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这种有毒青蛙鲜艳的颜色出人意料地帮助它伪装

了解染毒蛙如何利用鲜艳的图案进行警告和伪装,研究突出了距离依赖性着色。

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一只染毒蛙展示其鲜艳的颜色。图片来源:Bernard DUPONT 青蛙鲜艳的颜色被认为是警告信号。事实上,鲜艳的图案如此频繁地标志着毒性,以至于生物学家甚至有一个专门的术语来形容它们:警戒色。但是,虽然听起来可能很奇怪,新的研究表明,鲜艳的皮肤图案可能也有助于这些青蛙隐藏起来。青蛙拥有地球上最强的毒素。最致命的是金色箭毒蛙(Phyllobates terribilis)——一只青蛙的毒液大约可以杀死 10,000 只老鼠或约 10 个人,尽管估计数有所不同。因此,让潜在捕食者知道吃它们是个坏主意是合理的,而且大多数青蛙似乎确实通过鲜艳的色彩图案来宣传它们的有毒性质。染毒蛙(Dendrobates tinctorius)也不例外:它的腿是鲜艳的蓝色带黑色斑点,而背部则有鲜黄色的漩涡。如此鲜艳的图案如何起到伪装作用,充其量只能说有些违反直觉,但这正是布里斯托大学的研究人员在他们的研究中发现的。首先,他们拍摄了青蛙在法属圭亚那自然栖息地的照片,然后尝试使用不同动物视觉系统的计算机模型来“发现”青蛙。在他们的模型中,青蛙近距离很容易被发现。但随着模拟眼睛移远,图案开始与背景融为一体。但计算机并不完美,所以他们继续进行了两项测试真实眼睛的研究。在第一个研究中,塑料青蛙被放置在野外,背景是四种背景之一——落叶、落叶的照片、天然土壤和有色纸方块。这些假青蛙的图案是黄黑相间、全黄,或是完全隐蔽的棕黑色。青蛙的天然着色和设计的隐蔽图案都降低了鸟类攻击假青蛙的速率,但在落叶背景上是如此。

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不难想象,即使颜色鲜艳,这些小青蛙在你看得越来越远时,也会变得越来越难看到。图片来源:Travis S. 他们还让人尝试发现不同的青蛙图案。将具有生成图案的天然和非天然图案的青蛙图像随机放置在落叶照片上,并按三种检测距离进行缩放。由于参与者必须点击青蛙,研究人员可以计算他们找到青蛙所需的时间以及发现者的准确性。他们发现,近距离很容易看到黄黑色的青蛙。但随着距离的增加,它们越来越难看到,变得和直观的伪装图案一样难以区分。这导致作者得出结论,青蛙基本上获得了两全其美的优势:它们近距离容易被看到,因此它们的颜色可以作为警告信号。但从远处来看,它们很难被发现,以防万一有什么东西想冒险尝试吃掉它们。“某些捕食者已经进化出对对人类致命的毒素的耐受性,而且一些个体捕食者可能没有遇到过警告信号猎物,”首席作者 Jim Barnett 在一份新闻稿中解释道。“因此,近距离清晰可见,但从远处看能起到伪装作用的颜色图案,将提供明显的优势。”他们认为,这是因为青蛙使用了背景中不存在的颜色——那些鲜艳的黄色和蓝色——所以如果你足够近就能看到它们,它们就会显得突出。但随着你的视线移远,颜色开始混合在一起,青蛙的平均颜色基本上与它们栖息的落叶一样是棕色的。需要进一步的研究来确定照明等因素是否也起作用,以及其他物种,特别是其他有毒物种,是否进化出了类似的“距离依赖性着色”。但这类研究的意义远远超出了对青蛙的理解——正如一位合著者指出的那样,这些数据可以帮助我们设计更好的伪装图案,供我们使用,例如供军方使用。

谁说冬天很悲伤? @Mariaescote 不! pic.twitter.com/qPq3n1k742

— Jameslussò (@alvarez_1994) 2013 年 2 月 26 日

额外奖励:我们的部队如果身着毒蛙图案的服装,看起来会更具气势。也许他们可以问 María Escoté

设计新制服!

引用:Barnett 等人。2018。染毒蛙Dendrobates tinctorius,箭毒蛙科的距离依赖性防御着色。PNAS,早期发布。doi:10.1073/pnas.1800826115

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