恭喜你发现了一个有趣的现象:反阴影保护色(countershading camouflage)。
不仅仅是奶牛猫,常见的狗牛羊老虎等等,几乎你能见到的所有动物如果有深色和浅色的皮毛,那几乎一定是深色在上面,浅色在下面。
为什么会有这种现象?
这在生物学上叫做反阴影保护色。
反阴影,即动物在接受最强照明的一侧(往往是背部)颜色较深的普遍趋势,通常被解释为一种伪装用的保护色:目的是消除 3D 形状和增强背景匹配。
在自然界中,动物为了生存和繁衍,进化出了各种各样的适应性特征。其中,保护色是一种常见的适应机制,它帮助动物在环境中隐藏自己,避免被捕食者发现,或在捕食时接近猎物而不被察觉。
之前有写过拟态的文章,拟态也是一种动物的自保措施。
而保护色有多种形式,常见的比如雪地里的动物是白色,这样就跟环境融为一体了,这种保护色非常好理解:
而反阴影保护色(Countershading)是其中一种特别有趣且普遍存在的现象。
反阴影保护色是一种通过身体颜色的渐变来减少或消除动物自身阴影的伪装方式。这种颜色模式通常表现为动物的背部颜色较深,而腹部颜色较浅。这种颜色分布可以有效地减少动物在自然光照下产生的阴影,从而降低被捕食者发现的机会。
科学家用圆筒模拟了几种不同情况的保护色在不同光照条件下的表现。*1
这项研究探讨了反阴影保护色(逆光阴影)在不同光照条件下的效果及其优势。
结论是确切的,反阴影保护色确实能起到隐蔽的作用。
单色保护色圆筒 C 因为阴影过于明显,非常容易被天敌发现。
不过反阴影保护色也跟光照有很大关系。
研究发现,在间接光照条件下,反阴影效果最佳;而在直接光照条件下,当直接光照达到最大时,反阴影同样表现出色。
这些结果与先前的研究相吻合,表明在开阔地带或靠近赤道的物种中,反阴影保护色应用地更多,颜色变化也更明显。
反阴影保护色的进化意义在于它能够帮助动物更好地融入周围环境,从而提高生存机会。
切实的例子:
羚羊的体色几乎完美地展示了反阴影的效果,其颜色分布几乎消除了自身的阴影。
为了大草原阳光设计的渐变迷彩
许多鸟类,如花园莺(Sylvia borin),也展现出反阴影保护色,从侧面看,较浅的腹部使得鸟的颜色几乎均匀。
又比如松鼠:
当松鼠在地上的时候,反阴影保护色就能够很好地将它的影子隐藏起来,方便自己与背景融为一体。第一眼你几乎发现不了它的肚皮是白色的。
不过你要是从下往上看,这种伪装就不明显了。
所以反阴影保护色是针对太阳从上往下照射的时候做出的伪装。
Agouti 信号肽(ASP)是一种在动物体内发现的蛋白质,它能够特异性地抑制黑皮质素 1 受体(MC1R)的作用。MC1R 是一种影响黑色素生成的受体,它在黑色素细胞中起着关键作用。在没有 Agouti 信号肽的情况下,黑色素细胞会受到α-黑素细胞刺激激素的刺激,产生深色的真黑素,使得皮肤和皮毛呈现深棕色或黑色。然而,在 Agouti 信号肽存在的情况下,相同的系统会产生颜色较浅的黄色或红色褐黑素。这种颜色变化在胚胎发育过程中通过基因开关的活跃性来控制,导致腹部皮肤颜色变浅,形成反阴影保护色。
而显色的基因如楼上回答所述由背部开始扩散,所以一个扩散一个抑制就形成了大多数动物的反阴影保护色。
反阴影保护色在动物界中广泛存在,从昆虫到哺乳动物,从海洋生物到陆地生物,都有其应用。
尤其是海洋生物。因为现在陆地生物也是海洋生物上岸的,所以这种保护机制是从远古海洋带上陆地的:
另外这种保护色也被用在了军事装备上,比如:
另外也不是没有反着来的,比如蜜獾:
也就是大家熟知的平头哥。
他就不伪装,跟别的动物相反的配色形成警告色。大大方方地叫别人离他远点。
参考:
1. Optimizing countershading camouflage
2. https://en. wikipedia. org/wiki/Countershading
1. 反阴影保护色是动物普遍的伪装方式,表现为背部深腹部浅,能消除自身阴影、更好融入环境,提升生存几率;
2. 该保护色的形成由 Agouti 信号肽调控,其抑制相关受体产生浅色色素,与背部的深色显色基因共同作用;
3. 这种保护色遍布海陆动物,还被应用于军事,也有蜜獾这类反配色用警告色自保的特例。