科学家研究斑马的意义是什么?
令人眼花缭乱的黑白条纹衬衫
加州大学戴维斯分校的蒂姆·卡罗(Tim Caro)和皇家社会大学生物科学学院的研究员马丁·豪(Martin How)利用视频分析技术进行研究。他们认为斑马条纹的主要目的是避免吸血寄生虫如马蝇的叮咬。
斑马的毛发不仅比生活在同一地区的偶蹄类动物短,而且比马蝇的口器长度还短,这使得斑马成为马蝇最喜欢的攻击目标之一。
虽然马蝇很小,但对家畜来说却是致命的威胁。在非洲,马蝇可以传播锥虫病、非洲马瘟等疾病,被感染的斑马死亡率很高。卡罗和豪通过观察发现,斑马的黑白条纹会让马蝇眼花缭乱,尤其是在马蝇准备着陆的关键时刻。
当马蝇飞向斑马时,当距离由远到近达到一个临界点时,条纹会扰乱马蝇的视觉系统,使马蝇不得不减速,最终放弃。
斑马条纹造成的视觉干扰会让马蝇等捕食者产生错觉,类似于车轮效应和旋转灯箱的错觉,即当车轮以一定速度旋转时,人们会误以为是在倒车;通常我们以为理发店的灯箱是向上旋转的,其实一直是水平旋转的。同样,斑马移动时,马蝇和猎人也容易产生错觉,无法正确判断斑马的位置和方向。
研究人员还发现,当马穿着斑马条纹的“外套”时,马被马蝇咬伤的情况大大减少。所以斑马进化出了条纹的驱动力,这可能是避免马蝇叮咬的一种防御机制。
便携式恒温器
自然学家艾莉森·科布(Alison Cobb)和动物学家斯蒂芬·科布(Stephen Cobb)是一对长期生活在撒哈拉以南非洲的科学家。他们通过对斑马的实地观察,提出了黑白条纹在调节温度方面的独特作用。
他们认为斑马的黑白条纹之间可以产生小规模的空气对流,有助于汗液的蒸发,是斑马特有的降温方式。长期观察收集到的证据表明,随着温度的升高,黑白条纹间的温差逐渐增大,黑白条纹间的温差可达12摄氏度至15摄氏度,由此产生的气流加速了汗液的蒸发。
同时,斑马和其他所有的马一样,都是靠汗液蒸发来降温的。他们体内的一种蛋白质可以促进汗液从皮肤移动到发梢,使汗液发泡,增加其表面积,加速汗液蒸发,达到降温的效果。
更重要的是,考布斯夫妇发现斑马的黑色毛发可以直立,而白色毛发总是紧贴皮肤。当黑白头发温差较大时(一般在中午),直立的黑发可以将皮肤的热量传递到发梢降温;当两种颜色的头发温差不大时(一般是早晚),竖起来的黑发可以减少热量流失。
在斑马四百万年的进化过程中,黑白条纹已经成为一种独特的象征。在非洲的特殊气候中,高温和猎人是它们生存的两大挑战。越靠近赤道,黑白条纹的对比度越高,黑条纹的颜色越深,对敌人的降温和炫目效果越明显。对我们来说,黑白条纹让斑马在众多动物中脱颖而出,但对斑马来说,这是它们生存的关键。