为什么斑马有黑白条纹,斑马身上为什么有黑白条
从事这项研究的Tim Caro教授和Martin How博士的团队使用视频分析技术,使用马蝇等昆虫、斑马以及无条纹的马进行了实验。
【环球网综合报道】据日本GIGAZINE新闻网2月21日报道,150多年来,一直困扰着科学家们的一个谜题就是“为什么斑马有黑白条纹?”其中,提出了“为了避免捕食者”、“为了有效控制体温”、“为了社会机能”等好几种假设,但至今为止尚未得出结论。日前来自英国布里斯托尔大学和加利福尼亚大学戴维斯分校的科学家们也对此展开了调查,并追加了“是为了避开吸血寄生虫”这一新解释。
从事这项研究的Tim Caro教授和Martin How博士的团队使用视频分析技术,使用马蝇等昆虫、斑马以及无条纹的马进行了实验。Caro教授在2014年论文中指出,斑马和腿上有条纹图案的马栖息在马蝇较多的地区。另外,也有研究者认为,这种马蝇很难附着在有条纹的皮肤上。
对拍摄的影像进行分析后发现,马蝇可接近斑马,但成功“着陆”的可能性比较小。据说,马蝇在接近斑马时,似乎只是飞过斑马条纹或碰到它们,与没有条纹的马相比,吸血的成功率只有四分之一。关于这个理由,研究人员认为条纹形状会妨碍马蝇的视觉系统。虽然马蝇可以接近斑马,但是当它们用低分辨率的眼睛看到条纹时,条纹可能会以某种方式使马蝇眩晕。
另外,给没有条纹的马套上带有条纹的外套后,对马蝇的抵抗力也有所增加。
研究者们表示,马蝇在接近穿有条纹外罩的马时并没有减速,而是盘旋经过或者撞到马的样子。虽然具体原因尚不清楚,但研究人员认为有“马蝇把条纹的黑色部分错认为是树,企图通过树与树之间的白色部分”的可能以及“误认为是物体横穿马蝇的视野”的可能。
来自美国明尼苏达州大学的Paloma Gonzalez-Bellido对昆虫视觉的研究表示赞同,与后者的观点一致,提到乌贼也同样为破坏捕食者的视觉制造出条纹。由于隐蔽效果,条纹的“粗细”和“方向不均匀”很重要,Caro教授今后将考虑准备使用改变粗细和方向图案的外套,观察马蝇的行动是否发生变化。
不过,对于制作马术产品的企业,Caro教授表示“首先需要进行研究,希望不要盲目地制作只适合骑士穿的条纹服装”。应该穿带斑纹的衣服来防蚊吗?对于这样的问题,Caro教授在开场白就说道:“在研究结果出来之前,评论需慎重,目前还没有得到验证。”他表示“条纹T恤也许能很好地发挥作用”。(实习编译:史倩 审稿:王欢)
斑马为什么是黑白条纹?
斑马的条纹实际上是一种适应环境的保护色。在阳光或月光的照片下,由于斑马身上的黑白颜色吸收和反射光线的不同,能破坏和分散它身形的轮廓,远远看过去很难与周围环境区分开来。如果它站着不动,就是距离很近也很难发现它。这样可以减少被猛兽侵害的机会。这种保护色是长期自然选择的结果,那些条纹不明显的斑马逐渐被猛兽吃掉,条纹显著的就被保存下来,一代一代的遗传下来,就成了现在这样斑纹分明的斑马了。斑马身上条纹的宽窄与种类有关,美丽的条纹也可以为同种之间相识的标记。斑马为何身披黑白相间的条纹?
斑马现存有三种:平原斑马、山斑马和细纹斑马,它们均生活在非洲,而且有着独特的黑白相间的条纹。一般动物的体色和花纹都是使动物更好地融入环境,而斑马的条纹却反其道而行之,令它们在环境中非常显眼。那么这种条纹是如何演化形成的,又有什么作用?
150多年来,科学家对斑马条纹的形成与作用一直感到困惑。一个又一个的假说被提出,但接着又都被驳斥了。一些科学家认为黑白条纹是伪装色,这种条纹使斑马轮廓模糊,使其看起来像树枝,类似的老虎条纹也是这种作用。但事实显然并非如此,来自卡尔加里大学的阿曼达·梅林最近研究发现,斑马的两大天敌狮子和斑鬣狗都主要靠嗅觉寻找猎物,它们的视力都不怎么好。在狮子和斑鬣狗眼里,斑马远看和其他动物没什么区别,都是一团灰色,狮子离斑马80米才能辨认出条纹,斑鬣狗要48米才可以。
另一个假说认为,黑色比白色吸热,当斑马暴露于阳光之下,黑色条纹区域比白色条纹区域吸热多、温度也高,因此形成了微循环气流,有助于斑马体表的汗液蒸发,使斑马感到更凉快。但是实验表明,披着斑马皮的水桶升温的速度与披着普通马皮的一样,因此这一假说也被否定了。
蒂姆·卡罗是加利福尼亚大学戴维斯分校的一名生物学家,他的研究团队最近进行了一项研究,认为斑马的条纹是为防范吸血苍蝇进化来的。斑马似乎受到了吸血苍蝇的双重诅咒。一方面,斑马的毛比羚羊等短得多,更容易受到吸血苍蝇的叮咬。另一方面,斑马特别容易受吸血苍蝇传播的疾病困扰,包括锥虫病、马瘟和非洲马瘟,这些病都是由马蝇和采采蝇传播的,而且都很要命。
蒂姆·卡罗的团队发现,黑白条纹对斑马躲开吸血苍蝇有所帮助。2014年,卡罗和他的同事们发现,有条纹的马科动物——包括三种斑马和腿上有细纹的非洲野驴,都生活在马蝇很多的地区。很多科学家已经证明,吸血苍蝇很难在条纹表面上着陆。
通过观察和拍摄马厩的普通马和斑马,该团队证实,马蝇很难降落到斑马身上。苍蝇找到斑马或接近它们没有任何问题,但就是无法降落。当他们在普通马上套上条纹外套后,该团队发现了同样的趋势。同一只动物披上条纹后就变得对苍蝇具有抵抗力了,只有它们未被覆盖的头部除外。通体一色的外套没有抵抗苍蝇的效果,只有条纹才能令苍蝇找不到地方着陆。
当放慢速度观看视频时,研究人员发现苍蝇在降落到条纹上时根本没有减速,它们要么错过并超过斑马,要么撞上去并弹回来。
为什么斑马的条纹能防范苍蝇呢?科学家提出了两种可能的解释。第一种是苍蝇把黑色条纹当成了树枝,试图从中间穿过去,结果只能是撞上白色条纹。
第二种解释是条纹破坏了苍蝇视野里的光流。苍蝇是以自己为参考系,感觉上以为物体移动着穿过自己的视野,以此测量它们自身的速度及其与附近物体的距离。研究昆虫视觉的明尼苏达大学女学者帕洛马·冈萨雷斯-贝利多赞成这种观点。她指出,最关键的是斑马条纹的宽度和方向均不太一致,无论苍蝇想顺着条纹飞还是横穿过它们,都会感到眼花缭乱。
文章评论