Resolution of multi-receiver trade-offs in wall lizard colouration
这项研究表明,卢西塔尼亚壁蜥通过依赖距离的色彩图案可感知性来解决同种内交流与规避捕食者之间的权衡,这种策略在雌性和较小个体中得以维持,但被较大的雄性个体所牺牲,以优先考虑种内信号传递。
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动物的色彩往往不仅仅是为了好看。它是两种对立需求之间不断的博弈:被看见的欲望与隐藏的需求。对于许多生物而言,鲜艳的色彩对于寻找配偶或威慑对手至关重要,然而这些同样鲜艳的色调也可能成为饥饿捕食者的灯塔。这创造了一个困难的进化谜题:动物如何向同伴发出信号,而不至于误向猎人发出位置信号?答案通常在于不同眼睛观察世界的方式。对蜥蜴来说清晰可见的颜色,在鸟类眼中可能融入背景;或者一个近距离看很清晰的图案,在远距离看可能会消散成一片模糊。理解动物如何应对这些冲突的需求,有助于科学家看到塑造这个生动世界的无形规则。
在伊比利亚西北部的岩石景观中,一种被称为 Podarcis lusitanicus 的小型壁蜥每天都要面临这一挑战。最近,研究人员着手了解这些蜥蜴如何在保持安全的同时与彼此进行交流,因为它们的主要敌人是鸟类和蛇。由来自葡萄牙、西班牙和芬兰的科学家领导的团队,将研究重点放在了蜥蜴的背部,其背部展示了各种各样的图案和颜色。他们想知道这些图案是否经过精细调整,以便在近距离被其他蜥蜴看到,同时在捕食者面前保持隐蔽,以及蜥蜴的大小或两者之间的距离如何改变可见性。为了找出答案,他们不仅是用人类的眼睛去看这些蜥蜴,还使用了先进的计算机模型,以精确模拟蜥蜴、鸟类和蛇眼中的世界。
科学家们捕捉了数百只野生的成年蜥蜴,并在可见光和紫外线下拍摄了它们背部的高质量照片。随后,他们将这些图像输入到一个复杂的视觉建模系统中。该系统就像一副数字眼镜,模拟了蜥蜴的皮肤在三种不同类型的眼睛看来会是什么样子:另一只蜥蜴的眼睛、猛禽敏锐的高分辨率眼睛,以及蛇的眼睛。至关重要的是,研究人员不仅仅观察单一的快照。他们模拟了从三个不同距离观察的视角:非常近、中等距离和远距离。这使得他们能够观察到图案随着观察者远离而发生的变化,揭示出哪些部分的细节会消失,而哪些部分依然清晰。
他们发现了一个依赖于距离的聪明解决方案,用以解决被看见与不被看见的问题。研究表明,蜥蜴的背部并非静止不变的;其可见性会根据观察者是谁以及距离多远而发生变化。对于其他蜥蜴和蛇来说,当从近处观察时,背部鲜艳、色彩丰富的细节是清晰且锐利的,这非常有利于像寻找配偶或保卫领地之类的社交行为。然而,随着距离增加,这些色彩丰富的细节开始变得模糊和褪去。在较远距离内,仍然可见的是图案中较暗的结构轮廓——即明亮区域与黑暗区域之间的对比。这意味着一只蜥蜴可以在附近的邻居面前展示其色彩,而不至于向更远处的捕食者暴露其确切位置。其图案实际上会根据距离改变其传递的信息。
研究人员还发现,雄性和雌性蜥蜴处理这种权衡的方式不同。雄性蜥蜴通常需要通过更显眼的特征来吸引配偶并与其他雄性竞争,因此它们的背部往往更加鲜艳、色彩更加丰富。这使得它们更容易被包括捕食者在内的所有人注意到。雌性蜥蜴则优先考虑隐藏,以保护自己和后代,因此它们的图案更加柔和,更容易融入背景。有趣的是,蜥蜴的大小也会产生影响。体型较大的雄性通常是最具统治力的,即使在更远的距离下,它们仍能保持鲜艳、色彩丰富的可见度。这表明,对于这些大型雄性而言,被其他蜥蜴看到的益处如此之大,以至于它们愿意接受被捕食者发现的高风险。相比之下,较小的蜥蜴和雌性似乎更优先考虑隐藏,随着距离增加,它们会更快地融入背景。
这项研究还探讨了这些图案在不同蜥蜴种群之间是否具有一致性。结果表明,用于与其他蜥蜴进行交流的颜色是非常稳定且一致的,这可能是因为识别配偶的需求是普遍存在的。相比之下,对蛇可见的图案显示出较少的一致性,这可能是因为蛇在寻找猎物时更多地依赖嗅觉而非视觉,使得视觉伪装变得不那么关键。然而,鸟类构成了显著的威胁,而蜥蜴的图案似乎是受避免被这些目光敏锐的猎人发现的需求所塑造的。研究表明,蜥蜴已经进化出了一种复杂的视觉策略,即同一块皮肤可以根据观察者和距离的不同,讲述不同的故事,从而在社交联系的需求与生存的紧迫需求之间取得平衡。
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