最近的一项调查显示,动物的色彩视觉能力在色彩鲜艳的水果和花朵出现之前已经发展了超过1亿年。此外,在过去的1亿年里,颜色信号的使用显著增加。
颜色在不同动物物种之间的交流中起着至关重要的作用。例如,孔雀在交配仪式中炫耀它们色彩斑斓的尾羽,上面有闪烁的眼斑,以吸引孔雀雌鸟。这说明了色彩信号下的性选择概念。此外,毒性物种中也能看到鲜艳的颜色,例如某些有毒蛇和中美洲及南美洲色彩鲜艳的毒蛙,它们作为对潜在捕食者的警告。
亚利桑那大学的研究人员进行了一项最新研究,考察了动物色彩视觉的进化时间表以及植物和动物中“显眼颜色”的各种角色。显眼颜色,包括红色、黄色、橙色、蓝色和紫色,是指在大多数环境中显得突出。
研究人员通过统计分析确定,色彩视觉在动物中产生的时间比色彩鲜艳的水果和花朵出现的时间早了超过1亿年。这项研究由亚利桑那大学生态与进化生物学系的教授约翰·J·维恩斯主导,发表在《生物评论》期刊上。
研究区分了动物使用的两种类型的颜色信号——警告信号和性信号,同时评估了植物用于花朵和水果的颜色信号。
维恩斯表示,植物中的显眼颜色有两个主要用途:对于水果,它们有助于种子传播;对于花朵,它们促进花粉传播。
“我们的目标是发现亮色何时进化及其主要用途。这是驱动我们研究的一个关键因素,”研究的合著者、俄克拉荷马州立大学综合生物学助理教授扎卡里·埃姆伯茨说道。埃姆伯茨在研究期间是亚利桑那大学的博士后研究员。
动物的色彩视觉大约出现在5亿年前,而色彩鲜艳的水果出现在大约3.5亿年前,色彩鲜艳的花朵则大约出现在2亿年前,维恩斯表示。
维恩斯指出,警告色信号的出现早于性别色信号,早在大约1.5亿年前,性别色信号出现在大约1亿年前。
“在过去的1亿年里,我们见证了警告色和性别色信号的显著增加,”维恩斯解释道。
这一现象令人感兴趣,尤其是考虑到色彩视觉大约早于400百万年前出现。尽管这一爆炸性增长的确切原因尚不清楚,但研究团队识别出了三个可能促成警告信号增加的重要组群:栖息于海洋生境的辐鳍鱼类以及陆地上的鸟类和蜥蜴。
维恩斯强调,警告色信号在动物王国中远比性信号更为普遍,性信号仅限于节肢动物和脊椎动物。
“事实上,警告信号至少比性信号普遍五倍。这是一个总体趋势,”维恩斯指出。
警告色信号的广泛性可能与展示这些颜色的动物本身不需要具备色彩视觉就能警告其他潜在危险有关。有趣的是,展示警告颜色的物种不需要先进的视觉。
相比之下,雄性和雌性动物通过性别色信号进行相互传递信号时则需要具有发达的视觉,这就是为什么这些信号只存在于两个主要的动物群体中:脊椎动物(包括鱼类、两栖动物、哺乳动物、鸟类和爬行动物)和节肢动物(如昆虫和蜘蛛)。
“在未来的研究中,探索是什么影响动物感知特定颜色(如红色或蓝色)的能力将是很有趣的,”埃姆伯茨总结道。