在南美洲热带雨林深处生活着世界上颜色最鲜艳的两栖动物之一:毒箭蛙。但不要把它们耀眼的外表当成是邀请你靠近它们。这些色调是一个警告,表明它们不值得攻击。触碰箭毒蛙(世界上毒性最强的动物之一)的皮肤会导致恶心、肿胀和瘫痪,甚至对人类也是如此。
这些青蛙的捕食者已经学会将明亮的阴影视为有毒或令人作呕。但将颜色与危险联系起来需要时间,这给进化生物学家带来了一个矛盾的问题。被捕食的物种是如何生存到进化出颜色作为警告信号的,同时生活在能够更好地发现它们而还没有学会躲避它们的捕食者中间?
有一种理论认为,彩色的警告信号,也被称为警示语,是间接地、循序渐进地进化出来的。今天发表在杂志上的一项研究表明,一些生物永久性地适应了鲜艳的皮肤,他们首先使用隐藏的信号给捕食者足够的时间来了解这些颜色应该谨慎对待。这些颜色通常隐藏在它们的腹部或腹部。
韩国首尔国立大学助理教授、该研究的合著者Changku Kang说:“如果你是化学防御谱系中第一个引人注目的个体,那么这种突变将很难在种群中占据一席之地,因为捕食者无法知道你的颜色与化学防御有关。”
为了研究动物的颜色是如何进化的,研究人员将1000多种青蛙和蝾螈分为五组。加拿大卡尔顿大学的博士后Karl Loeffler-Henry说,大多数关于动物颜色进化的研究都试图将动物分为两类——显眼的和伪装的——这限制了对动物颜色的复杂理解。Karl Loeffler-Henry是该研究的主要作者。
相反,这项研究着眼于这两个极端,以及动物可能发展出的其他适应性。红色、黄色和亮蓝色等皮肤颜色突出的动物被归类为显眼动物。那些进化出颜色来伪装环境的动物是神秘的。部分显眼的动物是那些颜色在四肢和身体其他部位有些隐藏的动物。非常显眼的动物在腹部和其他隐藏的地方完全隐藏着鲜艳的颜色。同时具有隐型和显型的两栖动物被归入多态类。

然后,生物学家测试了9种不同的进化模型,以重建它们的祖先所采取的进化路径,包括它们同时发展出警戒和毒性作为防御策略的时候。
通往警示主义的道路不是一条直线。警示主义并非直接从伪装策略演变而来,而是有一个重要的过渡状态。东卡罗莱纳大学(East Carolina University)进化生物学家凯尔·萨默斯(Kyle Summers)没有参与这项研究,他说:“有利于这种颜色进化的条件可能限制得少得多,但它们为整体鲜艳颜色的进化提供了一条清晰的途径。”当动物最初产生鲜艳的色素时,它们最初将它们隐藏在四肢或下腹部等身体部位。
如果受到威胁,这些动物会抬起四肢或身体,露出颜色,最终作为警告,那些天真地吃这些生物的捕食者。Loeffler-Henry解释说:“在不同的两栖动物谱系中,警语已经独立进化了很多次。”“隐藏的信号给出了这是如何发生的答案,并解开了进化过程如何发生的迷人故事。”
布拉格查尔斯大学的动物学助理教授Alice Exnerová也没有参与这项研究,她补充说:“这项研究为长期存在的明显的反捕食者警告信号的进化悖论提供了一种新的解决方案。”更重要的是,她说,这些发现表明了探索替代和被忽视的进化策略的价值,这可以促进我们对自然界中各种反捕食者防御策略的理解。