斑馬是一種神奇的動物,它們和其它的馬不一樣,它們擁有與眾不同的「外衣」,這種「外衣」使得它格外地引人注目,這件「外衣」就是它們身上那黑白相間的條紋!
關於斑馬的黑白條紋有許多不同的說法,但是唯一的確定的一點是:它是有用的,因為物競天擇,適者生存,物種的進化都是趨向於生存的加強。那麼斑馬是如何進化成黑白條紋的?它們對掠食者有影響嗎?
趕昆蟲?
有一個關於斑馬條紋的說法是這種黑白相間的條紋可以用來驅趕昆蟲,根據2012年的一項研究,斑馬紋的主要目的是保護斑馬免受馬蠅叮咬。研究表示,深色容易吸引昆蟲是因為它們反射光的方式和水一樣,導致光波水平偏振。從白色顏料反射的光往往不偏振光,使其對蟲子的吸引力降低。在斑馬皮毛上的條紋中,偏振光和非偏振光可能會使昆蟲感到困惑,導致它們離開斑馬。
在研究中研究人員測試了不同類型的條紋來驗證這個想法。研究人員前往一個馬蠅出沒的農場,在那裡他們建立了不同角度和寬度的黑白條紋模型,從而改變了反射偏振光的方向。然後他們測試了黑色、棕色、白色或斑馬紋的馬模型,又追蹤了對蒼蠅的影響,結果發現斑馬身上的黑白條紋最能避免馬蠅的注意。這意味著斑馬進化出的條紋可能是為了抵禦攜帶疾病的昆蟲。但是想想看,斑馬大約在400萬年前進入非洲時才發展出白色條紋。在那之前,他們是黑的。那麼,如果在大約400萬年的時間裡斑馬長出白色條紋來阻止昆蟲叮咬,為什麼其他非洲羚羊物種沒有呢?其實到現在仍然有許多人會說這些條紋有助於阻止會咬人的飛蟲,在南部非洲有相當多的昆蟲。不過,如果你在禁獵區呆上一段時間,你會立刻注意到蒼蠅仍然會落在斑馬身上,所以說研究並不一定準確。
偽裝?
還有一種說法是起到「偽裝」作用,確實,斑馬條紋真的是一種非常有創意的偽裝方式。斑馬是群居動物,所以你總能找到一整群斑馬。從捕食者的角度來看,跟蹤一個群體的第一件事就是把一個個體從群體中隔離出來,這就是條紋出現的原因。從遠處觀察斑馬群,很難分辨出動物的區別。黑白條紋的混合確保你無法分辨動物的頭和尾。你看到的頭部很可能屬於你在右手邊看到的身體,和你在左手邊看到的身體一樣。對於一個局外人或捕食者來說,這一切都是非常令人困惑的。有趣的是,條紋也有助於識別彼此之間的個體。
至於為什麼是黑與白-,我認為黑白或許有助於提供最大的對比度,從而最大限度地混淆。但是同上,既然斑馬發展出條紋作為偽裝反應的一部分。如果條紋是有效的,為什麼其他物種不一樣?而且大多數非洲捕食者只會被運動所吸引,而不是顏色或圖案。既然斑馬的尾巴永遠不會停止移動,那麼在自己身上畫上條紋,然後不停地站著讓自己暴露出來,這就有點相互矛盾。而甚至有人認為,當斑馬被獅子(或其他獵物)追趕時,它們會成群結隊地逃走,這樣會導致大量的黑白條紋成群移動,導致眩暈,這種說法認為,這些飢餓的掠食者可能會被突然面對的龐大條紋弄糊塗,但是實際上這種狀況並不會發生。
其實了解條紋作用的關鍵是看看斑馬的歷史,事實上,它們大約在5000萬年前開始在北美作為馬科動物的一部分,而且是黑色的,就像99%的馬一樣。後來在某個時候,他們穿越了歐洲的一座陸橋,然後在大約400萬年前,進入非洲,在那裡他們開始發展出白色條紋。
那麼是什麼導致了斑馬外表的改變呢?
我們知道非洲有一個特點,那就是熱,如果你觀察非洲不同地方的斑馬,從中部到南部,你會注意到斑馬條紋的比例隨著地區溫度的變化而變化。
所以從本質上講,斑馬其實是為了緩和體溫,才會長出條紋。如果這些動物都是黑色的,它們就必須花更多的時間在陰涼處保持涼爽,如果它們都是白色的,那麼夜晚就會很難熬,因為溫度驟降了很多。而且更具體地說,天氣越暖和,斑馬身上的條紋就越多。
加州大學的生物學家布倫達·拉裡森和他的同事訪問了非洲16個斑馬種群,研究了它們的條紋圖案。研究小組測量了29種不同的環境因素,如土壤溼度、降雨量、攜帶疾病的採採蠅的流行率、獅子的分布等,並將它們插入計算機模型中,以查看哪些因素與斑馬的不同條紋圖案有關。最後研究人員得出結論,當空氣撞擊斑馬時,黑色部分的氣流更強更快,白色部分的氣流較慢。在這兩股相反的氣流交匯處,空氣中的小漩渦會旋轉起來,用來冷卻斑馬的皮膚。例如,有證據表明斑紋斑紋斑馬的皮膚溫度比同一地區的其他非斑紋哺乳動物低5.4華氏度。
因此,斑馬的白色條紋反射陽光,而黑色條紋吸收陽光白色條紋上方的空氣比黑色條紋上方的空氣更冷,因此空氣壓力存在微小差異。這種氣壓差會產生微氣流,並使斑馬的身體降溫。這對我們來說也很有趣,因為它可以幫助我們節約能源和創造一個可持續的環境。在日本有一座建築(仙臺的大和大廈),利用了所描述的黑白條紋之間的相互作用。這棟建築的內部溫度在夏天下降了5攝氏度,可以節省20%的能源。因此,建築物上黑白條紋的結合比只塗白色的建築物更能有效地降低室內溫度。
所以歸根結底,最符合條紋的作用就是溫度調節,這其實也是自然選擇的結果。這就像為什麼在大型貓科動物中,只有獵豹有不可伸縮的爪子?因為它們就像「跑鞋釘」,所以有助於「高速」追,為什麼地球上的生命有如此豐富的多樣性?就是因為自然選擇,也就是「適者生存」,而是「最不適者不生存」。