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章鱼:隐身不需要斗篷
(文/小斑)2013台湾仿生学国际研讨会“向大自然学习”在2013年11月12-13日在台大举行。开场的主题演讲,就邀请到美国海洋生物实验室的资深研究员罗杰·安隆博士(Dr. Roger T. Hanlon),讲章鱼是如何在不同背景中迅速变色,伪装躲过天敌。
 
演讲以一段影片开场:
 
章鱼真是伪装高手,可以在短短几秒内,就改变颜色。你有没有想过这样的伪装是怎么做到的呢?若要像哈利波特的隐形斗蓬那样只显示背后的背景,难不成皮肤要长得跟计算机的屏幕显示器一样,有很多精确的像素?
 

伪装也没那么麻烦

章鱼和乌贼变色使用的3种基本套色,分别称作均匀型、杂色型和块裂型。

安隆博士的研究团队归纳出,其实不用那么麻烦,章鱼和乌贼有3种基本套色,分别称作均匀型(uniformed)、杂色型(mottled)还有块裂型(disruptive),除了自然背景外,也额外制作人工的黑白高对比度。毕竟它们的目的不是跟背景完全一样,而是巧妙地混到别人看不出来就行了。
 
另外,偷偷讲一个章鱼和乌贼的小秘密,就是他们其实是色盲,科学家如果把格子换成明度一样的黄蓝格子,他们会以为是背景是纯色的,很自在地穿单色套装。
 

章鱼到底是怎么变色的?

章鱼究竟是怎么变色的呢?根据安隆博士的研究,章鱼的皮肤里有分3层,第一层是色素层(chromatophores),第二层是虹彩层(iridophores),第三层是白色层(leucophores)。
 
最上面的色素层,有很多色素囊,每一个色素囊周围都有一圈肌肉,只要肌肉一起用力收缩,小的色素点就被拉成很大片的色块。中间的虹彩层则是由细胞水平排列成很多薄层,在神经讯号刺激下,透过调整角度和厚度,反射、偏振出很像亮片的光泽。最底下的白色层最简单,就是细胞里有超白的反光蛋白(reflectin),可以几乎反射所有可见光,科学家目前还不是很清楚怎么可以这么白。
 

图A是一只大乌贼的表皮颜色,图A右下角的两图是更近距离地观察的照片,可以知道乌贼身上有很多色素点。B跟C是在显微镜下的第一层色素囊,从B到C被拉大,旁边半透明的条索状物都是控制的肌肉。比例尺是75微米,所以原本直径不到1mm的色素囊就被拉成10倍大了。D和E是放大得更清楚的示意图。

 
最后还是来看影片更有趣,可以看到色素囊被拉大又瞬间弹回去(注意:密恐患者慎看),还有下面闪亮亮的虹彩层出现:
 
 
原文发表于PanSci。转载时文字部分有修改。
 

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The End

发布于2014-01-04, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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