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《生命的色彩 》非凡精读分享

《生命的色彩》,它还有一个副标题:我们为什么没有绿色的头发。看完这本书,你会发现,我们的生命中呈现的那些色彩,原来这么不可思议。那哺乳动物没有绿色皮毛,却有各种各样的其他色彩,其背后又有哪些奥秘呢?这本书名为《生命的色彩》,探讨的就是我们的

《生命的色彩》,它还有一个副标题:我们为什么没有绿色的头发。

是的,我们为什么没有绿色的头发呢?大家好奇吗?再比如,为什么北极熊是白色,人的血液是红色,而有些动物的血液却是蓝色,或者没有颜色?为什么灵长类动物主要是三色视觉,而大多数哺乳动物却是双色视觉?

知识延伸:北极熊的毛发颜色实际上是透明的,但经光线的折射后,看起来是白色的。

本书作者史钧是一位生物学博士。他从生物进化的角度,讲述了生命体呈现各种颜色的原因,探讨了色彩和我们的视觉、体温调节、体型大小、毛发,以及社会交往等方面的关联。看完这本书,你会发现,我们的生命中呈现的那些色彩,原来这么不可思议。

这不仅是一本涨知识的书,而且还非常有趣。同时,它也让我们更了解自己从何而来,如何变成今天这个样子。

之所以会写这本书,主要源于作者的一次邂逅。

有一天,作者在路上碰见一位年轻的妈妈带着一个可爱的小朋友。在他们擦肩而过的那一瞬间,他听到小朋友问:“妈妈,为什么我们没有绿色的头发?”

这个问题引发了史钧老师的深思,它看似幼稚,其实一点也不简单。因为每一种色彩背后的科学原理是非常复杂的。

有关色彩的研究,人类已经持续了很多年。举个例子:你知道大海为什么是蓝色的吗?一百多年前,这个问题的答案是一位英国物理学家瑞利给出的。他认为,大海之所以呈现迷人的蓝色,是因为反射了天空的蓝。

但是,1921年,来自印度的另一位物理学家拉曼开始探索新的解释。

一次,他去英国做学术演讲。演讲结束之后,他取道地中海乘船回国。在船上,有个小男孩问了同样的问题:大海为什么是蓝色的?他把瑞利的答案告诉了小朋友,但是,作为一位科学家,他非常严谨。他也没有证实过这个问题,所以,答完之后,心里有点不安。于是,拉曼在此后的一年里,针对这个问题进行了研究,终于揭开了答案。

大海之所以呈现蓝色,并不是因为反射了天空的蓝,而是因为海水很少吸收蓝光。它把阳光中其他颜色的光,像红光、黄光、橙光都吸收了,剩下的蓝光就在海洋中形成了散射,所以大海就呈现出了蓝色。

给大家普及一个知识点,就是我们看到一个物体呈现某种颜色,往往代表它不吸收这种颜色的光。

一、眼睛的进化

大海如此,其实生命也是如此。为什么我们的生命会呈现多姿多彩的颜色呢?接下来,我们来了解本书的第一部分被子植物有没有果实,从眼睛、光线和色彩说起。

我在《不可思议的人体》中讲过,人有五种感觉,分别是视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉。

1.眼睛在五感中有什么优势

我们做一个假设。如果我们突然置身于一个没有一丝光线、伸手不见五指的山洞,这时,你会利用哪种感觉探知周围的环境?我们最企盼的是什么?企盼能有一丝光线。因为视觉和其他四种感觉比起来,有着无与伦比的优势。

第一,光速是30万公里每秒。对地球上大多数生物来说,我们可以得到实时图像,近乎没有时间差。

第二,光线可以从各个方向反射,我们得到的信息是最立体、最准确的。于是,地球上大多数的动物都进化出了视觉。

那人的眼睛又是怎么通过光线产生视觉的呢?首先,跟大家复习一个物理概念,就是光的基本组成单位是什么?是光子。无论什么光波都是由基本的光子组成的。当光子击打到物体表面时,光能会传递电子给物体,然后电子会脱离原子核的束缚在物体表面自由移动,接着形成电流。这就是物理上的光电效应。人的眼睛之所以能够看到光,形成图像,就是眼中发生了光电效应。

人眼的构造特别精巧,像一个相机。打个比方,我们的白眼球医学上叫巩膜,相当于相机机身,黑眼球的虹膜和瞳孔,相当于相机光圈。你看,我们可以通过调整瞳孔的大小,控制进入眼睛光线的多少,比如,在光线特别强时,我们的瞳孔缩小,黑暗时,瞳孔散大。另外,人特别紧张时,瞳孔也会受交感神经支配而瞳孔散大。为什么?我们要有足够多的光线和视觉信息,准备搏斗或者逃跑。我们眼中还有角膜和晶状体,它们就像一组透镜,可以把进入眼睛的光线进行折射后,准确地落在视网膜上,然后形成图像。

2.眼睛是如何进化出来的

眼睛对生物体来说非常重要,根据科学家对化石的研究发现,眼睛大概诞生于五亿多年前,就是寒武纪,就是此时出现了生命的大爆发。

从感知光线到看到图像

原始生命体的眼睛结构,并不像我们现在的这么精巧和复杂。原始眼睛只是一些感光细胞,叫作光敏细胞。它们不能形成图像,只是能感知光线的强弱。比如现在的一些生物,像蚯蚓、蜗牛的眼睛就是光敏细胞,用来感受光线强弱的。

有人可能会问:这有什么意义吗?这对它们的生存有着极大的意义。比如,如果有强光,蜗牛就能躲到阴凉的地方,继而不会被晒成蜗牛干。

对哺乳动物来说,我们要处理的视觉信息很复杂,所以,眼睛又进化出了更复杂的结构。研究发现,眼睛的结构虽然精巧,但它可能只进化过一次,这被称为眼睛的单起源论。

这是怎么证明的呢?因为眼睛很难找到化石,科学家就在基因上找到了证据。在一些生物体上有一种基因叫作Pax6。这种基因跟生物眼睛的形成相关,而且它有一个特点,就是具有通用性,在各种各样的生物身上都可以存在。

有一个实验是这样的:研究人员把小老鼠身上的Pax6基因提取出来,将其克隆在果蝇身上。你知道发生了什么吗?这个基因诱导果蝇的很多部位都长出了眼睛。听起来很可怕,但是,它是一个支持眼睛单起源论的证据。

此外,眼睛的进化还具备双向性。比如,在沙漠暗河中,有些小鱼由于长时间见不到阳光,慢慢地,眼睛就退化了。

人眼可见光范围有什么讲究

虽然我们眼睛的结构非常精巧,但我们并不能看到所有的光线,而且不同的动物看到的世界不一样。

从波长来说,阳光辐射的范围是150nm(纳米)~2500nm之间。在这个范围中,可见光的范围是400nm~760nm。

作者说,“可见光”这个词不太准确。更准确的说法,应该叫作“人眼可见光”。因为人和其他生物看到的光线范围不一样。

有人可能会问:为什么人类只能看到这么窄的范围?为什么我们看到的可见光范围不能广一点?更广的话,得到的信息不就更多了吗?关于这些问题有两个解释。

第一,叫作“行人效应”。什么意思?比如,我们每天在路上会见到形形色色的人,请问有多少人你真正记住了?是不是大部分的人都记不住?这是因为跟你没有关系。如果这些无效信息也占据你的大脑内存,那就太耗能了。

同时,如果一个人看到的可见光范围宽一些,你知道会有什么结果吗?就是每天晚上关了灯,你闭上眼睛准备睡觉时,眼前可能仍有各种各样的影在晃动,这也挺可怕的(是一种干扰)。

第二,对人而言,可见光比其他光有优势。首先,它虽然范围比较窄,但是,占了整个太阳能辐射能量的50%。此外,由于它位于整个太阳辐射光波的中间一段,所以,它的能量既不太弱又不太强。

你要知道,自然界中很多能看到紫外线的生物,它们的寿命都比较短。因为紫外线能量太强了,如果频繁接收容易对机体产生损害。人眼中的角膜、晶状体都是天然的屏蔽紫外线的结构。

有些白内障患者,特别是老年人,他们会做晶状体置换术。做完手术后,有一部分人就能看到紫外线。在他们的眼中,这个世界变得更紫了。

正是由于以上这些原因,可见光可以说是最适合人眼感受的光线。

二、植物、动物毛发的颜色奥秘

我们的眼睛除了产生视觉,还有一个特别重要的功能,就是产生色觉。它能让我们辨别颜色。那这些色彩背后有什么奥秘呢?我们来了解书的第二部分:树叶、毛发和恐龙。

1.为什么大多数植物的叶子都是绿的

我们先聊聊树叶。在陆地上,树叶的颜色大部分都是绿色的。这是因为树叶中含有叶绿素。叶绿素是地球上最重要的能量来源之一。它可以通过光合作用把二氧化碳和水,源源不断地转化成糖,然后为生命所利用。

那叶绿素为什么是绿色,而不是其他颜色呢?有两个理论解释。

第一,光源竞争理论。地球上最早的生命形式之一是细菌,其中一种称为紫细菌。之所以叫紫细菌,是因为它不吸收紫光。

为什么?因为大部分的紫光被海洋吸收了,那紫细菌生活在海洋中,如果和海洋竞争同一种光源,无疑是一种不明智的选择。因此,它就抛弃了紫光,转而吸收像绿光这样的其他光。

紫细菌登上生命的舞台大约十亿年后,又演化出了一种新细菌,这就是蓝细菌。

既然紫细菌吸收绿光,那蓝细菌如果想更好地生活下去,就必须避免与紫细菌竞争相同的光源,于是它只能放弃绿光。而蓝细菌是一切高等植物的祖先,所有陆地植物的叶绿体都是由蓝细菌进化而来的。所以,叶绿体因其祖先蓝细菌不吸收绿光,就成绿色的了。

第二,绿光伤害理论。其实,绿光是一种能量比较强的光。如果植物叶片长时间被绿光照射,会有两个结果。

一是,产生大量热能。所以我们能观察到,大部分的叶片基本上是薄薄的,或者细细的。而且叶片上面还有很多孔,这是为了利于散热。

二是,如果绿光长时间照射叶片,还会产生大量的自由基。自由基是什么呢?就是没有配对电子的一种分子。由于没有配对电子,它就非常不稳定,会去抢夺其他分子的电子。因此,植物必须要保证叶片不被自由基损害。

2.动物的体色有什么作用

然而,植物是绿色的,昆虫、鸟类也有绿色的,为什么哺乳动物没有绿色的呢?如果仔细观察,你会发现,没有哪一种哺乳动物的皮毛是绿色的。这个问题,我们要从动物体色说起。

每种动物都有自己的体色,体色有很多的功能,它就像船上的探照灯,其作用或是警戒,或是炫耀。

而动物体色的第一个功能就是警戒。比如,毒箭蛙为了告诉大家自己有毒、不要碰它,会进化出非常鲜艳的颜色。

第二个功能是为了展示与炫耀。最典型的例子就是雄孔雀。它一开屏非常美丽、色彩绚烂。为什么?因为这种绚丽的色彩往往代表着很好的免疫水平,以及比较好的基因,更容易吸引雌性。

第三个功能是保护作用。如果昆虫是绿色的,它能更好地保护自己不被天敌发现,不被吃掉。

体色有这么多作用,而哺乳动物的体色没有绿色的原因,其中一个理论叫作色盲理论。人类和灵长类动物是三色视觉,我们可以感知三种基本的原色,分别是红、绿和蓝。但是,基本上只有灵长类动物和人是这样,而大部分哺乳动物都是双色视觉,也就是我们所说的色盲,主要是红绿色盲。

为什么呢?因为红色和绿色光谱的波峰比较一致。在双色视觉的动物眼中,红色、绿色,甚至棕色,看起来都差不多,没有特别明显的差别。所以,就没有必要进化出绿色视觉。

那大部分哺乳动物为什么会保留色盲性状呢?

几亿年前,地球上的主角是恐龙,哺乳动物只是其中一小支。那时,很多哺乳动物的体型跟老鼠一样,是小型啮齿类动物。所以,大部分哺乳动物都不敢白天活动,只在夜间活动。因此,它们没有必要进化出明确地辨别颜色的眼睛。

后来,恐龙突然灭绝了,哺乳动物才登上历史的主舞台。

有关恐龙灭绝最主流的解释是陨石撞击理论,但书中还提到一个解释,叫作吃蛋理论。恐龙虽然非常强壮、有力量,但它有一个最致命的缺点,就是它是卵生,要下蛋、孵蛋。而哺乳动物虽然很小,打不过恐龙,但一定对付得了恐龙蛋。它们发现恐龙蛋不跑、不闹,也不反抗,而且营养丰富,所以经常地偷吃恐龙蛋。结果,恐龙蛋越下越多,却发现孵出的恐龙越来越少,慢慢地,恐龙就灭绝了。这就是恐龙灭绝的另外一个解释。

恐龙灭绝后,哺乳动物依旧保持着色盲性状,因为它具备很多优势。

首先,虽然它分不清红色和绿色,但是能更敏锐地辨别黄色和棕黄色。大家可以想象,对于一只羚羊来说,红色、绿色不重要,只要能明显地看到藏在枯草中的狮子就可以了。所以,对它们来说,辨别这两种颜色更重要。

另外,研究发现,哥斯达黎加的一种卷尾猴,有色盲的捕捉昆虫的效率,是没有色盲的四倍。这意味着,色盲有自己很大的优势。它们看某些颜色更清楚,而且在黄昏,当光线暗下来时,色盲动物的视觉反而变得更加敏锐了。所以,这也是狮子、老虎喜欢在黄昏捕猎的原因。

三、动物体温与体色的关系

那哺乳动物没有绿色皮毛,却有各种各样的其他色彩,其背后又有哪些奥秘呢?接下来,我们来看一下书的第三部分:体温、体色。

1.恒温动物:哺乳动物的常规体温为何是37℃

很多时候,地球上的生物体产生不同的颜色,都是对环境温度所做出的一种反应。大部分哺乳动物都属于恒温动物。恒温动物和变温动物相比,具备很多优势。

恒温动物的环境适应度更高

举个例子:南极和北极看得到鸟,看得到哺乳动物,但是很少看得到蜥蜴和蜗牛。因为在那种环境下,它们会被冻成冰坨。所以,哺乳动物能通过维持体温的恒定,保持生命活动。

最大限度地节省食物

通常来说,37℃是地球上哺乳动物的一个标准体温。为什么是37℃,而不是其他温度呢?这是生命长期进化和大自然做出的一种妥协。因为37℃是一个性价比最高的温度。我们可以想象,假如一种动物的体温是50℃,那它就需要每天努力地吃下更多的食物,才能维持基础体温。

最大限度地保障机体免疫力,过低容易感染真菌

此外,地球上70%以上的真菌,基本上没办法在37℃以上的环境存活。所以,哺乳动物很少患真菌性疾病。你看,鸭嘴兽的体温大概是32℃,所以它感染真菌的概率要比体温37℃的动物高。所以,它的寿命也不是特别长。

虽然37℃是一个性价比很高的体温,但哺乳动物也要为此付出代价。

第一,需要努力吃更多的食物。比如,拿体重相同的小鼠和蜥蜴做比较,你会发现,一只成年小鼠每天至少需要吃6克饲料,才能维持自己的体温和生命活动,而蜥蜴只需要吃0.2克。所以,我们去动物园看那些蛇、蜥蜴,它们很难被饿死。连续几天不吃不喝也无所谓,它们只需要趴在那儿一动不动,晒太阳就可以了。

第二,为了保持恒温,哺乳动物还进化出了皮毛,而且为皮毛染上了色。这些色彩也蕴藏着很多道理。

2.动物体色与热调节相关

我们会发现,在空旷地带的哺乳动物一般都是用四足爬行,而且它们的体色有一个明显的特征,就是背部的深一些,腹部的浅一些,这叫腹背色差。这种色差绝非偶然,而是一种太阳能趋向的结果。当哺乳动物爬行时,它们背对着太阳,背部的深色毛发就成了一个天然的太阳能板,能吸收更多热能,而腹部的浅色毛发会尽可能地减少热量散失。因此,哺乳动物的腹背色差,具有非常好的调温作用。

此外,哺乳动物的腹背色差还有一个特别有趣的作用。

我们先来做一个实验。拿一个乒乓球,再拿一个手电筒,从上往下照,你会发现什么改变?乒乓球的上半部分,由于光照变得特别明亮,下半部分会出现阴影,因此,乒乓球会显得很有立体感,变得更加明显。但假如对乒乓球做一个处理,就是用铅笔把上半部分稍微涂黑,再拿手电筒照。你会发现,它变得不那么明显,具备了一定的隐形功能。所以,腹背色差在自然界中具备一定的隐形功能,这被称为赛耶定律。

但哺乳动物中有一个例外,就是北极熊。如果按照这个原理,北极熊在那么冷的地方,毛发应该是黑色的,才能吸收足够多的热能。可是,为什么北极熊的毛发是白色的呢?

先给大家讲一个我小时候的经历。在那个年代,如果想吃冰棍,一般都是在街上找冰棍车。一个老奶奶推着小木车,然后拿一片白色的棉被盖着冰棍和冰糕。当时,我就特别好奇,为什么要用棉被,不怕热化了吗?难道冰糕也怕冷?

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长大后,学了物理才知道,原来白色的棉被有避免热散失的作用。北极熊白色的皮毛,也有类似这样的功能。白色皮毛虽然不能很好地吸收热能,但是在夜晚能很慢地散失热能。

因此,北极熊的策略是这样:既然北极阳光那么少,我就算换上黑色皮毛,也吸收不了多少阳光,那还不如变成白色皮毛,减少热能的散失。这是北极熊之所以进化出白色皮毛的一个原因。

那在自然界中,哺乳动物最常见的毛发颜色是哪个呢?是棕色。你看,狮子、老虎、羚羊,这些动物都是棕色。

为什么?有这么几个原因:第一,棕色非常容易合成,用比较少的能量就可以合成这种色彩。第二,也是最重要的原因,就是棕色在热调节方面有着无与伦比的优势。白天,它能吸收足够的热能,夜晚,它也有非常好的阻止热散发的能力。所以,大部分自然界的哺乳动物都选择了棕色作为毛发色。

此外,有一种动物也非常特别,这就是斑马。为什么斑马是黑白条纹?很多科学家进行了研究,给了很多解释,书中给出的一个解释,我觉得也非常有道理。它说,因为斑马和其他马不一样被子植物有没有果实,它生活在非洲大草原,又需要经常奔跑,所以,它要具备更好的降温系统,不让身体过热,继而把体温维持在一个比较好的状态。

黑色和白色条纹吸收的太阳能是不一样的,所以产生的温度也不一样。因此,黑白条纹之间就形成了一个温度差。这种温度差形成了气流漩涡,比斑点这样的图案散热效率更好。

哺乳动物没有选择绿色毛发,还有一个原因是,没有必要和植物竞争,因为大部分哺乳动物生活在植物中,既然植物选择了绿色,那它们为什么要去和植物竞争呢?那就顺水推舟选择其他颜色就好了。

四、植物如何促进灵长类动物的视觉进化

植物的进化影响着哺乳动物的进化,继而影响它们体色的进化,但这还不是全部,植物的进化还推动了我们视觉的进化。

为什么大部分哺乳动物都是双色觉,而人类和灵长类动物是三色觉呢?我们就要看一下第四部分:花朵和水果。

1.为什么花朵五颜六色

在这里,我先简单地介绍一下,地球上植物进化的五个阶段。

一是菌藻时代,也就是以光合细菌和藻类为主的地质时代。二是裸蕨植物时代。三是蕨类植物时代。四是裸子植物时代。五是被子植物时代,也就是现在最重要的,这类植物遍布地球的时代。

这几个时代中,最重要的是裸子植物和被子植物,我介绍一下什么是裸子植物和被子植物。

拿一个苹果一刀切开,你会发现,苹果的种子被深深地埋藏在果肉和果皮中,那苹果就是非常典型的被子植物;而松果的种子外面没有果皮,也没有果肉,它就是裸子植物。

花朵都是被子植物开放的。被子植物需要雄蕊和雌蕊花粉进行受精,所以就有花朵。那问题来了,为什么大部分的植物都是绿色,而花朵却色彩斑斓,拥有绚烂的颜色呢?

植物界有一个分类,如果依靠风为媒介传播花粉,叫作风媒花;依靠水为媒介,叫作水媒花;依靠昆虫为媒介,叫作虫媒花。

水媒花和风媒花依靠的都是自然力量,所以这类花传播花粉很难精确。一阵风吹来,大量的花粉开始播散,然后随机地落在相应的植物上,继而完成植物受精的过程。由于它们依靠的是自然力量,所以,无论是风媒花还是水媒花,它们长得都很随便。颜色很随便,形状也很随便,并不具备特别的观赏性。

你看,水稻、小麦的花就属于风媒花。我们在送爱人鲜花时,很少捧着水稻花献给对方。因为这些花一般不好看。

然而,虫媒花就不一样了,它依靠昆虫为媒介进行花粉传播。昆虫的定位很准确,所以效率很高。因此,为了吸引昆虫的注意,花朵就要进化出更加鲜艳的颜色吸引昆虫。你看,我们家中养殖的具备观赏性的花,基本上都属于虫媒花。因为它们更加鲜艳。

花朵之所以会呈现不同的颜色,是因为它会分泌一种叫作花青素的物质。花青素在不同的环境下,会呈现不同的颜色。比如酸性条件下,它会呈现红色;碱性条件下,它会呈现蓝色。所以,鲜花为了吸引昆虫的注意,分泌花青素进化出了颜色。这是它为了自己的繁衍采取的策略。

2.水果熟和没熟的颜色差异为什么这么大

鲜花是这样,水果也是这样,它采取的策略也非常聪明。我们会发现,水果在不同的生命阶段颜色不一样,就是其采取的颜色策略不一样。比如,未成熟的水果肯定不希望自己过早地被吃掉,所以,大部分都是绿色的。它希望自己最好不要被发现。但是,水果一旦成熟,立刻换上像红色这样鲜艳的颜色,希望尽快地被鸟类、灵长类动物吃掉,然后帮它传播种子。

对植物来说,吃它们的食客,分为优质食客和劣质食客。像鸟类、灵长类动物,都是优质食客,能更好地帮它们传播种子;但是,像昆虫、反刍类动物,一般都属于劣质食客,比如,种子在反刍类动物的胃里经过发酵以后,就会破坏种子。因此,水果也分泌出另一种成分防止被吃,这就是单宁。单宁会使未成熟的水果味道苦涩。

花青素不仅让花朵和果实有了鲜艳的颜色,它还有另一个作用,就是抗氧化。灵长类动物需要通过摄取花青素让自己具备抗氧化的能力。因此,灵长类动物就把果实加入食谱。那为了更清楚地看到果实,它们进化出了三色觉,以此能更加清晰地分辨出红色和绿色。

五、植物如何影响灵长类动物的身体结构

植物除了推动我们的视觉进化,还对灵长类动物的身体结构也产生了影响。有哪些改变呢?比如,人的一只手是五根手指,人没有尾巴了。为了了解这些进化背后的原因,下面,我们一起来了解第五个部分:视觉、嗅觉和尾巴。

1.视觉进化引发嗅觉退化等一系列反应

植物推动人类的视觉进化带来了一个继发问题,就是我们的嗅觉退化了。嗅觉退化的结果,就是让我们的鼻子变小,眼睛从两侧慢慢地向前汇拢。所以,我们就变成了双眼视觉。与之相对的是单眼视觉。

什么叫双眼视觉和单眼视觉?像马的眼睛是长在两边的,这种叫单眼视觉。它们的优势是看到的视野范围更大。双眼视觉虽然看到的视野范围窄,但获得了立体感。这对灵长类动物来说,是非常重要的。因为视觉的立体感,能让我们在捕捉昆虫、摘果子时判断得更准确。

此外,双眼视觉还有一个优势,叫作立体透视能力。什么意思?我们来做一个小实验。

把一只手的五指张开,放在一只眼的前面,然后闭上另一只眼,你会发现,手指挡住了一部分视线。如果你睁开另一只眼睛会发现,另一只眼可以让你看到手指后面的景象。这就是立体透视能力。这种能力在自然界很重要,因为它能让你更好地看清楚树枝、树叶背后的景象。

2.为什么人的一只手是五根手指

除了对眼睛的影响,我们的肢体也因植物产生了一些变化。

我们中国有“五”的文化,比如五行、五经、五脏、五光十色、五音不全、五湖四海等等。这些都能看到“五”对我们的影响。

为什么会这样?很可能就跟我们每只手有五根手指有关。这五根手指也蕴藏着进化的科学。

不光是人类,从三亿多年前的两栖动物开始,就已经出现了五趾结构。两栖动物出现五趾结构,往往代表着这可能是动物从水生到陆生的一个重要节点。

当一种动物从水中逐渐到陆地生活时,它就需要进化出四肢支撑身体。所以,第一,它需要的是肢体的支撑力;第二,它还需要用肢体抓取食物,所以需要灵活性。因此,它就必须要在支撑力和灵活性之间做出一个平衡。如果它需要更多的支撑力,那么五趾结构慢慢地就会合并。比如,猪的体态比较胖,就合成了两趾,所以叫偶蹄类动物;再比如,马需要长途奔跑,它需要更多的支撑力,就合成了一个蹄子。

对灵长类动物来说,它们需要在树上攀爬,也需要支撑身体,也需要灵活地抓取果实和食物。那么,大自然给出的平衡数字就是五。

有一种动物特别可爱,就是来自澳大利亚的考拉。因为它都吃树叶,所以并不需要像其他灵长类动物那样需要特别高的灵活性。所以,它的五指远远没有猴子灵活,爬起树来也是慢吞吞的。

大家知道,考拉最主要的死亡原因是什么吗?不是饿死的,往往是从树上掉下来摔死的。所以,大自然非常神奇,为每种生物都安排了特别平衡的数字。

3.我们的尾巴去哪儿了

除了五指,人还有一个身体上的变化,就是尾巴消失了。地球上大多数的动物,其实都是有尾巴的。

很简单,因为尾巴有非常重要的功能。第一个功能,就是可以驱赶蚊虫。第二个功能,就是能保持平衡。

有的动物,比如袋鼠的尾巴特别粗壮,能支撑身体,撑起来,拿脚踢你。其实,这些都是辅助因素,最主要的还跟个体的生存相关。

你看,兔子的尾巴很短。为什么?如果它的尾巴很长,就更容易被猎食者捕捉到。因此,绝大多数食草动物的尾巴要么很短,要么很细,要么没有什么实质性结构,比如马的尾巴肉质部分较少,就算被咬掉几根毛,损失也不大。

食肉动物的尾巴更长一些,因为它需要保持平衡,而且它本身没有很多天敌。所以,无所谓。

人类的尾巴为什么消失了呢?在进化的过程中,人之前是有尾巴的,这从胚胎的发育上就可以看出来。不过,随着胚胎的发育,人的尾巴慢慢地变成了尾椎骨。

因为进化,尾巴消失的不单是人类,绝大多数的类人猿尾巴都消失了。什么是类人猿呢?在自然界中,有大概230种灵长类动物,其中两百多种是猴子,剩下的是类人猿。

类人猿有几个特点。第一,体型比较高大;第二,没有尾巴。由于体型高大,它就没办法像体型小的猴子一样在树上晃来晃去。因为树枝已经承受不了自己的重量了。而且,尾巴也没有办法支撑自己,所以,它们就在地面过上了群居生活。

此外,随着手进化得越来越精细,尾巴的功能就变得越来越不重要了。最后,尾巴也就退化了。

六、红色血液如何影响灵长类动物的交流

越来越多的灵长类动物在地面上过起了群居生活,就产生了更为复杂的交流方式。这种交流方式的发展又对我们产生了哪些改变和影响呢?接下来,我们进入最后一部分:血液、皮肤和脸色。

首先,我们要知道,世界上不同动物的血液颜色是不一样的。有的动物是红色,像哺乳动物,像人类,有的动物是蓝色的。

1.红色血液有什么价值

为什么人类的血液是红色的呢?有几个原因。

一是跟血液成分有关。地球上最早的生命形态,其中一个是藻类。那时,藻类生活在海洋深处。经过几十亿年的生命演化,藻类在地球上产生了大量的氧气。但是,氧气是一把双刃剑。一方面,它能促进机体的新陈代谢,大部分的生物都离不开氧气;另一方面,氧气浓度过高,会产生自由基破坏机体细胞。所以,一个生命体如果要利用氧气,就需要一个非常高明的策略。

怎么办呢?生命体进化出了一种能力。它用一种金属离子变成了一个“小笼子”把氧分子罩住。这样就能限制氧分子的活性。同时,它还用蛋白质把“金属笼子”和氧分子罩在一起,这个结构就叫载氧蛋白。

名词解释:载氧蛋白,可以携带并输送氧气的蛋白。

不同的生物体对氧气的需求量不同,它所利用的金属离子也不一样。比如节肢动物,像虾、螃蟹,它们的金属离子选择的是铜离子。铜离子与氧结合之后,呈现的是蓝色。所以,这些动物的血液是蓝色的。

哺乳动物要面临的环境和处理的信息更为复杂,所以对氧气的利用需要更高效,那它们采用的是铁离子。铁离子运载氧气的效率是铜离子的四倍。所以。大部分哺乳动物都是含铁的血红蛋白。大家去体检都会抽血,里面有一项叫作血色素,查的就是血红蛋白,看你是不是贫血。

名词解释:血红蛋白,载氧蛋白的其中一种。

很多年轻女孩为了爱美且以瘦为美,经常节食减肥,特别是不吃肉,而且还不吃红肉。时间久了,就经常头晕、乏力,甚至月经不调。为什么?就是产生了贫血,铁元素摄入不足。这被称为缺铁性贫血。

二是跟散热相关。我们再来做个实验。对着阳光闭上眼睛,你会发现什么?首先,眼睛感受到的是红橙色的光,然后慢慢才感受到黄绿色的光。这说明红光穿透表皮的速度更快,而绿光穿透表皮的速度更慢。我们的血细胞之所以是红色,是因为我们不吸收红光,红光进来立刻反射出去,从而降低体表温度。

假如我们不吸收绿光会怎么样呢?因为绿光穿透表皮的速度很慢,产热更多,所以,我们就把更多的热锁在了细胞里,而且它进来一次很慢,出去一次也很慢,就会对我们的表皮产生二次损害。所以,红色血液跟散热能力有关。这代表皮肤越红,我们感觉越凉快。

此外,人类之所以能逐渐到达食物链顶端,其实跟一个身体结构也很有关系。那就是我们褪去了皮毛。

大家知道,地球上很少有动物能长途奔跑。比如狮子、老虎快速奔跑时,体温会急剧飙升,加上皮毛多,没有办法散热,如果一直跑下去,就会死于高温。

其实,高温对生物体来说非常危险。人类用了一个词表示高温,叫作中暑。中暑是特别危险的一种情况,其中有一种类型叫热射病。如果出现这类中暑,可能会出现昏迷,甚至多脏器衰竭。这时,即便送到医院,抢救过来的几率往往比较低。所以,大家一定要注意中暑问题。炎炎烈日时,尽可能让自己待在凉爽的地方。由此可知,红色血液对皮肤散热是非常重要的。

红色血液还有一个特别重要的意义,就是产生了脸色。

人类是典型的社会性群居动物,需要更复杂的交流方式。因此,人脑有一种重要的能力,叫作共情。共情就是感受他人情绪的能力。所以,我们会有表情、脸色。今天主要说一下脸色。

有一种脸色是最动人的,大家知道是什么吗?就是害羞。其实,害羞不是个别现象,而是普遍现象。基本上,所有人都出现过害羞的情况,而且害羞还不以个人的意志为转移。

人一害羞会出现什么样的表现呢?首先,脸会变红;然后,语无伦次,有时说话还结结巴巴,甚至还会被人嘲笑。像我第一次讲书时,就特别害羞。

既然害羞有这么多问题,为什么人要保留这样的状态呢?因为它对我们个体的安全有特别大的保护作用。

先说一下食草动物。科学家发现,那些胆子特别大的食草动物生存几率往往很低,有些羚羊甚至会去挑衅狮子,你想它有多大胆。所以,基本上,它没有第二次存活,或者第二次玩耍的机会了。

对人类而言也一样,害羞代表着谨慎,而谨慎能让我们避免一些不必要的危险。而且害羞能迅速地平息对方的敌意。我们很少会对一个特别害羞的人大打出手。所以,害羞脸红有助于防止人际关系的恶化。这是我们的本能。

那些从来不会害羞、不知道恐惧,生活不谨慎的人,在生命的长河中,可能已经慢慢被淘汰了。

此外,正是害羞脸红这样非常可爱的表情,人类才有一种“红色效应”,就是男性会觉得在红色背景下的女性更加美丽和性感。这种红色背景可以是红色衣服、红色口红或红色妆容。所以,即便到现在,很多女性也是以红妆为美。

2.我们为什么没有绿色的头发

最后,我们再总结一下这本书开头提的问题:我们为什么没有绿色的头发?简单来说,有三个主要原因。

第一,来自性选择理论的解释,作者认为,是因为性选择的压力。什么意思呢?就是一种动物的体色是异性择偶最直观的一个标准。在自然界中,有一种叫作雪雁的鸟,非常漂亮。通常来说,雪雁有两种颜色,一种蓝色,一种白色。研究者发现,蓝色雪雁只喜欢和蓝色雪雁交配,白色的只喜欢和白色的交配。

研究者想知道这个结果是先天基因决定的,还是后天因素影响的,于是,他们做了一个有趣的实验。他们把刚刚出生的小雪雁掉包,蓝色的放在白色的窝里,白色的放在蓝色的窝里。等这些雪雁长大后,无论它自己是什么颜色,也只喜欢和养父母颜色一样的雪雁交配。假如父母是一蓝一白,那它就不在乎配偶颜色,蓝色、白色都可以。

后来,研究者还恶作剧地把雪雁的养父母涂成了红色。小雪雁长大以后,它们就喜欢红色的鸟。

这个实验说明什么?就是我们的审美受后天的影响更大。那这和我们的头发有什么关系呢?人类的头发最开始时是黑色的,后来又进化出了其他浅一点的颜色。而一旦一个颜色在一个区域形成了优势,那么,出于性选择的压力,其他颜色的头发就很难进化出来。比如,即便有人进化出了绿色头发,也可能会因找不到伴侣,被人嫌弃,而慢慢地被淘汰。

第二,我们头发中的黑色,是因为有黑色素细胞。它和皮肤中的黑色素一样,能有效地防止紫外线对皮肤的伤害。

据相关数据显示,黑色头发大概可以减少80%紫外线对人体的照射。

第三,相比绿色头发,黑色头发的调热功能更好。黑色头发的热调节功能在人类身上有更显著的表现。因为人的体型和黑猩猩差不多,但是,人脑容量却是黑猩猩的三倍。而人的大脑每天高速地运转会产生大量热能,同时,我们直立行走,太阳当头照。所以,我们更需要一套有效的头部降温系统。如果发色不对,那对人体来说,将会是一个灾难。

以上几个原因解答了为什么人类没有绿色的头发。

这本书名为《生命的色彩》,探讨的就是我们的生命为什么会呈现出各种各样的颜色。其实,它的内核是从进化的角度,以颜色为切入点告诉我们,人类如何走到今天。希望通过这本书,大家能对自己有更深入的了解,也希望大家会喜欢这本书。

这本书对生命的观察和追溯,也让我们获得了纯粹求知的快乐,就像作者说的:“愿我们永远都保持对这个世界的好奇心。”

本文到此结束,希望对大家有所帮助!

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