用,北极熊对阳光的依赖性大幅降低。在这种情况下,白色毛发吸热速度变慢,从而相应地减少热量流失。
斑马为什么长着黑白条纹?
一些动物有多种体色,它们的毛发又起到什么作用呢?
以非洲草原上的黑白条纹斑马为例,达尔文认为,它们的毛发绝非为了伪装,更像是自然界的“条形码”。这种独一无二的体色能帮助它们迅速找到亲人。
可是,这个猜想存在一个问题:那些没有“条形码”的动物,难道就不需要识别身份了吗?
有说法认为,黑白条纹斑马的毛发是为驱赶蚊虫。当斑马快速奔跑时,黑白条纹会呈现强烈的视觉伪装效果,使蚊虫无法辨别斑马奔跑的方向,从而减少斑马被叮咬的危险。不过,这也会出现问题:那些同环境下的角马为什么没有采取相同的进化策略呢?
2015年的一项研究或许提供了答案。科学家发现,斑马的种类依据条纹的数量变化而不同。越是靠近赤道,条纹就越清晰密集;而在相对凉爽的地方,条纹就明显减少;当条纹细弱到一定程度后,斑马就会变成灰马。这表明,斑马的条纹可能是为了调节体温。
黑白两色对阳光反应有差异,黑色条纹吸热较多,白色条纹吸热较少,这样条纹上方的空气就会出现冷热交替,形成微小的气流旋涡,不但可以驱赶蚊虫,还可以迅速降低皮肤温度。在非洲大草原炽热的阳光下,斑马的皮肤温度比其他哺乳动物的低2℃至3℃,这绝对具有非同寻常的意义。
据《科普中国》