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斑馬為何“條紋控” 人類至今搞不懂

代小佩 發布時間: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。那麽(me) ,斑馬這身漂亮的條紋到底有什麽(me) 用?

此前,有人提出斑馬的條紋可以幫助它降溫。但近日英國《科學報告》雜誌官網發布的一項新研究顯示,條紋並不能幫助斑馬“降溫”。

其實關(guan) 於(yu) 斑馬條紋的作用,100多年前人們(men) 就展開了爭(zheng) 論,甚至連達爾文也曾參與(yu) 其中,但直到現在,依然眾(zhong) 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,到胚胎後期,黑色素的生成被抑製,才出現了白色條紋。2015年《皇家學會(hui) 開放科學》雜誌發表了一項研究,美國加州大學洛杉磯分校的生物學家布倫(lun) 達·拉爾鬆博士和同事在非洲共走訪了16群草原斑馬,並研究了其條紋圖樣。實驗表明,條紋與(yu) 溫度有著莫大的關(guan) 聯。具體(ti) 來說,溫暖環境中斑馬的條紋更多。

溫度為(wei) 什麽(me) 會(hui) 影響條紋呢?拉爾鬆博士猜測可能與(yu) “降溫氣旋”理論有關(guan) 。由於(yu) 黑色比白色更加吸熱,當風吹到斑馬身上時,氣流在黑色部分的運動更快更強,而在白色部分則較緩慢。這兩(liang) 股相反的氣流一旦交匯,就會(hui) 產(chan) 生小氣旋,有助於(yu) 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《科學報告》雜誌官網發布的新研究顯示,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個(ge) 裝滿水的金屬水桶上。在為(wei) 期4個(ge) 月的跟蹤調查中,研究人員將這些水桶放置在露天環境中,並持續監測中心溫度。結果發現,條紋並不能幫助斑馬“降溫”。

模糊視線防蚊蟲叮咬?

既然斑馬的條紋並不能幫助它降溫,那麽(me) 它們(men) 到底是用來幹嘛的呢?對此,科學家還提出了各種不同的解釋。

2012年,《實驗生物學期刊》發布了瑞典蘭(lan) 德大學演化生態學家艾克森等人的一項研究成果。該研究發現,虻科昆蟲會(hui) 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(yu) 純色相比,斑紋圖案對虻科昆蟲的吸引力更低。

2014年,一個(ge) 科學家團隊在《自然—通訊》雜誌上發表研究報告稱:“皮不夠糙”的斑馬在蒼蠅的口器麵前尤其脆弱,且蒼蠅身上攜帶的細菌也會(hui) 給它們(men) 帶來致命傷(shang) 害。蠅科昆蟲采采蠅(別稱舌蠅)是非洲吸血蟲,能傳(chuan) 播昏睡病和非洲錐蟲病等,它們(men) 利用物體(ti) 的光學特征來尋找食物和水。黑白條紋則可以幹擾采采蠅、馬蠅等昆蟲對光的感受。澳大利亞(ya) 昆士蘭(lan) 大學感知神經生物學家馬歇爾則認為(wei) ,條紋會(hui) 擾亂(luan) 昆蟲大腦,讓昆蟲們(men) 覺得這種表麵不易降落。

中國科學院動物研究所博士、中國科普作家協會(hui) 會(hui) 員張勁碩比較認同斑馬的條紋有利於(yu) “防蚊蟲叮咬”這一說法。他指出,條紋會(hui) 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。

保護色起偽(wei) 裝作用?

據資料顯示,曆史上曾出現過一些條紋不明顯的斑馬,由於(yu) 它們(men) 容易暴露在天敵麵前而更易遭到捕殺,在漫長的生物演化過程中逐漸被淘汰。據此,人們(men) 推測斑馬進化出條紋狀皮毛是為(wei) 了在高灌木中隱藏起來,這種像監獄號服的顏色或許能迷惑捕食者,在草原上起到偽(wei) 裝的作用。

某高校生物係教師肖靜指出:“動物的體(ti) 色一般就3種——保護色、警戒色、擬態,關(guan) 於(yu) 斑馬條紋的作用,最廣為(wei) 接受的還是保護色。”

由於(yu) 反射光線各不相同,條紋能夠模糊或分散斑馬身體(ti) 輪廓。昆士蘭(lan) 大學的科學家馬丁·郝說,斑馬的條紋樣式可以產(chan) 生一種視覺假象,在斑馬成群運動的時候這種迷惑性特別強大,能幫助斑馬在關(guan) 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(chan) 生視覺假象,讓它看起來比實際更加高大。

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

天然“條形碼”便於(yu) 識別?

世界上現存的斑馬有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,主要區別在於(yu) 條紋的多少、粗細、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,成了斑馬獨特的身份標識。

有研究者認為(wei) ,“條形碼識別”對於(yu) 斑馬來說很重要,通過相互觀察條紋,斑馬可以認出彼此以及它們(men) 的家人。據外媒報道,曾有一位攝影師在肯尼亞(ya) 大草原上拍攝到了一隻長相特殊的斑馬。這隻斑馬身上除了長著黑白條紋外,還長出了白色的斑點,也許是因為(wei) 長得過於(yu) 與(yu) 眾(zhong) 不同,它遭到了同伴的排擠。該攝影師稱,這隻特殊的斑馬總是形單影隻,從(cong) 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。達爾文曾寫(xie) 道:一隻母斑馬不會(hui) 接受一隻公驢的求愛,除非那隻公驢被塗上條紋,看上去像一隻斑馬。但也有人質疑這種看法,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(hui) 用其他方式來識別彼此,比如身上的氣味,或者它們(men) 發出的聲音。

馬丁·郝也認可條紋有明顯的社會(hui) 功能。“但是,也有可能條紋的出現是有其他用處的,社會(hui) 功能隨後才出現。”他說。

斑馬小名片

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

格氏斑馬的條紋光滑、細密、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(wei) 細密,隻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(yu) 其它斑馬均不相同,條紋數目較少,中間是細橫紋,兩(liang) 邊夾著粗大的縱紋,被稱為(wei) “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(liang) 邊大致相接。普通斑馬亞(ya) 種的條紋較為(wei) 複雜,有的在兩(liang) 個(ge) 較粗的黑白條紋之間還有細的淺褐色隱紋,有的則沒有。

(責編: 郭爽)

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