斑馬斑馬,條紋到底干嘛用?

注:該文內(nèi)容主要引用自相關(guān)科研報(bào)告(詳見文末資料來源),僅作信息分享使用,并不完全代表WWF方觀點(diǎn)。
我們自幼就知道斑馬是有“黑白相間”條紋的,也許有人曾經(jīng)有過這樣的困惑:斑馬究竟是帶有黑色條紋的白馬,還是帶有白色條紋的黑馬?
一個(gè)小訣竅是,看看“小”斑馬。因?yàn)樵诎唏R胚胎發(fā)育初期是全黑的,隨著胚胎逐漸發(fā)育長(zhǎng)大,才開始出現(xiàn)白色條紋,所以斑馬應(yīng)該算作帶有白色條紋的黑馬。

開普山斑馬-指名亞種(Equss zebra zebra), 南非 © Peter Chadwick / WWF
在過去一百五十多年里,生物學(xué)家與科學(xué)家們一直在思考斑馬身上為什么會(huì)有條紋?這樣的條紋具備什么樣的功能?人們因此產(chǎn)生了許多假說。
有人認(rèn)為這樣的條紋可以幫助斑馬偽裝自己從而避開天敵,有人認(rèn)為這是警示或迷惑捕食者的一種防御機(jī)制,也有人認(rèn)為這在向其他同伴發(fā)出信號(hào)、調(diào)節(jié)體溫保持涼爽、避免蟲子叮咬等。
到現(xiàn)在,其實(shí)只有最后一種假說能經(jīng)得起推敲。今天國(guó)際斑馬日之際,與熊貓君一起了解下這身黑白條紋裝的奧秘吧~
黑白條紋裝并不能偽裝自身
在這些個(gè)假說中,偽裝自己避開天敵是首個(gè)被人們關(guān)注的點(diǎn),維多利亞時(shí)代的一些偉大的生物學(xué)家也曾就這個(gè)問題進(jìn)行過討論。
例如,華萊士(Wallace AD)曾表示,根據(jù)在棲息地的實(shí)地觀察,黑白相間的條紋在黃昏時(shí)會(huì)“融合”在一起,呈現(xiàn)出一種灰色的色調(diào),所以在不遠(yuǎn)的地方很難發(fā)現(xiàn)牠們[1]。
達(dá)爾文(Darwin CR)則表示,斑馬身上的條紋很明顯,無法在南非開闊平原上為斑馬提供任何保護(hù)[2]。
也有觀點(diǎn)認(rèn)為,雖然條紋對(duì)身體輪廓有一定干擾作用,但斑馬在白天的大多數(shù)開闊地帶仍會(huì)非常顯眼,只有在漸濃的暮色下,眼睛的分辨能力減弱,斑馬才會(huì)變得神秘莫測(cè),這也是最為普遍的一種觀點(diǎn)[3]。

納米比亞境內(nèi)拍攝到的斑馬 © Patrick Bently / WWF-US
但以上觀點(diǎn)并沒有考慮到在自然條件下捕食者或同伴之間是如何看待條紋的,因?yàn)槿搜墼诿饕曈X條件下很敏銳,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了非靈長(zhǎng)類哺乳動(dòng)物,這可能會(huì)導(dǎo)致我們高估了其他物種的情況[4]。
現(xiàn)有的研究[5]通過將實(shí)地?cái)?shù)據(jù)、數(shù)字圖像和心理物理學(xué)結(jié)合起來,并模擬了主要捕食者、同伴以及人類對(duì)斑馬條紋的感知,指出條紋不太可能成為一種偽裝形式。

左側(cè)為人類視角,右側(cè)為獅子視角;從上至下依次為日光、暮色與月黑天的光照情況
即在“暗主題”條件下,人與獅子、鬣狗和斑馬的觀察能力表現(xiàn)大致相當(dāng),且肉食性動(dòng)物通常在黃昏時(shí)分才開始捕食,因此在遠(yuǎn)距離時(shí)會(huì)更多地利用聽覺和嗅覺。
而且,這種條紋并不足以產(chǎn)生警示或迷惑作用。因?yàn)榘唏R的逃竄方式既不會(huì)使自己的輪廓更模糊,也不會(huì)使捕食者產(chǎn)生眩目的感覺,更不會(huì)誤導(dǎo)捕食方向[6]。

© Sam Hobson / unsplash
條紋是在向其他同伴發(fā)出信號(hào)的功能也未被證實(shí),一是因?yàn)榘唏R群中偶爾也會(huì)出現(xiàn)少數(shù)無條紋的斑馬,但是并沒有受到排擠,二是純色馬主要通過臉的長(zhǎng)相和聲音來分辨誰是誰的,并不依賴條紋。
調(diào)節(jié)溫度的能力也被實(shí)驗(yàn)指出似乎是不可能的,且對(duì)野生斑馬、黑斑羚、水牛和長(zhǎng)頸鹿的熱成像測(cè)量顯示,斑馬并不比牠們生活在一起的其他物種更“涼爽”。
防馬蠅叮咬,這身?xiàng)l紋裝值得擁有
在斑馬生活的非洲地區(qū),牠們很容易受到馬蠅攜帶的疾病感染,特別是一些致命的疾病,如錐蟲病、馬傳染性貧血、非洲馬瘟和馬流感[7]。
為了證實(shí)條紋能夠防馬蠅叮咬及其避免機(jī)制,一項(xiàng)研究[8]曾對(duì)圈養(yǎng)斑馬和馴養(yǎng)馬進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)條紋可以防止馬蠅在斑馬身上有效降落,但不能阻止馬蠅從遠(yuǎn)處靠近。

研究團(tuán)隊(duì)為馴養(yǎng)馬穿上外套 © Tim Caro
之后研究團(tuán)隊(duì)還為馴養(yǎng)馬依次穿上了白色、黑色以及黑白相間條紋的“外套”來測(cè)試驅(qū)蟲效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn),馬蠅降落在條紋外套的次數(shù)要大大少于黑色或白色外套,但降落在馬頭部的次數(shù)并沒有顯著差異。
除了阻止馬蠅降落外,研究還發(fā)現(xiàn),當(dāng)馬蠅確實(shí)降落到斑馬身上時(shí),牠們停留的時(shí)間比在馴養(yǎng)馬身上的時(shí)間要少,而且每次降落也不太可能叮咬吸血。

馬賽馬拉國(guó)家公園里拍攝到的斑馬 © Juozas Cermius / WWF-UK
基于研究結(jié)果,條紋被證實(shí)在減少馬蠅叮咬與降落方面具有強(qiáng)大力量,但條紋發(fā)揮這些作用的機(jī)制仍不完全清楚。
去年發(fā)表的一份研究[9]幫助縮小了可能的范圍,指出這種效應(yīng)的潛在機(jī)制并不是通過孔徑效應(yīng)來干擾光流。
而且,條紋并不是斑馬避免叮咬的唯一方式,其他行為手段還包括頻繁擺動(dòng)尾巴、逃離馬蠅打擾等。
條紋會(huì)“掉色”,并不是沒墨了
斑馬其實(shí)并不是只有一種,而是有三種:平原斑馬(Equus quagga)、細(xì)紋斑馬(E. grevyi)和山斑馬(E. zebra)。
雖然黑白相間的條紋是所有斑馬具備的特征,但平原斑馬在條紋的強(qiáng)度、顏色和程度上則表現(xiàn)出了顯著的差異,這些差異也被用來描繪多個(gè)亞種。
在某些情況下,斑馬身上也被發(fā)現(xiàn)有不尋常的顏色圖案,像是大塊的黑色斑點(diǎn)或金色的淺條紋。

© Frank Liu / National Geographic
較為大家熟知的,比如2019年在肯尼亞馬賽馬拉國(guó)家自然保護(hù)區(qū)內(nèi),科學(xué)家們記錄到了這匹帶有斑點(diǎn)的小馬駒,牠深棕色的身體上布滿了白色斑點(diǎn)。
這類情況通常是由基因突變影響了黑色素的產(chǎn)生所引起的,在哺乳動(dòng)物中很罕見。
一項(xiàng)發(fā)表在《分子生態(tài)學(xué)》(Molecular Ecology)的研究[10]對(duì)非洲九個(gè)地區(qū)的140匹平原斑馬(包括7匹條紋異常的斑馬)進(jìn)行基因分析后發(fā)現(xiàn):
越為小型且孤立的斑馬群體,其遺傳多樣性也比較低,而這樣的孤立群體會(huì)更高幾率出現(xiàn)條紋異常的斑馬,這意味著基因突變很可能是由較低的遺傳多樣性造成的。

塞倫蓋蒂國(guó)家公園拍攝到的一匹局部白化病的斑馬
© Sergio Pitamitz / National Geographic
條紋異常個(gè)體的稀少,加上缺乏對(duì)圈養(yǎng)動(dòng)物的足夠觀察,使得我們很難了解條紋異常會(huì)如何影響斑馬的健康。但這樣奇特的形象可能會(huì)讓斑馬在捕食者面前更加明顯,這或許也印證了目前有記錄的條紋異常大多數(shù)都是小馬駒,而不是成年斑馬。
因此人類活動(dòng)導(dǎo)致的棲息地碎片化以及種群隔離,是會(huì)對(duì)這種高度遷徙物種造成一定負(fù)面影響。
健康生態(tài)系統(tǒng)中的重要一環(huán)
斑馬,可能是最受大家熟知、最為知名的野生馬科動(dòng)物了。
三種斑馬里,平原斑馬是最為常見、分布最廣的一種,曾廣泛分布于非洲南部和東部大部分地區(qū)的草原和稀樹草原林地。

馬賽馬拉國(guó)家公園里拍攝到的平原斑馬 © naturepl.com / Anup Shah / WWF
然而,在過去的幾十年里,棲息地破碎化和人類活動(dòng)擴(kuò)張導(dǎo)致牠們的活動(dòng)范圍縮小,限制了區(qū)域性的移動(dòng)和遷徙,從而影響了基因流動(dòng)。自2002年以來,這導(dǎo)致了該物種種群數(shù)量下降了約25%[11]。
2016年,世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)受威脅物種紅色名錄將平原斑馬從“無危”調(diào)整為“近危”。目前平原斑馬在牠們的整個(gè)活動(dòng)范圍內(nèi)數(shù)量約有50萬匹,但許多都是小型孤立的群體。

恩戈羅恩戈羅火山口附近拍攝到的斑馬 © Diana Rudenko / WWF
此外,沙漠、濕地或雨林不適合斑馬生活,這意味著牠們可能更容易受到氣候變化的影響。
增加對(duì)斑馬的關(guān)注以及相關(guān)生態(tài)保育工作,對(duì)于草原來說具有很重要的生態(tài)意義。在消耗大量植物的同時(shí),牠們的排泄物也有利于植被的循環(huán)生長(zhǎng)。同時(shí)斑馬的存在也是許多肉食性動(dòng)物賴以生存的基礎(chǔ)。

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