研究斑馬100年，生物學(xué)家尷尬了，原來(lái)這身?xiàng)l紋根本不是為了偽裝

信息來(lái)源于BBC、Tsavo Trust、Nature、Science Museum of Virginia、African Wildlife Foundation。

大約一百年前，英國(guó)詩(shī)人約瑟夫·魯?shù)聛喌隆ぜ妨郑↗osephRudyard Kipling）戲謔地寫(xiě)道：“斑馬身上的條紋是樹(shù)木滑溜溜的影子落在它身上造成的”。

作為至今最年輕的諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)得主，吉卜林當(dāng)然不是傻的，他就是在調(diào)侃，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的生物學(xué)家就斑馬斑紋的用途正在爭(zhēng)論不休，還鬧出過(guò)不少笑話，有些觀點(diǎn)比吉卜林開(kāi)玩笑的說(shuō)法還離譜。

如今21世紀(jì)都過(guò)了四分之一了，討論和研究了一個(gè)多世紀(jì)后，科學(xué)家們是否越來(lái)越接近真相呢？

科學(xué)家們至少已經(jīng)提出了18個(gè)假說(shuō)，有人認(rèn)為這是偽裝色、有人認(rèn)為這是為了防蚊蟲(chóng)、也有人認(rèn)為是斑紋是像人類(lèi)指紋一樣用于識(shí)別個(gè)體的獨(dú)特標(biāo)記、甚至有人說(shuō)可能是為了降溫。

然而這些新理論的提出都缺乏嚴(yán)格的驗(yàn)證。

不少科學(xué)家認(rèn)為會(huì)去獵食斑馬的動(dòng)物，比如獅子和鬣狗等捕食者在狩獵時(shí)非常依賴視覺(jué)，而斑馬的條紋會(huì)產(chǎn)生“動(dòng)態(tài)眩目”效應(yīng)，使斑馬群看起來(lái)像一個(gè)模糊不清的整體，從而迷惑捕食者。

實(shí)際上這些捕食者的視力沒(méi)有那么差，它們確實(shí)屬于二色性視覺(jué)，能分辨的顏色很少，主要是藍(lán)色、藍(lán)綠色和黃色。但對(duì)獅子來(lái)說(shuō)分辨那么多顏色沒(méi)有意義！

跟紀(jì)錄片展示的不同，獅子喜歡在晨昏和夜間捕獵，那時(shí)光線昏暗。在弱光下，分辨顏色的能力根本不重要，而分辨亮度、對(duì)比度和運(yùn)動(dòng)才是關(guān)鍵。它們的視網(wǎng)膜上有大量對(duì)弱光敏感的視桿細(xì)胞，夜視能力是人類(lèi)的6~8倍。

科學(xué)家猜測(cè)的“條紋會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)眩目效應(yīng)”假說(shuō)，沒(méi)有去考慮如果是夜間狩獵的情況，夜間光線不足，斑馬身上的白色變得很顯眼，所謂的優(yōu)勢(shì)似乎不太可能奏效了。

而且捕食者們狩獵并非僅僅依靠視覺(jué)，它們都擁有極其敏銳的聽(tīng)覺(jué)和嗅覺(jué)。

當(dāng)然這些反駁也都是假說(shuō)，可是想要驗(yàn)證正反雙方的觀點(diǎn)都很難。2016年出版的專(zhuān)著《斑馬條紋》中指出，之前的研究只測(cè)試了條紋是否會(huì)迷惑人類(lèi)，而沒(méi)有測(cè)試條紋是否會(huì)迷惑獅子，只是因?yàn)槿祟?lèi)就倒推到獅子身上顯然不合理。

另外，斑馬大部分時(shí)間都生活在開(kāi)闊的草原上，而不是在森林中，草原上它們的條紋非常顯眼，條紋在那里并不能起到偽裝的作用。而且斑馬察覺(jué)到危險(xiǎn)后，它們傾向于逃跑而不是躲藏，這似乎說(shuō)明它們自知不能糊弄捕食者。

最關(guān)鍵的是，捕食者似乎依然能捕食大量的斑馬。

這個(gè)假說(shuō)是聽(tīng)起來(lái)比較像一回事的假說(shuō)里面可信度最低的一個(gè)。

非洲的蚊蟲(chóng)強(qiáng)度是很高，就對(duì)斑馬來(lái)說(shuō)，虻和采采蠅會(huì)傳播昏睡病、非洲馬瘟以及可能致命的馬流感等疾病。而斑馬的毛很稀疏，似乎根本擋不住這些蚊蟲(chóng)？

然而科學(xué)家對(duì)采采蠅進(jìn)行分析卻發(fā)現(xiàn)：它們的食物中并沒(méi)有斑馬血的痕跡！于是不少科學(xué)家開(kāi)始懷疑這些斑紋對(duì)防蚊蟲(chóng)可能有奇效。

加州大學(xué)戴維斯分校的進(jìn)化生物學(xué)家蒂姆·卡羅（Tim Caro）及其團(tuán)隊(duì)在2014年進(jìn)行了一項(xiàng)大規(guī)模研究，他們收集天氣、獅子出沒(méi)和斑馬群規(guī)模的數(shù)據(jù)，將這些因素與生活在該地區(qū)的斑馬的條紋進(jìn)行了比較，然后有一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)，就是有利于虻類(lèi)生存的環(huán)境中，斑馬的條紋更為明顯。

其實(shí)近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，非常多的研究實(shí)驗(yàn)都反復(fù)證明：蚊蟲(chóng)往往不會(huì)落在條紋表面上，但幾乎都是對(duì)無(wú)生命模型進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

2019年2月，蒂姆·卡羅進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他找到了一家飼養(yǎng)者斑馬的農(nóng)場(chǎng)，給一個(gè)馬廄的幾匹普通家馬穿上了斑馬條紋的皮毛，然后放著跟真正的斑馬進(jìn)行觀察。

觀察發(fā)現(xiàn)虻蟲(chóng)并會(huì)同時(shí)在家馬和斑馬周?chē)D(zhuǎn)悠，但是大部分的虻蟲(chóng)會(huì)落到?jīng)]有穿斑馬條紋的家馬身上。卡羅表示這些虻蟲(chóng)偶爾是會(huì)落在條紋上的，但是它們無(wú)法像接近非條紋表面時(shí)那樣減速，而是“彈了出去”，似乎它們無(wú)法確定這樣黑白相間的表面是否是一個(gè)合適的落腳點(diǎn)。

該團(tuán)隊(duì)還在進(jìn)行研究，他們目前已經(jīng)擁有了大量未發(fā)表的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是蚊蟲(chóng)接近不同圖案的反應(yīng)。

類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)在世界各地都有所展開(kāi)，蚊蟲(chóng)不喜歡在斑馬條紋上降落似乎得到了充分的驗(yàn)證，但還得確認(rèn)究竟是為什么。

現(xiàn)存的三種斑馬都生活在東非和南非，而非洲我們都知道是比較熱的，有些研究者就懷疑這些條紋也許是為了調(diào)節(jié)體溫，比如已退休動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員艾莉森·科布（Alison Cobb）和英國(guó)牛津大學(xué)的動(dòng)物學(xué)家斯蒂芬·科布（Stephen Cobb）。

這對(duì)夫婦認(rèn)為如果斑馬只是為了防止叮咬就演化出這樣的條紋，似乎有點(diǎn)沒(méi)有必要。

科布表示：“蚊蟲(chóng)叮咬雖然很危險(xiǎn)，但是叮咬的蚊蟲(chóng)會(huì)在特定的地點(diǎn)和特定的季節(jié)出現(xiàn)，而每只斑馬都必須避免過(guò)熱，蚊蟲(chóng)叮咬遠(yuǎn)不如過(guò)熱那樣構(gòu)成確定或頻繁的威脅”。

2019年6月，科布夫婦在《自然歷史雜志》發(fā)布了一則研究，他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在一天中最熱的時(shí)間段，斑馬身上的黑色條紋溫度始終比白色條紋高出12~15攝氏度，條紋之間的溫差這么大會(huì)驅(qū)動(dòng)“輕微的湍流”。

這個(gè)得好好解釋一下，空氣受熱的時(shí)候會(huì)上升。黑色條紋上方的空氣被加熱后，密度變小，向上流動(dòng)，形成上升氣流。反之空氣遇冷就下沉了，白色條紋上方的空氣相對(duì)較冷，密度較大，會(huì)向下流動(dòng)。冷暖空氣的上升和下沉在交替的條紋上方交匯，形成一個(gè)個(gè)微小的、不穩(wěn)定的空氣渦流，也就是所說(shuō)的“輕微的湍流”。

然后這些微型渦流能將皮膚表面的汗液和熱量迅速帶走，加速蒸發(fā)和降溫。

聽(tīng)著已經(jīng)足夠神奇了，但還沒(méi)完！科布夫婦還表示黑色的毛發(fā)會(huì)在清晨和中午豎起來(lái)，這是為了在溫度相對(duì)較低的時(shí)候保持熱量。

此前加州大學(xué)洛杉磯分校的生物學(xué)家布倫達(dá)·拉里森（Brenda Larrison）領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)針對(duì)分布于東非至南部非洲的斑馬物種的空間建模研究發(fā)現(xiàn)，在氣候溫暖或日照更強(qiáng)烈的地區(qū)，斑馬的條紋圖案更為明顯。

這似乎也是一項(xiàng)佐證。

所以其實(shí)現(xiàn)在有的這些觀點(diǎn)都還是假說(shuō)，持有不同觀點(diǎn)的人雖然各自有些證據(jù)，但總是沒(méi)辦法說(shuō)服別人。

比較難搞的是斑馬又是一種很暴躁、陰晴不定的物種，研究它們還是有一定風(fēng)險(xiǎn)的，比如上面說(shuō)的斯蒂芬·科布（Stephen Cobb），他就兩次因?yàn)楸话唏R咬傷手臂住院。

也有可能這些假說(shuō)都是對(duì)的，怎么就不存在同時(shí)發(fā)揮作用的情況呢？也許隨著研究的深入，我們最終能得到被大部分人都認(rèn)可的答案。