科學人／推翻過去的假說！彩色植物出現前 動物早已演化出多色視覺

美國亞利桑那大學溫斯（John J. Wiens）教授領導的研究，在《生物評論》（Biological Reviews）中揭示，動物的多色視覺細胞比彩色植物出現的時間提早非常多。

動植物的顏色信號

動物主要使用顏色進行兩種溝通：警戒色信號和性別色信號。舉例來說：

・ 警戒色信號：許多毒蛇和毒蛙使用鮮豔的紅色或橙色警告掠食者，避免被捕食。

・ 性別色信號：孔雀藉由展示其色彩斑斕的尾羽吸引異性。

而對植物而言，鮮豔的顏色有主要為了播種和授粉兩個主要功能，這些色彩策略有助於植物的繁殖和擴散。

・ 果實顏色：吸引動物散播種子，例如紅色和橙色的果實。

・ 花朵顏色：吸引昆蟲傳播花粉，例如鮮豔的花瓣顏色。

地球轉眼間就變得多采多姿

溫斯的研究發現，距今約5億年前，視錐細胞首次出現於動物界，這個時間比色彩鮮豔的果實（約3.5億年前）和花朵（約2億年前）都還要早1億年以上。

除此之外，動物的警戒色信號約於1.5億年前演化出現，早於性別色信號（約1億年前），可見在過去這一億年中，警戒色信號和性別色信號都有了爆炸性的增長，且警戒色信號在動物中的普及程度遠超過性別色信號（警戒色信號的普及程度至少是五倍），後者僅限於節肢動物和脊椎動物。

警戒色彩信號之所以如此普遍，可能是因為鮮豔色彩的動物本身未必需要具備豐富的多色視覺，即可向其他動物發出危險信號。實際上，具有警戒色彩信號的物種甚至不需要發達的眼睛。

而對於性別色信號而言，雄性和雌性都需要具備高級視覺能力，以便利用顏色線索相互示意。這就是為什麼性別信號僅在兩大類擁有眼睛的動物中展示：脊椎動物（包括魚類、兩棲動物、哺乳動物、鳥類和爬行動物）和節肢動物（如昆蟲和蜘蛛）。

顏色信號演化的驅動力

儘管色覺在大約 4 億年前就已經進化，但爆發的確切原因仍然不明。然而，研究團隊確定了三個可能推動警戒色信號爆發的關鍵群體：海洋環境中的條鰭魚類，以及陸地上的鳥類和蜥蜴。

這些類群在各自的生態系統中擴展了警戒和性別色信號的多樣性，特別是性別色信號。

研究團隊指出，經過這次研究，未來對於動物色彩演化的研究會更深入探討動物如何進化出辨識特定顏色（如紅色或藍色）的能力，這將有助於揭示不同動物視覺系統的演化歷程，進而理解其生態互動，得以更深入探討動植物如何適應生態變遷，對生物多樣性保護及生態保護策略提供重要線索。

資料來源：

1. Wiens, John J., and Zachary Emberts. "How life became colourful: colour vision, aposematism, sexual selection, flowers, and fruits." Biological Reviews (2024).

2. New study maps dramatic 100-million-year explosion in color signals used by animals

（本文出自2025.01.07《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）