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斑馬為何“條紋控” 人類至今搞不懂

代小佩 發(fā)布時間:2018-07-20 09:20:00來源: 科技日報

要說世界上哪種動物的皮毛比較有特色,有著黑白相間條紋的斑馬可以算是其中之一。那么,斑馬這身漂亮的條紋到底有什么用?

此前,有人提出斑馬的條紋可以幫助它降溫。但近日英國《科學(xué)報告》雜志官網(wǎng)發(fā)布的一項新研究顯示,條紋并不能幫助斑馬“降溫”。

其實關(guān)于斑馬條紋的作用,100多年前人們就展開了爭論,甚至連達(dá)爾文也曾參與其中,但直到現(xiàn)在,依然眾說紛紜。

形成氣旋幫助降溫?

實際上,在胚胎早期,斑馬是全黑色的,到胚胎后期,黑色素的生成被抑制,才出現(xiàn)了白色條紋。2015年《皇家學(xué)會開放科學(xué)》雜志發(fā)表了一項研究,美國加州大學(xué)洛杉磯分校的生物學(xué)家布倫達(dá)·拉爾松博士和同事在非洲共走訪了16群草原斑馬,并研究了其條紋圖樣。實驗表明,條紋與溫度有著莫大的關(guān)聯(lián)。具體來說,溫暖環(huán)境中斑馬的條紋更多。

溫度為什么會影響條紋呢?拉爾松博士猜測可能與“降溫氣旋”理論有關(guān)。由于黑色比白色更加吸熱,當(dāng)風(fēng)吹到斑馬身上時,氣流在黑色部分的運(yùn)動更快更強(qiáng),而在白色部分則較緩慢。這兩股相反的氣流一旦交匯,就會產(chǎn)生小氣旋,有助于斑馬表皮降溫。因此在溫度越高的地方生活的斑馬身上的條紋就越多。

不過,在《科學(xué)報告》雜志官網(wǎng)發(fā)布的新研究顯示,研究人員通過實驗否定了這種推測。該研究團(tuán)隊分別將黑白灰3種顏色的馬皮、牛皮以及條紋式樣的斑馬毛皮覆蓋在數(shù)個裝滿水的金屬水桶上。在為期4個月的跟蹤調(diào)查中,研究人員將這些水桶放置在露天環(huán)境中,并持續(xù)監(jiān)測中心溫度。結(jié)果發(fā)現(xiàn),條紋并不能幫助斑馬“降溫”。

模糊視線防蚊蟲叮咬?

既然斑馬的條紋并不能幫助它降溫,那么它們到底是用來干嘛的呢?對此,科學(xué)家還提出了各種不同的解釋。

2012年,《實驗生物學(xué)期刊》發(fā)布了瑞典蘭德大學(xué)演化生態(tài)學(xué)家艾克森等人的一項研究成果。該研究發(fā)現(xiàn),虻科昆蟲會比較喜歡純色反射的整齊的光譜模式,而斑紋圖案反射回的是多種光圖樣。因此,與純色相比,斑紋圖案對虻科昆蟲的吸引力更低。

2014年,一個科學(xué)家團(tuán)隊在《自然—通訊》雜志上發(fā)表研究報告稱:“皮不夠糙”的斑馬在蒼蠅的口器面前尤其脆弱,且蒼蠅身上攜帶的細(xì)菌也會給它們帶來致命傷害。蠅科昆蟲采采蠅(別稱舌蠅)是非洲吸血蟲,能傳播昏睡病和非洲錐蟲病等,它們利用物體的光學(xué)特征來尋找食物和水。黑白條紋則可以干擾采采蠅、馬蠅等昆蟲對光的感受。澳大利亞昆士蘭大學(xué)感知神經(jīng)生物學(xué)家馬歇爾則認(rèn)為,條紋會擾亂昆蟲大腦,讓昆蟲們覺得這種表面不易降落。

中國科學(xué)院動物研究所博士、中國科普作家協(xié)會會員張勁碩比較認(rèn)同斑馬的條紋有利于“防蚊蟲叮咬”這一說法。他指出,條紋會影響偏振光,模糊昆蟲的視線。但中科院物理研究所研究員汪力卻表示,說條紋能影響偏振光不夠科學(xué)。

保護(hù)色起偽裝作用?

據(jù)資料顯示,歷史上曾出現(xiàn)過一些條紋不明顯的斑馬,由于它們?nèi)菀妆┞对谔鞌趁媲岸自獾讲稓?,在漫長的生物演化過程中逐漸被淘汰。據(jù)此,人們推測斑馬進(jìn)化出條紋狀皮毛是為了在高灌木中隱藏起來,這種像監(jiān)獄號服的顏色或許能迷惑捕食者,在草原上起到偽裝的作用。

某高校生物系教師肖靜指出:“動物的體色一般就3種——保護(hù)色、警戒色、擬態(tài),關(guān)于斑馬條紋的作用,最廣為接受的還是保護(hù)色。”

由于反射光線各不相同,條紋能夠模糊或分散斑馬身體輪廓。昆士蘭大學(xué)的科學(xué)家馬丁·郝說,斑馬的條紋樣式可以產(chǎn)生一種視覺假象,在斑馬成群運(yùn)動的時候這種迷惑性特別強(qiáng)大,能幫助斑馬在關(guān)鍵時刻逃離食肉動物的魔爪。此外,還有人稱斑馬的條紋可產(chǎn)生視覺假象,讓它看起來比實際更加高大。

不過,達(dá)爾文曾表示,在南非開闊的平原上,黑白條紋起不到任何保護(hù)作用。張勁碩也在采訪中稱,條紋可以起保護(hù)作用這種解釋比較牽強(qiáng),“如果為了在草原上尋求保護(hù),那應(yīng)該長黃色或是綠色條紋?!?/p>

天然“條形碼”便于識別?

世界上現(xiàn)存的斑馬有3種:山斑馬、草原斑馬和格氏斑馬。每種斑馬的條紋都不一樣,主要區(qū)別在于條紋的多少、粗細(xì)、分布和顏色的深淺。就好像人類的膚色和指紋一樣,黑白條紋仿佛是自然界賜給斑馬的條形碼,成了斑馬獨(dú)特的身份標(biāo)識。

有研究者認(rèn)為,“條形碼識別”對于斑馬來說很重要,通過相互觀察條紋,斑馬可以認(rèn)出彼此以及它們的家人。據(jù)外媒報道,曾有一位攝影師在肯尼亞大草原上拍攝到了一只長相特殊的斑馬。這只斑馬身上除了長著黑白條紋外,還長出了白色的斑點(diǎn),也許是因為長得過于與眾不同,它遭到了同伴的排擠。該攝影師稱,這只特殊的斑馬總是形單影只,從不和斑馬群呆在一起,而且一旦有人接近,脾氣就變得非常暴躁。

在斑馬的求偶期,條紋也起著重要的識別作用。達(dá)爾文曾寫道:一只母斑馬不會接受一只公驢的求愛,除非那只公驢被涂上條紋,看上去像一只斑馬。但也有人質(zhì)疑這種看法,畢竟,無論是雌性斑馬還是雄性斑馬身上都有黑白條紋。此外,斑馬也會用其他方式來識別彼此,比如身上的氣味,或者它們發(fā)出的聲音。

馬丁·郝也認(rèn)可條紋有明顯的社會功能?!暗?,也有可能條紋的出現(xiàn)是有其他用處的,社會功能隨后才出現(xiàn)?!彼f。

斑馬小名片

斑馬在分類學(xué)上隸屬哺乳綱、奇蹄目、馬科、馬屬。斑馬類均生活在非洲草原,在外形上與驢類更加接近。世界上現(xiàn)存的斑馬有3種,即格氏斑馬、山斑馬和草原斑馬,它們在體型大小、條紋圖案等方面都有所不同,其地理分布、生活環(huán)境和生態(tài)習(xí)性也有較大的差異。在100多年以前,非洲還有另外兩種很少有人知道的擬斑馬和雅斑馬。由于人類大量捕殺,這兩種斑馬已在19世紀(jì)相繼滅絕了。

格氏斑馬的條紋光滑、細(xì)密、整齊而美觀,它的脊背上有一條很寬的縱紋,四肢上也有清晰的條紋且更為細(xì)密,只有胸部和腹部是潔白的。山斑馬身上的花紋也很特殊,特別是臀部上端與其它斑馬均不相同,條紋數(shù)目較少,中間是細(xì)橫紋,兩邊夾著粗大的縱紋,被稱為“格狀紋”,腹部則呈白色。草原斑馬身上的橫紋一直延伸到腹部,像腰帶一樣,兩邊大致相接。普通斑馬亞種的條紋較為復(fù)雜,有的在兩個較粗的黑白條紋之間還有細(xì)的淺褐色隱紋,有的則沒有。

(責(zé)編: 郭爽)

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