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小小蜂鸟能看见彩虹以外的颜色

一只雄性宽尾煌蜂鸟在科罗拉多州飞翔──这是色觉实验的一部份。 PHOTOGRAPH BY NOAH WHITEMAN, UNIVERSITY OF CALIFO

一只雄性宽尾煌蜂鸟在科罗拉多州飞翔──这是色觉实验的一部份。 PHOTOGRAPH BY NOAH WHITEMAN, UNIVERSITY OF CALIFORNIA, BERKELEY

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:VIRGINIA MORELL 编译:潘可华):小小蜂鸟能看见彩虹以外的颜色是「我所见识过最令人兴奋的事之一! 」一名科学家这样说。

光是一只栖息在树枝上的雄性蜂鸟,就能够以其缤纷绚丽的羽衣令我们着迷。 但一份新研究表示,人类很可能错过了完整的「画面效果」,因为蜂鸟能看见人类无法侦测到的颜色。

科学家很久以前就略知鸟类拥有比人类更好的色觉。 如同多数灵长类动物,人类是三色视觉(trichromatic)动物──也就是说,我们的眼睛拥有三种类型的颜色敏感感受体,或称为「视锥」(cone):蓝色、绿色、和红色。 而鸟类则拥有四种颜色的视锥,也就是它们是四色视觉(tetrachromatic)动物。

利用我们的三色视锥,我们能见到彩虹的颜色──红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(偏蓝紫色)──也就是所谓的光谱颜色。 我们也能看见一种纯粹的非光谱颜色(也就是不在彩虹内的颜色)──偏红紫色,因为它能同时刺激我们的红色与蓝色视锥。

鸟类的四色视锥理论上能让它分辨色域较广的颜色,包括紫外线光谱——「紫外绿」(UV-green)和「紫外红」(UV-red)等颜色。 但到目前为止,对于鸟类实际能看到的东西,研究人员只做过很少的调查。

玛莉. 斯托达德(Mary Stoddard)是普林斯顿大学的演化生物学家,她和同事利用科罗拉多州洛矶山生物实验室(Rocky Mountain Biological Laboratory)附近的野生宽尾煌蜂鸟(broad-tailed hummingbirds)进行了一系列的田野实验,结过显示这些鸟儿能够分辨光谱颜色的喂鸟器和非光谱颜色的喂鸟器。

「亲眼看到牠们在我眼前有这样的行为,是我见识过最令人兴奋的事,」斯托达德说道。 斯托达德的论文于本周发表于《美国国家科学院学报 》(PNAS)。

这份研究是“一大迈进”,也是当前关于鸟类辨色能力最深入的研究,特雷佛. 普莱斯(Trevor Price)说。 普莱斯是芝加哥大学的演化生物学家,并没有参与这项研究。

「关于动物的色觉,我们真的只刚开始了解皮毛,」他说。

「惊人且大胆」

为了这项研究,斯托达德和她的团队在实验室附近架了几个配有LED灯的筒状鸟类喂食器。 他们将喂食器旁的LED装置做设定,依照喂食器里装的是少量的糖水还是白开水,让喂食器表面呈现两种不同的颜色。

「在野外做实验非常重要,」斯托达德说道,「这样我们才能真正了解这些鸟儿对于这个世界的感觉经验。 」

爱吃花蜜的蜂鸟很快就学会将特定颜色与有奖励性质的甜美糖水做链接,并把另种一颜色与没有奖励性质的白开水做链接。

从2016年到2018年,经过了三个田野季节,科学家们执行了19次实验,并统计到大约6000次蜂鸟的来访。 藉由追踪鸟儿对喂食器的造访,科学家能够展示宽尾煌蜂鸟始终如一地选择拥有甜味的喂食器,无论那些喂食器是非光谱或光谱颜色。

「即使那些颜色对我们来说看起来都一样时──例如,当鸟儿必须在紫外绿色和一般绿色的喂食器之间做选择时,它们能看出差异,」斯托达德说。

「这是一个惊人且大胆的实验方式,」凯伦. 卡尔顿(Karen Carleton)通过电子邮件说道。 卡尔顿是马里兰大学大学公园市分校的一名演化生物学家。 研究显示,「透过蜂鸟的眼睛,这个世界看起来可能和我们所看到的完全不同。 」

在活泼色彩中

色觉能帮助动物选择它们的食物和交配对象,以及躲避掠食者。 例如,蜜蜂可以看到黄色花朵中、将它们指引至花蜜处的紫外线靶心图案。 而当我们看着同一朵花时,我们所看到的就只是一朵黄色的花。

为了确定为什么蜂鸟能看见如此多种的颜色,斯托达德和她的科学家同事们分析了各种鸟类羽毛颜色和植物颜色的现存数据。 他们发现有30%的羽毛颜色和35%的植物颜色对蜂鸟来说都是非光谱色──这些都是「人类无法想象」的颜色,斯托达德说。 这样的能力或许能帮助这些蜂鸟找出各种不同的产蜜植物。

斯托达德和她的团队相信他们的研究结果适用于所有在白天活跃的四色视觉鸟类以及几种鱼类、爬行动物和无脊椎动物。 而这种较高等级的鉴别力,也可能曾是恐龙的一项特质──有人认为恐龙拥有夸耀的彩色羽毛。

哺乳类在演化上有很长一段时间是不太需看见白天缤纷世界的夜行性动物,因此许多动物,像是你的狗和猫往往只拥有双色视觉,也就是拥有蓝色和绿色的视锥。 人类会演化出第三种视锥(红),可能是因为早期灵长类动物发展出了对熟成果实的胃口。

「如果我们想要有朝一日了解自然界中的色彩多样性,我们就必须了解各个物种在感知颜色的能力上有何不同,」普莱斯补充道,「而这项研究为我们指出了一个方向。 」




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