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蜂鸟能看到人类无法想象的颜色
查字典地理网 来源|2020-07-30 发表|教学分类:地理科普

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  雄性蜂鸟只要一落到栖木上,那色彩斑斓的羽毛就会惊艳四座。但一项新的研究表明,它们艳丽的外表很可能让我忽略了其他某些特质——蜂鸟能看到人类无法察觉的颜色。

科学家们早就知道鸟类可能比人类拥有更好的色觉。和大多数灵长类动物一样,人类也是三色视者,也就是说,我们的眼睛有三种视锥细胞,每种类型的细胞能够识别一种颜色——蓝色、绿色和红色。但是鸟类有第四种视锥细胞,这意味着它们是四色视者。

通过三种视锥细胞,我们可以看到彩虹的颜色——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(violet)——也就是所谓的光谱色。我们还可以看到一种纯非光谱色——紫色(purple)。严格意义上讲,紫色不在彩虹色之列:它在我们的蓝色和红色视锥细胞受到刺激而绿色视锥细胞并未受到刺激时才显现。

理论上,鸟类的四种视锥细胞可以让它们辨别更广泛的颜色,包括紫外线光谱中的紫外线+绿色和紫外线+红色。但到目前为止,对于鸟类究竟能看到哪些颜色的研究还非常少见。

普林斯顿大学的进化生物学家Mary Stoddard和同事们在科罗拉多州的落基山生物实验室附近对野生宽尾煌蜂鸟进行了一系列野外实验。研究结果表明,鸟类可以分辨光谱色的喂食器和非光谱色的喂食器。

Stoddard称:“它们就在我眼前表现出了这样非凡的本领,真是太让人激动了。”她的论文本周发表在《美国科学院院刊》上。

这项研究是“一个非常大的进步”,在鸟类如何区分颜色方面提供了迄今为止最详尽的参考,芝加哥大学进化生物学家Trevor Price说道,他并未参与此次研究。

“我们目前对动物色觉的研究真的只是触及到了皮毛,还有很多谜题等待我们去解开,”他说道。

“极为大胆”

研究期间, Stoddard及其团队在实验室附近安装了几个装有LED设备的管状鸟类喂食器。他们对喂食器附近的LED设备进行了编程,根据喂食器里所装的物质不同(少量含糖水或是普通水),其表面会呈现两种不同的颜色。

“在野外进行测试很重要,”Stoddard说道,“这样我们才能真正了解这些鸟类的感官世界。”

以花蜜为食的蜂鸟很快就学会了将一种颜色与好喝的甜水相关联,将另一种颜色与普通的白水相关联。

从2016年到2018年的三个野外实验季里,科学家们进行了19项实验,记录了大约6000只蜂鸟的来访。科学家们发现,宽尾煌蜂鸟始终能够找到甜味喂食器,无论它们的颜色是非光谱还是光谱。

Stoddard表示:“在我们看来喂食器的颜色是一样的,但蜂鸟能够辨别它们的不同之处,例如,当它们不得不从一个紫外线+绿色喂食器和一个普通的绿色喂食器中选择时,它们也能看到区别。”

“这是一个非常大胆的实验方法,”马里兰大学帕克分校的进化生物学家Karen Carleton在电子邮件中写道。研究表明,“蜂鸟眼中的世界可能与我们看到的完全不同。”

鲜活的色彩

色觉可以帮助动物选择食物、配偶以及躲避捕食者。例如,蜜蜂可以在黄色花朵上看到紫外线靶心图案,进而找到花蜜。当我们看同一朵花时,我们只看到黄色的花朵。

为了确定蜂鸟为何能看到各种不同的颜色,Stoddard和同事们分析了现有的各种鸟类羽毛色和植物色的数据库。他们发现蜂鸟能够看到30%的羽毛色和35%的非光谱色调的植物色——这些颜色甚至是“人类无法想象出的,”Stoddard说道。这种能力可能帮助蜂鸟找到各种各样的植物以及花蜜。

Stoddard及其团队相信,他们的研究结果适用于所有在白天活动的鸟类四色视者,以及一些鱼类、爬行动物和无脊椎动物。这种高度的识别能力也可能是恐龙的一个特征,恐龙也有色彩艳丽的羽毛。

哺乳动物进化为夜行动物,后者不需要看到日间的丰富色彩,所以就像你的宠物狗和猫一样,它们是二色视者,只有蓝色和绿色的视锥细胞。人类进化出了第三个视锥细胞(红色),可能是因为早期灵长类动物对成熟的水果产生了食欲。

“如果我们要了解自然界色彩的多样性,我们一定要了解不同物种感知颜色的能力有何区别,” Price补充道。“这项研究为我们指明了道路。

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