有毒动物可能需要花费很长时间才能进化出令人倒胃口的鲜艳颜色

在南美热带雨林深处，生活着世界上颜色最鲜艳的两栖动物之一：箭毒蛙。但不要把它们耀眼的外表当成是吸引人们靠近的诱因。这些颜色是在警告人们，它们不值得攻击。箭毒蛙是世界上最有毒的动物之一，触摸它的皮肤会引起恶心、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鲜艳的颜色视为有毒或令人倒胃口的东西。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自相矛盾的问题。在与更善于发现它们但尚未学会避开它们的捕食者共存的情况下，猎物物种如何能够存活足够长的时间，进化出颜色作为警告信号？

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有一种理论认为，彩色警告信号（也称为警示信号）是间接进化而来的，而且是经过渐进阶段的。今天发表在《科学》杂志上的一项研究 这表明，有些生物永久地适应了鲜艳的皮肤，它们首先使用隐藏的信号，让捕食者有足够的时间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下体。

韩国首尔国立大学助理教授兼研究合著者 Changku Kang 表示：“如果你是化学防御谱系中第一个显眼的个体，那么这种突变就很难在种群中扎根，因为捕食者无法知道你的颜色与化学防御有关。”

为了研究动物颜色的进化过程，研究作者将 1,000 多种青蛙和蝾螈分成五组。加拿大卡尔顿大学博士后研究员、主要研究作者 Karl Loeffler-Henry 表示，大多数关于动物颜色进化的研究都试图将动物归入两类之一——显眼的或伪装的——这限制了对动物颜色的复杂理解。

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。具有使它们脱颖而出的颜色（如红色、黄色和亮蓝色皮肤）的动物被归类为显眼的。发展出旨在伪装成环境的颜色的动物是隐蔽的。部分显眼的动物是那些颜色在四肢和其他身体部位有点隐藏的动物。完全显眼的动物有明亮的颜色，完全隐藏在它们的腹部和其他隐藏的部位。具有隐蔽和显眼形态的两栖动物被归类为多态性类别。

随后，生物学家测试了九种不同的进化模型，以重建其祖先所采取的进化路径，包括它们发展出警示信号和毒性作为防御策略的情况。

警示语的发展之路并非一帆风顺。警示语并非直接从伪装策略演化而来，而是有一个重要的过渡阶段。“有利于这种颜色演化的条件可能限制性要小得多，但它们为整体明亮颜色的演化提供了一条清晰的路径，”东卡罗来纳大学进化生物学家凯尔·萨默斯 (Kyle Summers) 表示，他没有参与这项研究。当动物首次演化出鲜艳的色素时，它们最初会将其隐藏在四肢或腹部等身体部位。

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如果受到威胁，这些动物就会抬起四肢或身体，露出颜色，最终向天真地吃掉这些生物的捕食者发出警告。“警示信号在不同的两栖动物谱系中独立进化了很多次，”洛夫勒-亨利解释说。“隐藏的信号解释了这种情况是如何发生的，并揭示了进化过程是如何发生的一个有趣的故事。”

布拉格查尔斯大学动物学助理教授 Alice Exnerová 也未参与这项研究，她补充道：“这项研究为长期存在的显著反捕食警告信号进化悖论提供了一个新颖的解决方案。”此外，她表示，这些发现还表明了探索替代和被忽视的进化策略的价值，这可以增进我们对自然界各种反捕食防御策略的理解。