鱼类的变色原理

发表时间:2022/01/06 08:55:10  来源:日月映沧澜  浏览次数:15569  
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几乎所有的鱼类,其颜色都不是一成不变的,而是会随着环境、心情和摄食的东西等外在因素而发生一定的改变。

例如鳚鱼就能随着环境把体表变成黄色、绿色和红色,石斑鱼也能从红色变成绿色或者深褐色。这些是属于能够较大尺度变色的鱼类。


鱼类的变色原理

鳚鱼

另外还有一些常见的草鱼、鳙鱼和罗非等鱼类,虽然不能五彩斑斓地改变自身的颜色,但也会随着环境的变化使得自身的体色进行一定程度的微调,如草鱼会从本来的青绿色变成偏黄,罗非鱼可以从本来的青黑相间,变成纯黑色或者是黄白色。

而鱼类能够使得体色发生改变的原因,则主要是因为其鳞片和皮肤中的色素细胞在发挥着作用。

色素细胞与色素体

鱼类的变色原理

色素细胞

鱼类的鳞片以及皮肤中的真皮层和表皮层都含有色素细胞,而不同的色素细胞中含有不同类型的色素体,这些色素体选择性地吸收特定的关波,同时反射其余光波使得皮肤和鳞片呈现出不同的颜色。

对于鱼体来说,主要的色素细胞有黑色素细胞、黄色素细胞、红色素细胞和虹彩色素细胞等,对应着的,是不同类型的色素体和不同类型的体色。

鱼类的变色原理

在鱼类的生长发育和环境变化的时候,鱼类的体色会随之而发生改变,而这种改变是分为形态学改变和生理学改变。

形态学的体色变化是表皮层皮肤中的色素细胞的迁移和色素颗粒的数量发生变化,是一个缓慢而长期的过程。

而生理学的体色变化则是发生在真皮层中的色素细胞的迁移和色素颗粒的数量变化,是一个快速的变化过程。

变色的原理

无论是形态学的变化,还是生理学的变化,都是通过激素调节或者是神经调节,来使得皮肤和鳞片上的色素细胞发生迁移运动来改变体色。

色素细胞运动是色素颗粒在细胞内沿树突延伸、扩散使鱼体呈现深色; 反之, 顺树突聚集于细胞中心, 鱼体呈现白色。而运输色素颗粒的“马达”分子是细胞内的一种蛋白, 它能够水解能量分子 ATP, 发生构形改变, 从而驱动色素颗粒沿着微管运动。色素颗粒的聚集或扩散与细胞内的Ca2+和 cAMP 有关。——《鱼类体色成因及调控研究进展》,2014年,《海洋科学》杂志

硬骨鱼类生理学体色变化是由皮肤色素细胞色素颗粒聚集或发散引起的, 直接由内分泌系统和交感神经系统调控, 而软骨鱼类体色则主要由激素调节控制。

鱼类的变色原理

目前在神经调节方面研究较多的是肾上腺素和乙酰胆碱对色素细胞的作用。肾上腺素能够引起色素颗粒的聚集, 而乙酰胆碱作用正好相反。

激素调节主要涉及黑色素聚集素和黑色素细胞刺激素。前者引起黑色素聚集,后者则引起黑色素扩散, 由脑垂体分泌。

引起体色改变的三大因素

总的来说,引起鱼体发生体色变化的主要因素有三个:遗传基因、营养因素和环境变化


遗传基因

在这三个影响因素中,最核心的因素是遗传基因。体色从根本上是由遗传所决定的,而内分泌系统通过分泌不同的激素,可以在一定程度上调节体色的变化,但这个程度是在基因的决定范围内。

一些可以拥有五彩斑斓的颜色变化的鱼类,其根本上是因为其遗传基因决定了它们具备了各种类型的色素细胞,因而才可以通过神经和激素调节,使得某些色素细胞内的色素体扩散而显色,同时另一些色素细胞的色素体聚集而不显色,才能实现体色的变化。

鱼类的变色原理

而一些仅能进行较小范围变色的鱼类,则是因为其具有的色素细胞并不是全品类的,如缺少了黑色素细胞,就没法显现黑色和褐色,少了红色素细胞,就不能呈现红色和橙色。


营养因素

在色素细胞中,真正发挥显色作用的是其含有的色素颗粒,而除了黑色素之外,大多数的色素颗粒都是类胡萝卜素,而类胡萝卜素机体自身是无法合成的,只能通过摄食来获取,因此,食物中的是否含有类胡萝卜素,是其能否正常显色的关键。

一般来说,对于颜色有特殊要求的鱼类,会在饲料中添加特定的类胡萝卜素,从而帮助鱼体显色,典型的案例是黄颡鱼。黄颡鱼的饲料中一般会添加叶黄素等黄色型的色素,从而保证鱼体显黄色,如果是一些没有吃黄颡鱼专门饲料长大的鱼,其体色很难保持金黄色,而是会偏黑褐色,这代表其摄食的食物中缺乏了类胡萝卜素。

鱼类的变色原理

除此之外,饲料中的蛋白质、脂肪和维生素的含量也会对色素细胞正常显色有很大的影响。

色素是脂溶性物质,需要与脂蛋白复合才能被正常转运,因而饲料中合适的蛋白质和脂肪的含量,有利于机体对色素的吸收和沉积。

同时,色素是一种抗氧化剂,在机体内能起到保护机体妙手氧自由基的氧化损伤,但在这个保护的过程中,也会对色素产生消耗。因此,在饲料中添加足够的维生素C和维生素E,能够替代色素进行抗氧化作用,增加色素在机体内的沉积。

营养因素引起的变色,属于发生在表皮层的形态学的改变,属于长期而缓慢的变化过程,主要是影响色素颗粒的吸收和沉积。


环境因素

一些环境的突发改变,如光照、水色等,也会影响鱼体色的变化。鱼类为了应对环境的变化,或者是为了躲避敌害等天性的作用下,会通过神经或者是激素进行调节,使得机体的色素细胞快速发生应答,从而改变体色。

而环境突变引起的体色变化,一般都是属于发生在真皮层的生理性变色,是一种快速的变化过程。

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