這匹馬穿上了黑白條紋的外套是怎麼回事?以為穿成這樣就認不出來了嗎?
我們當然不會認錯,但那些總是圍著馬飛的馬蠅就不一定了。
《科學公共圖書館.總刊》(PLOS ONE)最近發表了一篇新研究,試圖解開一個從達爾文時代便困擾著科學家們的謎題:斑馬究竟為什麼長著條紋?答案可能沒有我們想的那麼複雜── 條紋能夠避免蟲子的叮咬。
在過去的150多年裡,關於斑馬條紋之謎的假說有將近20個。最普遍的說法是,條紋在自然界中起到了偽裝色的作用;也有說條紋造成對流,能夠幫斑馬在炎熱的環境中降溫;還有的認為這獨特的紋理有社交功能,能讓斑馬在野外辨認出同伴。
但是,這些假設都被一個個推翻了 ──條紋偽裝對於獅子來說不太起作用,因為獅子視力並不好,在遠距離時主要是靠聽覺和嗅覺來發現獵物。
左邊一列是人類視角,右邊一列是獅子視角 | Caro et al. 2016
至於降溫,對斑馬和其他野生動物進行熱成像測量後發現,斑馬並不比身邊的其他動物「更涼爽」。那麼社交呢?事實上,純色馬可以通過臉和聲音來辨識彼此,並不需要依賴條紋。而且偶爾也會出現沒有條紋的斑馬,牠們並不會被其他斑馬排斥。
所以只剩下條紋驅蟲一說。
為了證明這僅剩的一種假說,加州大學戴維斯分校(University of California, Davis)的生物學家提姆.卡羅(Tim Caro)和同事們來到英國薩默賽特(Somerset)的一家馬場。在這裡,他們得以近距離地觀察純色馬和斑馬,以及嗡嗡飛的馬蠅。
馬蠅很少在斑馬身上多做停留
數蟲子不是一件容易的事。兩個研究員一左一右,站在距離馬2公尺內的位置,用肉眼觀察,並用攝像機記錄下馬和馬蠅的一舉一動,然後一幀一幀地分析錄像。
他們發現,純色馬和斑馬吸引到的馬蠅數量差不多,但是,真正停留在斑馬身上的馬蠅要遠遠少於純色馬。這讓人有點費解。
先來看看純色的棕馬。周圍的馬蠅盤旋、轉圈、逐漸減速,然後穩穩地降落在了馬身上,至少能停留10秒,最長能停20分鐘。
純色棕馬周圍的馬蠅飛行路線 | Martin How
斑馬就不一樣了,大多數馬蠅直接飛過了牠們,或者只短暫停留了不到1秒就飛走了。
馬蠅飛行路線 | Martin How
「停留」這個詞用得還不夠準確,被斑馬吸引到的這些馬蠅幾乎沒有減速,反而直接撞了上去然後被彈開,像是走路不注意看路的人撞上了玻璃。
可見條紋是真的能驅趕馬蠅?研究員們還不敢妄下定論,因為影響馬蠅飛行軌跡的因素還有很多,比如說氣味、溫度、風速等。為了控制這些變數,研究員們又設計了一個實驗。
給馬穿上外套
他們給同一匹馬分別穿上白色、黑色以及條紋三種不同的外套,看看在同樣的時長內,究竟哪一種的驅蟲效果最好。
實驗結果應驗了之前的猜想,條紋又一次贏了。停留在條紋外套上的馬蠅數量,要遠遠低於白色或黑色外套上的。
跟白色或黑色相比,條紋外套上的馬蠅要少得多(圖a&b)。但是光裸的頭部吸引到的馬蠅數量是差不多的(圖c) | Caro et al. 2019
但是外套只遮住了身體,頭部還是裸露著的。一隻穿著條紋衫的馬還是會吸引馬蠅,只是這些馬蠅在靠近的時候選擇調轉方向,停在光裸的馬頭上。
實驗結果讓研究員們得出一個結論:馬蠅在遠處並不能分清斑馬和純色馬,只有在靠近到一定距離時,黑白條紋才會開始發揮作用。
到底是什麼作用?科學家們猜想,黑白條紋會產生一種視覺錯覺,在馬蠅逼近時擾亂牠們的運動模式,牠們無法正常降落。
盯著看十秒,告訴我,暈了嗎? | 圖蟲
還有一種猜想聽起來更有趣:馬蠅們在遠處時看不清斑馬,誤把斑馬當成了一個個黑色的物體,像是一排樹,牠們試圖從樹之間的縫隙飛過去。只有在靠近斑馬時,馬蠅們才意識到那是一個實實在在的物體,來不及剎車就撞了上去。
研究的結果有什麼意義?
你也許會想,我這一輩子都見不到幾次斑馬,我知道牠們條紋的奧秘有什麼用?科學家研究斑馬的意義是什麼呢?
一個重要的科技應用是自駕車。昆蟲有著不同尋常的視覺處理能力,給自駕車的人工視覺和碰撞檢測系統提供了豐富的靈感。現在我們已經知道黑白條紋對馬蠅的飛行活動是有影響的,那是否對自駕車的系統也有影響呢?自駕車的應對系統可以升級起來了。
對養馬行業或者愛騎馬的人來說,這個研究也很有意義,可以考慮給馬和騎手定制條紋套裝,讓他們免受馬蠅的煩擾。
對於我們普通人來說,這個研究給我們的實用啟示再簡單不過:給自己添兩件條紋T桖,畢竟夏天就要到了呢。
參考資料:
- Associated Press. (2019). Why do zebras have stripes? The ages-old question may finally have an answer. The Washington Post.
- Caro, T., Argueta, Y., Briolat, ES, Bruggink, J., Kasprowsky, M., Lake, J., Mitchell, MJ, Richardson, S. and How, M., 2019. Benefits of zebra stripes: Behaviour of tabanid flies around zebras and horses. PloS one, 14(2), p.e0210831.
- How, M., & Caro, T. (2019). Zebra's stripes are a no fly zone for flies. https://theconversation.com/zebras-stripes-are-a-no-fly-zone-for-flies- 111888
Reference: https://www.natgeomedia.com/science/article/content-7940.html
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