綠安樂蜥(*Anolis carolinensis*),又稱美國變色龍,以其隨意在棕色和綠色之間變換顏色的能力而聞名。這種生理性顏色變化的適應性目的,一個多世紀以來一直吸引著科學家的目光。目前,學界主要有三種假說:

偽裝、社會信號和體溫調節。儘管社會信號假說在近期文獻中獲得了較強的支持,而偽裝假說缺乏證據,但體溫調節假說仍然存在爭議,因為早期研究顯示出強烈的支持,而較新的研究則顯示出微弱或沒有支持。

突破性研究:社群科學與人工智慧的結合

為了重新評估這些假說,一個研究團隊採用了一種新穎的方法,利用社群科學的力量和人工智慧的最新進展,對綠安樂蜥的顏色變化進行了大規模的研究。這項研究的關鍵在於整合了來自 iNaturalist 社群超過 10,000 張的圖片,並利用 Meta 的 SegmentAnything Model (SAM) 進行圖像分析。

數據收集與分析流程

研究團隊首先利用 SAM 模型在每張圖片中分割出安樂蜥的區域,然後過濾掉品質不佳的分割結果。接著,他們使用一個簡單的公式來判斷安樂蜥呈現的是綠色還是棕色。此外,他們還利用社群科學貼文所附帶的元數據,提取了圖片拍攝的確切日期和時間,並估算了當時的溫度。

研究發現:溫度與緯度的影響

透過對這些數據的分析,研究團隊發現棕色安樂蜥的比例與較低的溫度之間存在很強的關聯性。有趣的是,在夏季繁殖季節,這種關聯性完全消失。此外,全年綠色和棕色呈現比例的差異與緯度密切相關。這些觀察結果為體溫調節假說和社會信號假說都提供了證據,表明這種物種的顏色變化可能受到多種適應性因素的驅動。

社群科學的巨大潛力

這項研究不僅揭示了綠安樂蜥顏色變化的複雜性,也展示了社群科學在大數據研究中的巨大潛力,特別是當它與人工智慧系統(如電腦視覺)結合使用時。研究團隊對 iNaturalist 上所有出色的公民科學家表示感謝,並希望更多的科學家能夠利用來自社群的廣泛數據。

未來研究方向

儘管這項研究提供了有價值的見解,但研究人員也承認,僅憑這種大數據觀察研究不足以證明綠安樂蜥生理性顏色變化的最終原因。然而,他們相信這篇論文可以作為未來研究的指南,在測試這些假說時將時間和地點納入考量。此外,研究團隊強調,未來應繼續探索安樂蜥屬中顏色變化的驅動因素,並擴大研究範圍,納入或突出雌性安樂蜥的顏色變化。

雌性安樂蜥的顏色之謎

在安樂蜥屬中,顏色和顏色變化被廣泛應用於各種用途,從偽裝到信號傳遞。雖然許多研究都集中在雄性安樂蜥的顏色上,但很少有研究探索更為微妙的雌性安樂蜥及其顏色可能扮演的角色。一項針對水安樂蜥(*Anolis aquaticus*)的研究發現,顏色變化被用作偽裝,並且雄性在匹配背景顏色方面比雌性更一致。然而,顏色變化是否也可能被用作社會信號尚未經過測試。因此,研究人員進一步測試了顏色變化是否也可能被用作社會信號,特別是在雌性中。

實驗設計與結果

在實驗室中,研究人員將雌性蜥蜴暴露在黑暗的封閉水箱中以加深其顏色(這些蜥蜴會經歷快速的顏色變淺),然後立即將它們放置在一個與雄性同種蜥蜴的競技場中。他們對每隻蜥蜴重複進行了空水箱實驗,以比較社交和孤立的顏色變化。為了確定顏色變化的程度,他們在每次試驗前後都拍攝了牠們的顏色。使用 ImageJ 中的 MicaToolbox,他們創建了一個基於棕色安樂蜥視覺系統的視覺模型,以便更好地了解這些安樂蜥彼此眼中的樣子。

研究發現,雖然顏色在每次試驗中都發生了變化,但社交和孤立試驗之間沒有顯著差異。然而,他們確實發現,身體狀況較好的雌性蜥蜴比身體狀況較差的雌性蜥蜴具有更藍和更少的綠色。研究人員提出了幾個可能的解釋。首先,這種從綠色轉向藍色的轉變似乎是一種不太偽裝的顏色,因此可能表明身體狀況較好的個體不像較小的蜥蜴那樣偽裝。這也與先前的發現一致,即雌性在野外比雄性更引人注目。這些發現也可能引導人們認為雌性正在使用這種顏色向潛在的配偶發出品質信號,並且顏色表明了該物種的健康狀況。

環境變遷下的安樂蜥:城市適應與入侵物種

安樂蜥不僅是研究顏色變化的理想模型,也是研究城市演化的理想模型。安樂蜥廣泛分佈於加勒比地區的城市和森林環境中,牠們專門適應氣候和物理結構轉變的不同微環境。城市棲息地往往更溫暖、更乾燥、更開放,並且以建築物和不透水表面為主,而不是植被,這為牠們反覆適應新的環境條件組合提供了絕佳的機會。換句話說,當這些蜥蜴在城市化地區定居和繁榮時,加勒比城市的城市化進程為研究適應性提供了一個可重複的自然實驗室。而且,不乏對城市具有耐受性和喜愛城市的安樂蜥物種可供選擇!

然而,安樂蜥也面臨著入侵物種的威脅。一項研究調查了古巴棕安樂蜥(*Anolis sagrei*)在其入侵和原生分佈區之間快速且大規模的形態演化信號。儘管研究人員發現入侵和原生棕安樂蜥之間在一些形態特徵上存在顯著差異,但該物種的形態變異在很大程度上在兩個族群之間重疊,並且在過去一個世紀中沒有發生顯著變化。這些結果表明,棕安樂蜥在佛羅里達州的入侵成功可能並非源於其古巴祖先的重大演化變化。

結論:多重因素驅動的顏色變化

總體而言,針對安樂蜥顏色變化的研究表明,這是一個受到多重因素驅動的複雜現象。體溫調節、社會信號和偽裝都可能在其中扮演角色,而環境因素(如溫度和緯度)以及個體因素(如身體狀況)也可能產生影響。社群科學和人工智慧的結合為研究這些複雜的生態和生理機制提供了新的途徑,並有望在未來揭示更多關於安樂蜥顏色變化之謎的答案。然而,研究人員也必須關注社群科學中開放數據的倫理問題,例如尊重私人財產權,避免對敏感物種造成不必要的干擾。

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原始資料來源: GO-AI-6號機 Date: December 1, 2025