Different ways to disappear: transparency extends camouflage beyond background matching in heterogeneous environments

在野外，生存往往意味着保持隐形。对于无数生物而言，能否吃到一顿饭与否，往往取决于伪装。这种技巧最常见的形式是背景匹配：一种动物进化成与其家园特定环境完全一致的外观。例如，绿色的昆虫出现在绿色的叶子上，棕色的甲虫出现在棕色的树枝上，等等。当环境稳定时，这种方式效果极佳；但大自然很少如此简单。栖息地会随着季节变化，许多动物必须在不同类型的植物或岩石之间移动。如果一只动物完美地伪装于某一处，那么在另一处它可能会显得格外突兀。这产生了一个生物学谜题：当动物无法停留在一个地方时，该如何生存？科学家们长期以来一直怀疑，一些生物使用了一种不同的伪装方式，这种方式不依赖于匹配特定的颜色，而是依赖于“透明”。这种被称为“透明性”的策略，让背景能够直接穿透动物的身体。但是，这种透明化是否真的比完美的色彩匹配效果更好，还是说它也自带一系列问题？

一个研究小组通过研究一种被称为变色虾（chameleon prawn）的小型生物来试图解决这个问题。这些微小的虾生活在西北欧海岸的潮间带岩池中，是伪装大师。它们生活的海藻颜色变化极大，从鲜绿色到深红色和棕色不等。有些虾是纯色的，能完美匹配这些海藻；而另一些虾则大部分是透明的，让背后的海藻显现出来。研究人员想知道，当环境杂乱且充满不同颜色时，哪种策略更好。为了找到答案，他们没有使用真实的捕食者或真实的虾在海洋中进行实验，而是转向了互联网和人类的眼睛。他们创建了一个电脑游戏，让数千名人类扮演捕食者，在屏幕上寻找隐藏的虾模型。

研究人员利用四种不同海藻的照片构建了一个数字世界：红色的杜尔斯海藻（red dulse）、绿色的海生莴苣（green sea lettuce）、粉色的长矛草（pink harpoon weed）和棕色的丝状海藻（brown wireweed）。然后，他们制作了逼真的电脑图像来模拟这些虾。其中一些数字虾是纯红、纯绿或纯棕色的；另一些则是透明的，并带有淡淡的红色或棕色色调。他们将这些虾放置在海藻照片上，并要求3,367名志愿者玩一个简单的游戏：尽可能快地找到虾。如果玩家在15秒内找到了它，就点击它；如果没能在规定时间内找到，则视为该虾“幸存”。整个游戏共产生了近46,000次寻找虾的尝试，为科学家提供了关于什么因素使生物易于或难以被发现的海量数据。

结果揭示了两种策略之间的清晰分歧。纯色虾表现得像是“专家”。当一只绿色的虾放在绿色的海生莴苣上时，它极其难以被发现；当一只棕色的虾坐在棕色的丝状海藻上时，它同样安全。但当移动到错误的背景时，这些专家表现得很糟糕：一只绿色的虾放在红色的海藻上，几乎会立即被发现。然而，透明的虾却玩的是另一种游戏。它们表现得像是“通才”。它们虽然不能在任何单一背景下实现完美隐藏，但在几乎所有背景下都始终保持着难以被发现的状态。在红色海藻上，透明虾是最难被发现的；在棕色丝状海藻上，它们依然非常安全，尽管那里的纯棕色虾表现得最好。这表明，透明性提供了一个广泛的安全网，即使动物无法找到完美的颜色匹配，也能提供保护。

然而，这种通才策略并非没有代价。研究发现，透明性是一种脆弱的伪装，在特定条件下很容易失效。研究表明，随着虾与海藻之间亮度或颜色的差异增大，透明虾会变得比纯色虾更容易被发现。虽然纯色虾在颜色略有偏差时仍可能融入环境，但透明虾依赖于背景穿透自身。如果背景相对于虾的内部结构来说太亮或太暗，这种幻觉就会破灭。此外，体型对透明策略也有很大影响。研究发现，随着虾的长大，其透明效果会降低。一只透明的小虾很难被看见，但一只大虾则更容易被察觉，因为它的轮廓更清晰，且内部器官占据了更多空间。

这些发现表明，大自然并不强迫这些动物只选择一种完美的隐藏方式。相反，潮间带那复杂多变的世界允许这两种策略并存。当纯色虾能够固守在特定类型的海藻上并随时间改变颜色以实现匹配时，它们便能蓬勃发展；而当透明虾需要四处移动，或者环境过于多样导致单一颜色无法奏效时，它们则能茁壮成长。研究还注意到，红色的虾是一个例外：它们在红色海藻上的隐藏效果不如绿色的虾在绿色海藻上那么好。研究人员怀疑，这可能是因为野外的红色虾通常带有某种透明性混合在一起，使其难以被归类，或者是由于玩游戏的真人视觉系统对红色的感知与实际捕食它们的鱼类有所不同。

最终，这项研究强调了生存并不在于找到单一的最佳伪装，而在于拥有适合当前任务的工具。在一个背景不断变化的世界上，做一个能完美匹配单一事物的“专家”是一种获胜策略，但做一个能在几乎任何地方融入环境的“通才”（前提是保持体型微小且光线合适）同样也是一种策略。变色虾通过其纯色与透明身体的结合向我们展示：进化往往保留多种选择，以确保无论环境如何变化，总有一种方法可以让自己消失。