斑马条纹有啥用

2018-02-26 01:55
发明与创新 2018年33期
关键词:斑马条纹降温

要说世界上哪种动物的皮毛比较有特色,有着黑白相间条纹的斑马可以算是其中之一。那么,斑马这身漂亮的条纹到底有什么用?

此前,有人提出斑马的条纹可以帮助它降温。但近日英国《科学报告》杂志官网发布的一项新研究显示,条纹并不能帮助斑马“降温”。

其实关于斑马条纹的作用,100多年前人们就展开了争论,甚至连达尔文也曾参与其中,但直到现在,依然众说纷纭。

形成气旋帮助降温?

所有哺乳动物的毛发颜色都由黑色素生成细胞决定,美国阿拉巴马州哈森阿尔法生物技术研究院遗传学家格雷·戈巴什说,这种黑色素细胞位于控制皮肤颜色的毛囊之间。

实际上,在胚胎早期,斑马是全黑色的,到胚胎后期,黑色素的生成被抑制,才出现了白色条纹。2015年,《皇家学会开放科学》杂志发表了一项研究,美国加州大学洛杉矶分校的生物学家布伦达·拉尔松博士和同事在非洲共观察了16群草原斑马,并研究了其条纹图样。实验表明,条纹与温度有着莫大的关联。具体来说,温暖环境中斑马的条纹更多。

温度为什么会影响条纹呢?拉尔松博士猜测可能与“降温气旋”理论有关。由于黑色比白色更加吸热,当风吹到斑马身上时,气流在黑色部分的运动更快更强,而在白色部分则较缓慢。这两股相反的气流一旦交汇,就会产生小气旋,有助于斑马表皮降温。因此,在温度越高的地方生活的斑马身上的条纹就越多。

不过,在《科学报告》杂志官网发布的新研究显示,研究人员通过实验否定了这种推测。该研究团队分别将黑白灰3种颜色的马皮、牛皮以及条纹式样的斑马毛皮覆盖在数个装满水的金属水桶上。在为期4个月的跟踪调查中,研究人员将这些水桶放置于露天环境,并持续监测中心温度。结果发现,条纹并不能帮助斑马“降温”。

模糊视线防蚊虫叮咬?

马类全年都会饱受苍蝇叮咬之苦,而有研究已经证明,斑马黑白相间的条纹能够干扰苍蝇视线。

2012年,《实验生物学杂志》发布了瑞典兰德大学演化生态学家艾克森等人的一项研究成果。该研究发现,虻科昆虫会比较喜欢纯色反射的整齐光谱模式,而斑纹图案反射回的是多种光图样。因此,与纯色相比,斑纹图案对虻科昆虫的吸引力更低。

2014年,一个科学家团队在《自然·通讯》杂志上发表研究报告称,“皮不够糙”的斑马在苍蝇的口器面前尤其脆弱,且苍蝇身上携带的细菌也会给它们带来致命伤害。蝇科昆虫采采蝇(别称舌蝇)是非洲吸血虫,能传播昏睡病和非洲锥虫病等,它们利用物体的光学特征来寻找食物和水。黑白条纹则可以干扰采采蝇、马蝇等昆虫对光的感受。澳大利亚昆士兰大学感知神经生物学家马歇尔则认为,条纹会扰乱昆虫大脑,让昆虫们觉得这种表面不易降落。

图/东方IC

中科院动物研究所博士、中国科普作家协会会员张劲硕比较认同斑马的条纹有利于“防蚊虫叮咬”这一说法。他指出,条纹会影响偏振光,模糊昆虫的视线。

保护色起伪装作用?

人们一直认为当斑马在奔跑时,条纹会产生一种光学错觉,天敌们很难判断猎物的实际速度和动向,使捕食变得更困难。也就是说,条纹起到了保护斑马的作用。据说当斑马集结成群时,条纹所带来的益处最为明显,这一理论也被广泛用于军事上,在两次世界大战时,许多战船战车都被涂上了复杂的颜色和图案,意图迷惑敌军。

但剑桥大学的专家却表示,斑马的条纹并不是如人们所认知的那样起到隐蔽和保护作用,反而是条纹颜色较深的斑马更容易受到狮子和猎豹等天敌捕食。

专家们请了60位志愿者来帮助完成了一项实验。志愿者们的任务是玩一个电脑游戏,当屏幕中有图案闪过时,要迅速点击“抓捕”图案。一些图案是全灰的,其他则是黑白条纹的,有时是几个图案同时出现,试图模仿捕猎过程中看到斑马和灰马一起出现的情况。

实验证明,当只有一个图案出现时,黑白条纹的图案很容易被“捕获”,反而是全灰的图案不易被“抓捕”;而当多个图案同时出现时,黑白条纹的图案总是被更快“抓获”。

研究人员安娜·休斯说道:“令人惊讶的是,我们发现当数个目标同时出现时,斑马的黑白条纹并没有为其带来任何益处,和我们先前预测的条纹在某种场景下一定会发挥作用背道而驰。”

达尔文也曾表示,在南非开阔的平原上,黑白条纹起不到任何保护作用。张劲硕也称,条纹可以起保护作用这种解释比较牵强,“如果为了在草原上寻求保护,那应该长黄色或是绿色条纹”。

天然“条形码”便于识别?

世界上现存的斑马有三种:山斑马、草原斑马和格氏斑马。每种斑马的条纹都不一样,主要区别在于条纹的多少、粗细、分布和颜色的深浅。就好像人类的肤色和指纹一样,黑白条纹仿佛是自然界赐给斑马的“条形码”,成了斑马独特的身份标识。

有研究者认为,“条形码”对于斑马来说很重要,通过相互观察条纹,斑马可以认出彼此以及它们的家人。据外媒报道,曾有一位摄影师在肯尼亚大草原上拍摄到了一匹长相特殊的斑马。它身上除了长着黑白条纹外,还长出了白色的斑点,也许是因为长得过于与众不同,它遭到了同伴的排挤。该摄影师称,这匹特殊的斑马总是形单影只,从不和斑马群待在一起,而且一旦有人接近,脾气就变得非常暴躁。

在斑马的求偶期,条纹也起着重要的识别作用。达尔文曾写道:一匹母斑马不会接受一头公驴的求爱,除非那头公驴被涂上条纹,看上去像一匹斑马。但也有人质疑这种看法,毕竟,无论是雌性斑马还是雄性斑马身上都有黑白条纹。此外,斑马也会用其他方式来识别彼此,比如身上的气味,或者它们发出的声音。

澳大利亚昆士兰大学的科学家马丁·郝也认可条纹有明显的社会功能。“但是,也有可能条纹的出现是有其他用处的,社会功能随后才出现。”(据《科技日报》、环球网)

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