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对于斑马条纹的关注和研究,已经持续了大约150年,科学家们提出了各种假设,却始终没有定论。伪装、散热、驱虫,甚至社交功能等理论众说纷纭,其中最主流的两种为防止蚊虫叮咬说和控制温度说。
让马蝇眩目的黑白间条衫
加州大学戴维斯分校的蒂姆·卡罗(Tim Caro)和英国皇家学会大学生物科学学院研究员马丁·豪(Martin How)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马蝇等吸血寄生虫的叮咬。
斑马的毛,不仅比与之生活在同一地区的偶蹄类动物的毛短,而且比马蝇口器的长度短,这使得斑马成为马蝇最喜欢的攻击对象之一。
马蝇虽小,但是对于家畜来说是一种致命威胁。在非洲,马蝇会传播锥虫病和非洲马瘟等疾病,被感染的斑马死亡率很高。通过观察,卡罗和豪发现,斑马的黑白条会造成马蝇眩目,尤其是在马蝇准备着陆的关键时刻。
马蝇飞向斑马过程中,当距离由远至近到一个临界点时,条纹就会扰乱马蝇的视觉系统,让马蝇不得不放慢速度并最终放弃。
斑马条纹产生的视觉扰乱,会让马蝇以及其他捕食者产生错觉,类似于车轮效应和旋转灯箱错觉,即当车轮以一定速度旋转时,人们会错以为它在反转;而通常我们都认为理发馆灯箱是向上旋转的,但实际上它一直在水平转动。同理,当斑马移动时,马蝇和捕猎者们很容易产生错觉,而无法正确判断斑马的位置和前进方向。
研究者还发现,当给马穿上斑马条纹状的“外套”时,马被马蝇叮咬的情况大大下降。因此,斑马演化出条纹的驱动力,可能是避免马蝇叮咬的一种防御机制。
随身携带的温度调节器
博物学家艾莉森·科布(Alison Cobb)和动物学家史蒂芬·科布(Stephen Cobb),是一对长期生活在撒哈拉以南非洲的科学家夫妇,他们通过对斑马的实地观察,提出黑白条纹在调节温度中的独特作用。
他们认为,斑马黑白条之间,能够产生小规模的空气对流,有助于汗液的蒸发,是一种斑马特有的降温方式。长期观察收集到的证据显示,黑白间条之间的温差,随着温度的上升逐渐增大,黑白条纹间的温差可达到12摄氏度到15摄氏度,由此带来的空气流动加快了汗液的蒸发。
与此同时,斑马像所有其他马科动物一样,靠汗液蒸发进行降温,它们体内的一种蛋白质能够促进汗液从皮肤到毛发尖部运动,使得汗液泡沫化,增大其表面积,加速汗水蒸发达到降温的效果。
更重要的是,科布夫妇发现,斑马的黑色毛发能够竖立,而白色毛发始终保持贴合皮肤的状态。当黑白两色毛发温差较大时(通常是中午),竖立的黑色毛发能够将热量从皮肤传递到毛发尖,进行降温;而当两色毛发温差不大时(通常是早晚),竖起的黑色毛发能够减少热量损失。
斑马在其400万年的演化历程中,黑白条纹成为独特的标识。在非洲的特殊气候环境中,高温和捕猎者是它们生存面临的两大挑战,而越靠近赤道的斑马族群,其黑白条纹的对比度更高,黑色条纹的颜色也更深,降温和造成敌人眩目的效果也就更明显。对于我们来说,黑白间条让斑马在众多动物中显得与众不同,而对于斑马来说,这是它们得以生存的关键。