В наш современный век бурного развития IT-технологий кажется, что мы уже знаем все и в мире не осталось ни одной тайны. Отчего дует ветер, почему колобок круглый, даже почему аборигены съели Кука — известно практически каждому человеку.
А вот почему зебры полосатые, наверно догадываются совсем не многие. Тем не менее и это УЖЕ выяснили...
Ниже приведен перевод статьи о том, что научное тестирование показало преимущества полосатой шубки зебры.
Зебры славятся своими контрастными черно-белыми полосами – но до недавнего времени никто не знал, почему они носят свой необычный полосатый узор. Этот вопрос обсуждался еще 150 лет назад великими викторианскими биологами, такими как Чарльз Дарвин и Альфред Рассел Уоллес.
С тех пор было выдвинуто много идей, но только за последние несколько лет были предприняты серьезные попытки их проверить. Существующие идеи можно разделить на четыре основные категории:
- зебры полосатые, чтобы избежать захвата хищниками;
- зебры полосатые по социальным причинам;
- зебры полосатые, чтобы сохранить прохладу;
- полосы помогают им избежать укусов мошкары.
И только последняя из них прошла проверку. А наше последнее исследование поможет заполнить пробелы в вашем знании большим числом подробностей о том, почему.
Рис_1. Камуфляж? Идентификация? Натуральный кондиционер? Нет, нет и нет.
Какая польза от полосок зебры?
Могут ли полосы помочь зебрам не стать пищей хищника? У этой идеи существует много проблем. Полевые исследования показывают, что зебры даже при плохом освещении легко различаются человеческим глазом. Когда они находятся среди деревьев или на пастбищах, то они выглядят далеко не замаскированными. А спасаясь от опасности, зебры не ведут себя так, чтобы увеличить путаницу, возможно, вызванную полосками, что делает гипотетические идеи об ошеломленных хищниках несостоятельными.
Хуже того, зрение львов и пятнистых гиен намного слабее, чем наше. Эти хищники могут различить полосы только тогда, когда зебры находятся очень близко, на расстоянии, когда они, вероятно, могут слышать и чувствовать запах добычи. Таким образом, полосы вряд ли будут полезны для защиты от хищников.
Больше всего эту идею подрывает то, что зебры являются предпочтительной добычей для львов – в исследовании после обследования всей Африки выяснилось, что львы убивают их больше, чем можно было бы ожидать от их численного изобилия. Таким образом, полосы не могут служить очень эффективной защитой от хищников этого важного плотоядного животного. Вот вам и гипотеза об уклоняющихся хищниках.
А как насчет идеи, что полосы помогают зебрам взаимодействовать с представителями их собственного вида? Каждая зебра имеет уникальный узор из полосок. Может ли это быть полезным для индивидуального распознавания? Такая возможность представляется маловероятной, учитывая, что равномерно окрашенные домашние лошади могут распознавать других индивидуумов по виду и звуку. Полосатые члены семейства лошадей не ухаживают друг за другом, как форма социальной связи, больше, чем безполосые виды лошадей. Причем очень редкие безполосые представители зебр не сторонятся членов своей группы, и они успешно размножаются.
Как насчет защиты от жаркого африканского солнца? Поскольку можно ожидать, что черные полосы поглощают излучение, а белые отражают его, одна из идей заключалась в том, что полосы создают конвективные потоки вдоль спины животного, охлаждая его.
Рис_2. Полевые эксперименты проверяли, как разная окраска влияет на температуру бочек, наполненных водой.
Опять же, что кажется невероятным: тщательные эксперименты, в которых большие бочки с водой были задрапированы в полосатые или однородные цветные шкуры, или были выкрашены полосами или непрерывно, не показали никаких различий температуры внутренней воды. Кроме того, термографические измерения зебр, импал, буйволов и жирафов в дикой природе показывают, что зебры не холоднее, чем другие биологические виды, с которыми они проживают.
Последняя идея относительно полосок звучит на первый взгляд нелепо — полосы останавливают кровососущих насекомых от получения крови – но она имеет большую поддержку.
Ранние эксперименты 1980-х годов показали, что мухи цеце и слепни уклонялись от посадки на полосатые поверхности, и были совсем недавно подтверждены.
Наиболее убедительными, однако, являются данные по всему географическому ареалу семи существующих видов животных. Некоторые из этих видов полосатые (зебры), некоторые нет (азиатские ослы), а некоторые частично полосатые (африканская дикая ослица). Для разных видов и их подвидов интенсивность чередования полос тесно связана с укусами мошкары в Африке и Азии. Таким образом, дикие животные, проживающие в районах, где раздражение мошкарой продолжается в течение года, вероятнее всего имеют заметные полосатые узоры.
Рис_3. Карта A слева отображает, где обитающие животные полосато или гладко окрашены. Карта B справа выделяет синим цветом распределение мух цеце (Glossina) и районы, где ежегодно в течение семи месяцев подряд кусает конская муха (Tabanus).
Мы считаем, что причина, по которой животные должны быть полосатыми в Африке, заключается в том, что африканская мошкара несет такие болезни, как трипаносомоз, африканская лошадиная чума и лошадиный грипп, которые могут быть смертельными для животных. А зебры особенно восприимчивы к попыткам укусов мошкары в ротовую полость из-за их короткой объеденной шерсти. Наличие мехового узора, который поможет избежать мошкары и смертельных болезней, которые они несут, было бы сильным преимуществом, означающим что полосы будут переданы будущим поколениям.
Проверка идеи, что полоски и мухи не сочетаются
Но как полосы на самом деле влияют на мошкару? Мы отправились исследовать это в конюшню в Сомерсете, Великобритания, где летом собирают слепней.
Нам повезло работать с Терри Хилл, владельцем конюшни. Мы смогли подойти очень близко к его лошадям и приручить равнинных зебр, что позволило нам фактически наблюдать за мошкарой, приземляющейся или пролетающей мимо лошадей. Мы также снимали на видео поведение мошкары вокруг лошадей и надевали на них разноцветные накидки.
Рис_4. Равномерно окрашенные лошади получили гораздо больше заходов и приземлений от надоедливой мошкары, чем зебры.
Важно помнить, что у мух зрение гораздо хуже, чем у людей. Мы обнаружили, что зебры и лошади получали одинаковое количество подходов от слепней, вероятно, привлеченные их запахом, но зебры испытали гораздо меньше посадок. Вокруг лошадей, мухи парят, вьются и поворачиваются перед приземлением снова и снова. Напротив, вблизи зебр мухи либо пролетали мимо них, либо совершали единственную быструю посадку и снова улетали.
Кадр за кадром анализ наших видео показал, что мухи плавно тормозят, когда они приближаются к коричневым или черным лошадям, прежде чем совершить контролируемую посадку. Но они не тормозили, когда приближались к зебрам. Вместо этого они пролетали мимо или буквально врезались в животное и отскакивали.
Рис_5. Полосатые накидки на однотонных лошадях уменьшили количество налетов мух на покрытые части тела.
Когда мы помещали черные или белые накидки или полосатые накидки на одну и ту же лошадь, чтобы контролировать любые различия в поведении животных или запахе, снова мухи не приземлялись на полосы. Но не было никакой разницы в скорости приземления на голую голову лошади, показывая, что полосы оказывают свое действие вблизи, но не препятствуют подлету на расстоянии.
И это показало нам, что полосатые накидки, которые в настоящее время продаются двумя компаниями, действительно работают.
Итак, теперь, когда мы знаем, что полосы влияют на слепней очень близко, а не на расстоянии, что на самом деле происходит в дюймах от хозяина? Одна из идей заключается в том, что полосы создают оптическую иллюзию, которая нарушает ожидаемую схему движения мухи, когда она приближается к зебре, не позволяя ей правильно приземлиться. Другая идея заключается в том, что мухи видят зебру не как твердое тело, а как ряд тонких черных объектов. Только когда они очень близко, они понимают, что они собираются ударить твердое тело и вместо этого отклониться. Сейчас мы рассматриваем эти возможности.
Таким образом, наше фундаментальное исследование поведения мух не только говорит нам, почему зебры так красиво полосаты, но и имеет реальные последствия для индустрии конной одежды, с потенциалом, чтобы сделать езду и содержание лошади менее болезненными для лошади и всадника.
