В современном мире стремительного развития информационных технологий может показаться, что мы знаем почти все, и в мире больше не осталось тайн. Ответы на вопросы о том, откуда идет ветер, почему колобок круглый или почему аборигены съели Кука, известны почти каждому человеку.
Однако вот вопрос о том, почему зебры полосатые, остается загадкой для многих. Тем не менее, научные исследования уже дали ответ...
Ниже представлен перевод статьи о том, как научные испытания выявили преимущества полосатого окраса зебры.
Зебры известны своими яркими черно-белыми полосами, но до недавнего времени никто точно не знал, почему у этих животных такой необычный окрас. Этот вопрос обсуждали еще 150 лет назад выдающиеся биологи, такие как Чарльз Дарвин и Альфред Рассел Уоллес.
За прошедшие годы выдвигались различные гипотезы, однако только в последние несколько лет начались серьезные попытки проверить эти теории. Все существующие идеи можно разделить на четыре основные группы:
- полосы у зебр могут служить для защиты от хищников;
- полосатый окрас имеет социальное значение;
- полосы помогают зебрам сохранять прохладу;
- полосы помогают избежать укусов насекомых.
И лишь последняя из этих гипотез получила подтверждение. А наше последнее исследование поможет детально разобраться в этом вопросе.
Рис. 1. Камуфляж? Идентификация? Натуральный кондиционер? Нет, нет и нет.
Какая польза от полосок зебры?
Могут ли полосы помочь зебрам избежать нападений хищников? Эта идея имеет несколько слабых мест. Полевые исследования показывают, что зебры легко различимы даже при плохом освещении. В условиях леса или на пастбище они не маскируются, как бы не пытались скрыться. Кроме того, в критической ситуации зебры не используют полосы для создания путаницы, что делает теории о «ошеломленных хищниках» несостоятельными.
Еще одной важной деталью является то, что зрение львов и пятнистых гиен значительно хуже человеческого. Эти хищники способны различить полосы лишь на очень близком расстоянии, когда они, скорее всего, уже слышат или чувствуют запах своей добычи. Таким образом, полосы вряд ли служат защитой от хищников.
Особенно подрывает эту гипотезу тот факт, что зебры являются предпочтительной добычей для львов. В ходе исследовательских работ по всей Африке было установлено, что львы убивают зебр чаще, чем следовало бы ожидать, исходя из их численности. Следовательно, полосы не могут быть эффективной защитой от хищников, таких как львы.
Что насчет гипотезы, что полосы помогают зебрам взаимодействовать с другими зебрами? Каждая зебра имеет уникальный узор полос, который может способствовать индивидуальному распознаванию. Однако эта идея представляется маловероятной, так как равномерно окрашенные домашние лошади могут распознавать других особей по внешности и звукам. Кроме того, полосатые члены семейства лошадей не проявляют особой социальной активности по отношению друг к другу, в отличие от других видов лошадей. Интересно, что даже редкие безполосые зебры не избегают своих сородичей и успешно размножаются.
Может ли полосатый окрас защитить от жары в Африке? Существовала гипотеза, что черные полосы поглощают солнечные лучи, а белые их отражают, создавая конвективные потоки, которые могут помочь зебрам охлаждаться.
Рис_2. Полевые исследования проверяли, как разная окраска влияет на
температуру воды в бочках.
Однако, тщательные эксперименты, в которых бочки с водой оборачивались в различные ткани, включая полосатые и однотонные, не показали существенных различий в температуре воды. Также термографические измерения, проведенные на зебрах, импалах, буйволах и жирафах, не выявили, что зебры холоднее других животных, с которыми они обитают.
Следующая гипотеза о полосках звучит довольно необычно — полосы помогают зебрам избежать укусов насекомых, но эта теория имеет достаточные научные обоснования.
В экспериментах 1980-х годов было установлено, что мухи цеце и слепни избегали посадки на полосатые поверхности, и эти результаты были подтверждены недавними исследованиями.
Наиболее убедительные данные поступили от исследований, охватывающих географические ареалы семи видов животных. Некоторые из этих видов имеют полосатую окраску (зебры), другие — однородную (например, азиатские ослы), а третьи — частично полосатую (например, африканская дикая ослица). Для разных видов интенсивность полос тесно связана с количеством укусов мошкары в Африке и Азии. Таким образом, дикие животные, живущие в районах, где мошкара активно раздражает животных на протяжении года, скорее всего, будут обладать заметными полосатыми узорами.
Рис_3. Карта A слева показывает районы с полосатыми или гладкими окрасками у
животных, карта B справа выделяет распространение мух цеце и области, где
конская муха кусает животных в течение семи месяцев в году.
Мы полагаем, что причина полосатой окраски у животных в Африке заключается в том, что мошкара, переносившая заболевания, такие как трипаносомоз, африканская лошадиная чума и лошадиный грипп, может быть смертельно опасной для животных. Зебры особенно подвержены нападениям мошкары на область рта из-за особенностей их шерсти. Наличие полосок, которые помогают избежать укусов и болезней, принесло бы эволюционное преимущество, что подтверждает наследование полосатого узора в следующих поколениях.
Проверка гипотезы о том, что полоски и мошкара не сочетаются
Но как именно полоски влияют на поведение мошкары? Мы решили исследовать это в конюшне в Сомерсете, Великобритания, где летом активно разводятся слепни.
В ходе работы с владельцем конюшни, Терри Хиллом, нам удалось провести наблюдения за лошадьми и зебрами, изучив, как мошкара садится на животных, а также проводились видеозаписи поведения насекомых вокруг животных, которые носили разные накидки.
Рис_4. Лошади с однотонной окраской привлекли больше внимания мошкары, чем
зебры.
Стоит отметить, что зрение мух значительно уступает человеческому. Наши исследования показали, что зебры и лошади привлекали одинаковое количество слепней, что связано с их запахом, но зебры испытывали заметно меньше посадок. Вокруг лошадей мухи парили и кружились, повторяя попытки приземления, в то время как вблизи зебр они чаще всего пролетали мимо или приземлялись лишь на мгновение, после чего снова поднимались.
Анализ видео, снятых в процессе эксперимента, показал, что мухи замедляют свой полет, приближаясь к коричневым или черным лошадям, чтобы совершить контролируемое приземление. В то время как при приближении к зебрам они не замедлялись, а либо пролетали мимо, либо сталкивались с животным, отскакивая от него.
Рис_5. Полосатые накидки на однотонных лошадях снизили количество налетов
мух на покрытые части тела.
В экспериментах с черными, белыми и полосатыми накидками, размещенными на одной лошади, было установлено, что мухи не садятся на полосы. Однако, когда речь шла о голой голове лошади, разницы в скорости посадки мух не наблюдалось. Это подтверждает, что полосы оказывают влияние на мух на близком расстоянии, но не мешают им подлетать на более дальнем.
Данные эксперименты показали, что полосатые накидки действительно эффективны в снижении числа налетов мух на животных.
Но что происходит, когда мухи оказываются всего в нескольких сантиметрах от животного? Одна из гипотез заключается в том, что полосы создают оптическую иллюзию, нарушая привычный путь движения мухи, что мешает ей правильно приземлиться. Другой вариант предполагает, что мухи воспринимают зебру не как цельное тело, а как серию черных полос, и только при приближении на близкое расстояние осознают, что сталкиваются с твердым объектом, после чего отклоняются.
Таким образом, наше исследование поведения мух не только объясняет, почему зебры имеют такую окраску, но и может оказать влияние на разработки в сфере конного оборудования, улучшив комфорт и безопасность как для лошадей, так и для их всадников.