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自帶空調服?斑馬條紋真的可以降溫嗎?

科技日報實習記者 代小佩

此前有研究認為,斑馬身上的條紋能使其皮膚表面形成微小氣流,讓它們感覺涼爽。近日,英國《科學報告》雜誌發布了一項新研究,匈牙利羅蘭大學和瑞典隆德大學等機構的研究人員發現,條紋並不能幫助斑馬「降溫」。

實際上,在胚胎早期,斑馬是完全黑色的,到胚胎後期,黑色素(dark pigmentation)的生成被抑制,才出現了白色的條紋。那麼,斑馬的黑白條紋到底有什麼用呢?100多年前人們就開始對此展開討論,生物學家達爾文也發表過自己的看法,但確切的機制一直都不清楚。

長期以來,研究者們從不同角度提出了猜測,常見的說法有:抗蟲子叮咬;為斑馬提供偽裝;迷惑捕食者;幫助動物識別彼此;天然防晒的作用。還有人認為,斑馬的條紋可以降溫。這,是真的嗎?

美國大學教授:可以降溫

2015年1月14日,《皇家學會開放科學》(Royal Society Open Science)雜誌發表一項研究[1],加州大學洛杉磯分校的生物學家Brenda Larison和同事在非洲共走訪了16群草原斑馬,並研究了它們的條紋圖案。

研究發現,斑馬身上的條紋與溫度有著莫大的關聯。Larison說,關係最密切的兩個因素是特定地區溫度的穩定情況和每年最冷時候的平均氣溫。具體來講,溫暖環境中斑馬條紋更多。

溫度為什麼會影響條紋呢?Larison猜測有以下兩種可能性:

一個是「降溫氣旋」理論。物體的吸熱能力與顏色深淺有關,最易吸熱的是黑色,最不易吸熱的是白色。當風吹到斑馬身上時,氣流在黑色部分的運動更快更強,而在白色部分則較緩慢。這兩股相反的氣流一旦交匯,就會產生小氣旋,有助於斑馬錶皮降溫。據悉,在同一地區,和沒有條紋的哺乳動物相比,條紋鮮明的斑馬錶皮溫度低3攝氏度。

另一個觀點是,條紋越多,更能有效抵禦疾病。因為攜帶病菌的蠅蟲,比如牛虻,更喜歡體溫高的動物。當地的實驗結果顯示,這些蠅蟲不喜歡附著在帶有斑紋的表皮上。「牛虻所攜帶的大量病菌危害很大,它們會引發很多疾病,比如馬流感。在濕熱環境下,病情會惡化。」

匈牙利瑞典研究人員:不能降溫

2018年6月19日,英國《自然》旗下的《科學報告》網站發表了一項研究Experimental evidence that stripes do not cool zebras。[2]該研究認為,條紋並不能幫助斑馬降溫。

匈牙利羅蘭大學和瑞典隆德大學等機構的研究人員使用數個裝滿水的金屬桶,分別將黑色、白色、灰色的馬皮、牛皮以及條紋式樣的斑馬毛皮覆蓋在水桶上。在為期4個月的跟蹤調查中,研究人員將這些水桶放置在露天環境中,並持續監測中心溫度。結果發現,在同樣的日光照射條件下,覆蓋有斑馬毛皮的金屬桶溫度特徵與斑馬一致。

7月9日新華社報道該項研究成果[3],隨後引起了各大媒體關注。引發了新一輪的「條紋之謎」大討論。

我國動物學專家:不認同降溫說法

生物系教師肖婧(化名)對科技日報記者表示:「斑馬作為恆溫的哺乳動物,體溫恆定。有研究說它的條紋可能跟體溫調節機制有關,但不至於能降溫,只能說可以增強散熱吧。」她還指出,關於斑馬條紋的作用說法較多,但並不能證實,最廣為接受的還是保護色。動物的體色一般就3種:保護色、警戒色、擬態。她補充道:說斑馬條紋可以降溫的也有,但這種說法即使是正確的,對於斑馬體溫的調節也很次要。

中國科學院動物研究所博士、科學松鼠會會員、中國科普作家協會會員張勁碩在接受科技日報採訪時稱,此前他沒有聽說過斑馬的條紋可以降溫,現在的研究普遍認為斑馬條紋可以用來防止蚊蟲叮咬(穿黑白條紋衣服可以防蟲子叮咬嗎?)。那麼,條紋是否可以起到保護色的作用呢?他表示這種解釋也比較牽強:「如果為了尋求保護,那應該長黃色或是綠色條紋。」

由於斑馬是非洲特產,我國有關斑馬的研究並不多。張勁碩表示,國內的動物還沒有研究清楚,幾乎不會有人專門跑到非洲大草原研究斑馬。「除非去國外留學,可以去參與斑馬研究」。國內現有的關於斑馬的文獻較為陳舊,且集中在動物醫學層面的討論。

降溫的說法尚在討論中,那麼斑馬條紋還可能起到哪些作用呢?

抗虻蟲叮咬

黑白條紋可以干擾采采蠅和馬蠅等虻科昆蟲對光的感受。這些蟲子會傳播昏睡病和美洲錐蟲病(Chagas disease)等,它們通過利用一些光學特徵來尋找食物和水。但瑞典蘭德大學演化生態學家艾克森(Susanne ?kesson)等人公布的一項研究顯示,斑紋圖案比純白色更不吸引虻科昆蟲。

研究稱,純色反射的是整齊的模式,虻科昆蟲會比較喜歡,而斑紋圖案反射回的是多種光圖樣,因此,相比斑紋圖案,虻科昆蟲會更喜歡純白色。也有研究者指出,條紋會影響偏振光,使斑馬的條紋對那些討厭的牛虻沒那麼有吸引力。

起偽裝作用

要看環境的……

這種像監獄號服的顏色或許能迷惑捕食者,在草原上起偽裝作用。一個很流行的理論是說,斑馬進化出條紋狀皮毛是為了在高灌木中隱藏起來。澳大利亞昆士蘭大學的馬丁?郝(Martin How)認可條紋有明顯的社會功能。他說,斑馬的條紋樣式可以產生一種視覺假象,能迷惑肉食動物。在斑馬成群運動的時候迷惑效果特彆強大,能幫助斑馬在關鍵時刻逃走。

同樣,昆士蘭大學的感知神經生物學家馬歇爾(Justin Marshall)認為,條紋會擾亂昆蟲的大腦,讓昆蟲們覺得這種表面不易降落。但是,達爾文認為:「在南非開闊的平原上,黑白條紋起不到任何保護作用。」

「條形碼」識別

黑白條紋有助於斑馬在大群斑馬中互相識別。每隻斑馬的條紋都和其他斑馬有些許不同,這好比人類的指紋,又彷彿是自然界的條形碼一樣。特別是在求偶期,「條形碼識別」對公母斑馬很重要。達爾文寫道:「一隻母斑馬不會接受一隻公驢的求愛,除非那隻公驢被塗上條紋,看上去像一隻斑馬。」

也有觀點表示,斑馬的條紋可以產生視覺假象,讓斑馬看起來比實際更加高大。(終於明白條紋衣服為啥這麼流行)。還有人認為,條紋有助於斑馬調節體溫,但是很少有證據支持這些理論。所以,對斑馬條紋功能的解釋依然是個謎。

別瞎猜了,哥的神秘你們猜不透的……

[1] http://rsos.royalsocietypublishing.org/content/2/1/140452

[3] http://www.xinhuanet.com/tech/2018-07/09/c_1123098465.htm

來源:科技日報

編輯:劉義陽

審核:管晶晶

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