走近神奇動(dòng)物

張丹

俄國作家契訶夫?qū)戇^一部短篇小說——《變色龍》。作者用變色龍，來諷刺那些見風(fēng)使舵的人。那么，變色龍為什么可以變色？又是如何變色的呢？

身懷絕技

變色龍，學(xué)名避役，是爬行綱、蜥蜴目、避役科、避役屬動(dòng)物的統(tǒng)稱。變色龍主要分布在非洲地區(qū)，少數(shù)分布在亞洲和歐洲南部。變色龍身體呈長筒狀，兩側(cè)扁平，頭呈三角形，尾常卷曲，體長多為15～25厘米，最長者可達(dá)60厘米。有的種類有醒目的頭飾，如3個(gè)向前方伸出的長角等。生活于馬達(dá)加斯加?xùn)|北部哈拉島的熱帶雨林里的迷你變色龍，從鼻尖到尾部總長29毫米，成年后的軀干長度僅有指甲蓋大小，是迄今為止被發(fā)現(xiàn)的世界上最小的變色龍。

變色龍是樹棲動(dòng)物，除了求愛和產(chǎn)卵外，很少到地面活動(dòng)。變色龍的身體條件很適合生活在樹枝上：其四肢很長，前肢前三趾形成內(nèi)組，四、五趾形成外組;后肢一、二趾形成內(nèi)組，另三趾形成外組——可以“握”住樹枝;尾巴很長，能纏住樹枝。

雖然變色龍的行動(dòng)十分遲緩——速度不超過6米/每分鐘，但是它身懷絕技——能夠變色、動(dòng)眼和吐舌，以躲避天敵。變色龍皮膚的基本顏色是綠色，可以隨時(shí)變成深綠、淺綠、紫、藍(lán)、褐色等，甚至可以變成各色相間的花紋色。變色龍的眼睛十分奇特：眼簾很厚，呈環(huán)形，兩只眼球突出，可上下左右自由轉(zhuǎn)動(dòng)，左右眼可以單獨(dú)活動(dòng)。這種現(xiàn)象在動(dòng)物中非常罕見。變色龍雙眼分工合作，分別注視前后方，既有利于捕食，又能及時(shí)發(fā)現(xiàn)身后存在的危險(xiǎn)。變色龍還有很靈敏的舌，其長度是自己身體的2倍。人們曾經(jīng)認(rèn)為其舌尖上有腺體，能夠分泌黏液粘住昆蟲。但事實(shí)上，變色龍捕獵主要靠舌尖產(chǎn)生的強(qiáng)大吸力吸住獵物。它們的捕食行動(dòng)十分迅速，快如閃電——只需1/25秒便可以完成。

喜怒形于色

在人們的傳統(tǒng)認(rèn)知里，變色龍變色是為了適應(yīng)環(huán)境。的確，生活在叢林中的變色龍身體多為綠色，生活在沙漠里的變色龍身體多為棕色，但其改變體色主要是為了調(diào)節(jié)體溫和進(jìn)行交流。作為冷血?jiǎng)游锏淖兩?，沒有像恒溫動(dòng)物那樣的體溫自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制。所以，變色龍需要不斷變換體表顏色。深色可以吸收熱量，而淺色則可以反射太陽光。當(dāng)變色龍感覺到熱的時(shí)候，會(huì)將體色變淺降溫;當(dāng)它感到冷時(shí)，則加深體色增溫。

除了調(diào)節(jié)溫度外，變色龍變色的另一個(gè)重要作用是進(jìn)行信息交流，通過體色表達(dá)“喜怒哀樂”——是名副其實(shí)的喜怒形于色。求偶時(shí)，雄性變色龍會(huì)穿上靚麗的新衣。當(dāng)兩只雄性變色龍想要追求同一只雌性時(shí)，它們要“爭奇斗艷”進(jìn)行比拼，才有機(jī)會(huì)俘獲芳心。顏色越鮮艷的變色龍獲勝的可能性越大。輸?shù)艚慌錂?quán)的一方，則只能變成棕色灰溜溜地走開。

變色原理：結(jié)構(gòu)色與色素色

過去有觀點(diǎn)認(rèn)為，變色龍皮下有垂直排列的數(shù)層色素細(xì)胞，每層細(xì)胞控制著特定的顏色。它們通過色素細(xì)胞的舒張和收縮，呈現(xiàn)出不同的顏色，這與電視機(jī)的彩色顯示屏的原理相似。然而，事實(shí)上，變色龍的變色原理更為有趣。

2015年，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的學(xué)者發(fā)現(xiàn)，變色龍的變色秘密根本不在于色素，而是在于結(jié)構(gòu)。在生物界，顏色的形成主要有兩種方式，色素色與結(jié)構(gòu)色。其中，色素色更為常見：動(dòng)植物以某些化學(xué)物質(zhì)吸收、反射某些波段的可見光。所以，色素色也叫化學(xué)色。而結(jié)構(gòu)色，也被稱為物理色，是一種由光的波長引發(fā)的光澤。很多蝴蝶翅膀的美麗顏色，便是因鱗片結(jié)構(gòu)而呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)色。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，變色龍的皮膚中有兩層致密重疊的虹色細(xì)胞。這種細(xì)胞不單含有色素，亦含有無數(shù)的納米晶體結(jié)構(gòu)（也稱光子晶體）。光子晶體的尺寸、形狀和排列方式的改變，都會(huì)使變色龍的體色發(fā)生改變。變色龍則是通過放松、收緊皮膚，來控制這些晶體的排列結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)體色的改變。

變色龍的皮膚中含有黃色色素，當(dāng)其體表的晶體反射短波長的光，如藍(lán)光時(shí)，便會(huì)使黃色的色素色與藍(lán)色的結(jié)構(gòu)色相結(jié)合，形成綠色。當(dāng)變色龍緊張時(shí)，它們就會(huì)主動(dòng)控制晶體的疏密程度，使其排列變得更加松散。這樣的結(jié)構(gòu)就會(huì)反射出波長更長的色光。隨著空隙的增大，其體表的結(jié)構(gòu)色會(huì)次第由藍(lán)變成綠、黃、橙、紅，并疊加黃色，呈現(xiàn)出深綠、淺綠、紫、藍(lán)、褐色等顏色。

目前，科學(xué)家正在根據(jù)變色龍如此神奇的變色機(jī)制，開展相關(guān)研究?；蛟S不久的將來，會(huì)出現(xiàn)“一秒變裝”“仿生吸熱/隔熱材料”等實(shí)用的高科技產(chǎn)品。讓我們拭目以待吧。