《科学报告》:大熊猫独特的黑白相间图案提供有效伪装

《科学报告》:大熊猫独特的黑白相间图案提供有效伪装

《科学报告》:大熊猫独特黑白相间图案提供有效伪装

据cnBeta:布里斯托尔大学、中国科学院和于韦斯屈莱大学的研究人员利用最先进的图像分析技术,反向证明了独特的色彩对大熊猫的伪装作用。该成果今天(2021年10月28日)发表在《科学报告》上。虽然大多数哺乳动物都是单调的棕色和灰色,但也有少数知名的、耐人寻味的例外,如斑马、臭鼬和虎鲸。然而,最著名的也许是魅力大到无法让人抗拒的大熊猫。

该国际团队分析了大熊猫在其自然环境中拍摄的罕见照片。他们发现,大熊猫的黑色毛皮斑块与深色阴影和树干融为一体,而它们的白色斑块在出现时与树叶和雪相匹配。此外,不经常出现的淡棕色的皮毛色调与地面颜色相匹配,由此提供了一种中间色,在自然栖息地的极暗和极亮的视觉元素之间架起了桥梁。无论是用人类、猫科动物还是犬科动物的视觉模型来看,结果都是一致的;后两者代表熊猫的捕食者。

接下来,研究人员检查了第二种形式的伪装–破坏性着色–在动物表面上高度可见的边界打破了它的轮廓–在熊猫的例子中,是大块黑色和白色毛片之间的边界。他们发现,大熊猫表现出某种形式的防御性色彩,尤其是在较长的观察距离上。

最后,研究人员利用一种新的颜色地图技术来比较各种物种以及大熊猫的相似度与背景的指标。这种比较分析证实,大熊猫的背景相似度完全属于其他传统上被认为是伪装良好的物种。

布里斯托尔大学生物科学学院的Tim Caro教授解释说。”当我们的中国同事从野外给我们发来照片,而我在照片中看不到大熊猫的时候,我就知道我们有发现了。如果我的灵长类眼睛看不到它,那就意味着视力较差的肉食性捕食者也可能无法看到它。这只是一个客观地证明这一点的问题。”

主要作者Ossi Nokelainen博士补充说:”这些罕见的照片证据使我们能够首次研究大熊猫在自然环境中的外观。在最先进的图像分析的帮助下,我们能够利用应用视觉建模技术将这些图像当作大熊猫的天敌代用品来处理,并探索其破坏性色彩。比较结果完全打破了大熊猫在其自然栖息地明显显眼的不正确观点”。

布里斯托尔大学心理科学学院的Nick Scott-Samuel教授说。”似乎大熊猫对我们来说很显眼,因为我们无论是在照片还是在动物园里,观察它们时的距离很短,并且背景往往不能反映它们的自然栖息地。但从一个更现实的捕食者的角度来看,大熊猫实际上有着相当好的伪装。”

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据俄罗斯卫星网:不久前的研究结果表明,大熊猫有特点的黑白颜色是保证自己在自然界的栖息地中进行有效的伪装。文章被发表在《科学报告》上。

英国、芬兰和中国的科学家们借助彩色卡片的方法在分析了大熊猫的照片后发现,这种颜色可以让它们隐藏在自然风景中。

布里斯托大学新闻稿中援引文章第一作者、于韦斯屈莱大学生物与环境科学系教授奥西·诺凯莱宁的话称:“研究结果完全驳斥了大熊猫在自己生存的自然环境中外表的神话。”

科学家们认为,对比性的斑点是所谓的破坏性着色的因素,因此动物的这种颜色违反了食肉动物对其边界的理解,最后食肉动物无法判断动物的尺寸并对它进行攻击。

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据药明康德:要评选最受喜爱的动物,大熊猫一定名列前茅。无论是在动物园近距离观察大熊猫,还是在熊猫频道上窥视“滚滚”们的一举一动时,你有没有想过这样的问题:为什么它们的毛色是黑白相间的?在一项发表于《科学报告》的最新研究中,来自英国布里斯托大学、中国科学院动物研究所和芬兰于韦斯屈莱大学的研究团队给出一个出人意料的答案。

对于科学家来说,要解释大熊猫的颜色问题可并不容易。正如科学界对斑马黑白条纹的作用众说纷纭,对于大熊猫的黑白“配色”,之前的研究也提出了一系列候选猜想。一种理论认为,黑白色块是大熊猫的“指纹”:每只大熊猫的色块都是独一无二的,因此它们能通过颜色认出彼此。也有人认为,对比强烈的黑白色块能帮助大熊猫调节体温。

除此之外,更多的科学家怀疑大熊猫的颜色与躲避捕食者有关:一种假说是它们的黑白色块足够显眼,因此是一种警戒色,能帮助它们“吓走”捕食者;另一种观点则截然相反,认为这其实是它们的伪装,使得它们与环境融为一体。

这个猜想足够令人感到诧异:对于在树林中生存的动物,一般来说,伪装的方式是呈现出与背景相近的黄褐色。而大熊猫对比强烈的醒目色彩,怎么看都和伪装不沾边。

但不要忘了:大熊猫需要通过伪装躲避的,不是在围栏外近距离围观的人类,而是可能在远距离发现它们的天敌。

诚然,考虑到目前大熊猫的分布范围,与大熊猫栖息地重合并且能给它们造成威胁的动物并不多见。但在大熊猫的演化道路上,它们面临的天敌威胁一点都不少。从孟加拉虎、花豹这样的顶级捕食者,到豺这样体型偏小的食肉目动物,都有过捕食大熊猫(包括大熊猫幼崽)的记载。所以,要判断大熊猫黑白毛色的作用,真正的问题是:这些捕食者眼中的大熊猫,究竟是怎样的?

由于对这些特定食肉动物的研究有限,我们无法确切地知晓,这些捕食者眼中的世界是怎样的。好在,对于猫科动物和犬科动物整体的视觉模式,科学界已经有了充分的研究。因此,这些视觉模式可以作为替代方案,来模拟属于猫科或犬科的天敌眼中的大熊猫。

在这项研究中,研究团队分析的对象是15张于2007-2014年间,在陕西省佛坪自然保护区拍摄的大熊猫在野外活动的罕见照片。这些照片反映了不同的自然背景——从积雪覆盖的冬季到阳光充足的夏季,拍照地点距离大熊猫5~150米不等。

在计算机模拟中,当研究团队分别将这些照片呈现在猫科动物、犬科动物的视觉模式中时,他们发现,大熊猫的黑白色块在自然背景中并不醒目。相反,这两种颜色帮助它们与背景中的不同元素相融合:黑色的毛发与树干、阴影“融为一体”,白色与树叶以及冬季的雪地背景颜色相近。而岩石因光照不同而形成的阴阳面,更是分别与大熊猫的两种颜色相符。由于大熊猫生存的环境在不同季节中色调不同,因此黑白色块可以看作是对这种季节性变化的折衷。

研究团队还意外地发现,大熊猫满地打滚沾上的泥,也能帮助它们获得额外的伪装效果。由此形成的浅褐色不仅与土地颜色相近,而且可以成为黑白之间的过渡色,使得黑白两色的转变看起来更加自然。

黑色与白色不仅各自与背景中的不同元素相近,当这两种颜色组合在一起时,还起到了另一种额外的伪装效果。

论文介绍称,这是一种名为“混隐色”的概念:一些动物的体色可以断裂成几个不同的部分,它们各自镶嵌在背景中,起到混淆捕食者的效果。在大熊猫的案例中,捕食者眼中的可能不是一只完整的大熊猫,而是几个深色和浅色的色块。在远距离时,这一点尤其明显。

研究模型也证实了这一点:在捕食者眼里,当距离超过55米时,大熊猫的轮廓将不再清晰。这项研究的通讯作者之一,英国布里斯托大学的Tim Caro教授表示:“之前我们在飞蛾(等昆虫)身上见过这种效应,但这种现象是首次在哺乳动物身上出现。”

到这里,对视觉模式的模拟向我们展示了大熊猫在天敌眼中不一样的一面。为了进一步确认大熊猫的伪装效果,研究团队比较了大熊猫与其他15个物种在各自背景中的色彩空间重叠程度。结果表明,大熊猫和传统的伪装高手相比也毫不逊色:它与背景的重叠度位于跳鼠和滨蟹这两种拥有伪装能力的动物之间。

如果这项研究的结果得到进一步证实,它对于大熊猫的保护也有着重要意义。英国纽卡斯尔大学的视觉科学教授Jenny Read点评道:“理解动物伪装的意义在于,它可以帮助我们认识动物之间的正常交互,以及人类活动或其他的干扰会如何影响这些动物。”

参考资料:

[1] Nokelainen, O。, Scott-Samuel, N.E。, Nie, Y。 et al。 The giant panda is cryptic。 Sci Rep 11, 21287 (2021)。 https://doi.org/10.1038/s41598-021-00742-4

[2] Giant pandas’ distinctive black and white markings provide effective camouflage, study finds。 Retrieved Oct 28, 2021 from https://www.eurekalert.org/news-releases/932725

[3] Giant panda‘s black and white coat works as excellent camouflage。 Retrieved Oct 28, 2021 from https://www.newscientist.com/article/2295189-giant-pandas-black-and-white-coat-works-as-excellent-camouflage/

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