Оказалось, нам есть чему у них поучиться!
Ученые-биологи из Бристольского университета наконец-то нашли точный ответ на вопрос, который волновал человечество всю жизнь: «Зачем зебрам полоски?».
Оказалось, у необычного окраса действительно есть вполне конкретное предназначение — полосы дезориентируют слепней и мух цеце, которые реже садятся на полосатые поверхности, чем на однотонные, теряя ориентацию в пространстве.
Как проходил эксперимент?
Эксперименты проходили в английском графстве Сомерсет в течение нескольких летних месяцев. На выпас на разные поля, прилегающие друг к другу, в одни и те же дни выводили трех живущих в неволе бурчелловых зебр (самый распространенный вид зебр) и девять обычных лошадей разных мастей — гнедую, вороную, белую и серую.
На некоторых лошадей в случайном порядке надевали разные попоны — одноцветные (разных цветов) и полосатые, похожие на традиционный окрас зебр. Ученые проводили в поле по 16 часов в день, фиксируя свои наблюдения на видео.
Как вели себя слепни и мухи?
Оказалось, что слепни одинаково кружат вокруг лошадей и зебр, пока дело не доходит до «посадки». Насекомые почти никогда не приземлялись на шкуры зебр и на полосатые попоны, лежавшие на лошадях.
«Слепни летают очень быстро. Сначала они летели к добыче, а затем резко разворачивались, иногда врезаясь в зебру со всего ходу вместо того, чтобы совершить нормальную посадку», — рассказал доктор наук Мартин Хау в интервью газете Guardian.
Ученые связывают такое поведение насекомых с тем, что те не могут различать цвета с расстояния более двух метров.
«Для слепней и мух с расстояния более двух метров зебра выглядит так же, как и серая лошадь: они совершенно не могут различить полоски», — уточнил Хау.
При этом внезапное появление контрастных полос в поле зрения при быстром приближении к объекту — удивляет, дезориентирует и заставляет резко менять траекторию полета.
Кроме того, полоски нарушают восприятие того, как быстро движется животное, на которое условный слепень хочет приземлиться.
Почему такой окрас возник только у зебр?
Биологи связывают это с географией.
«С эволюционной точки зрения зебра появилась в тех точках земного шара, где мухи переносят различные смертоносные заболевания, так что укус мог иметь плачевные последствия. Тогда как у домашних лошадей такой побудительной причины для появления полос не было», — пояснил Мартин Хау.
Все последние десятилетия до этого открытия ученые склонялись к тому, что полоски помогают зебрам в маскировке, чтобы не привлекать внимание хищников. Также были гипотезы об особой терморегуляции за счет окраса и возможном общении посредством полосок между сородичами
Что делать с этими знаниями людям?
Самое любопытное, что люди теперь могут пользоваться этим открытием и выбирать полосатую одежду при выезде на природу. Также подойдет любой крупный и контрастный узор.
Кстати, недавно ученые выяснили, что беспокойные люди передают свою тревожность домашним животным, подрывая этим их здоровье.
1.
По поводу того, зачем зебрам полосы, существует несколько гипотез. Согласно одной из них, полосы помогают животным распознавать друг друга, ведь эти рисунки так же уникальны, как пальцевые узоры у людей. Правда, лошади, которые являются ближайшими родственниками зебр, справляются с этой задачей и без полос, ориентируясь на запах и голос. Более того, они, как зебры, помнят всех своих сородичей, с которыми когда-либо сталкивались. А ведь у них нет таких опознавательных знаков!
Вторая версия заключается в том, что полосы помогают маскироваться от хищников. Действительно, из стада очень трудно вычленить отдельное животное, потому что рисунки дробят тело на отдельные фрагменты. Если же зебры передвигаются, перед глазами возникает хаотичный набор черных и белых пятен и выделить одну особь становится еще сложнее.
Полоски для терморегуляции
До 2018 года считалось, что с помощью полосок зебры регулируют температуру тела, когда жара достигает экстремальных отметок.
Ученые предполагали, что черные и белые полоски охлаждают тела животных, создавая вокруг них определенные потоки воздуха: он быстрее движется над черными полосами (поглощающими солнечные лучи) и замедляется над белыми.
Для проверки такой гипотезы провели эксперимент. Роль зебр выполняли металлические бочки с водой.
Часть бочек обтянули шкурами зебр, другие – шкурами коров и лошадей, третьи – раскрасили под всех этих животных. «Стадо» оставили на жаре на 4 месяца и регулярно делали измерения температур.
Какой же был итог?
Черная бочка нагревалась сильнее остальных, а белая оказалась самой холодной. Однако никакой разницы в температуре между бочками, завернутыми в полосатые черно-белые шкуры и серыми бочками не оказалось. Эксперимент повторяли несколько раз при разной погоде и скорости ветра, однако результат оставался одним и тем же.
Вывод ученых – полоски не имеют преимуществ в процессе терморегуляции. В белой шкуре зебрам было бы прохладнее.
Но, возможно, полосатая расцветка – как раз тот самый идеальный баланс. Когда маскировка и терморегуляция нашли золотую середину.
Защищают ли от насекомых
20 февраля 2019 года научный журнал “PLOS One” опубликовал итоги исследований, где была подтверждена гипотеза, озвученная в 2012 году. Согласно этой версии, черно-белые полосы защищают зебр от укусов мух и других насекомых.
Как же удалось это доказать?
Ученые хотели выяснить траекторию движения и частоту укусов слепней, а также реакцию лошадей и зебр на появление кровососущих насекомых.
Для чистоты эксперимента часть лошадей нарядили в своеобразные полосатые “пальто” и сделали их не отличимыми от зебр по запаху.
В результате,оказалось, что полоски не скрывают животных от слепней — они кружили над зебрами и “конями в пальто” так же часто, как и над белыми и вороными лошадьми.
Но полосы явно сбивали их с толку, когда они приближались к жертве и пытались сесть на тело животного. Насекомые переоценивали расстояние до зебр и лошадей в полосатых накидках. Они летели слишком быстро и в конечном итоге врезались в них. Поэтому, и кусали “полосатиков” гораздо реже, чем лошадей с однородным белым или черным окрасом.
Таким образом, полосы на шкуре зебры не мешают слепням приближаться к ней, но препятствуют посадке на тело животного.
Людмила Ефимова, специально для канала “Популярная наука”
Спасают ли полоски от хищников?
На шахматной доске зебра со своей расцветкой легко бы затерялась. Но так ли хороша ее маскировка в условиях саванн?
В 2016 году американские ученые провели эксперимент для оценки расстояния львов и гиен до зебр в разное время суток.
Известно, что люди различают окрас животных с 50 метров в дневное время и примерно с 30 метров в сумерки. У хищников же эта дистанция намного меньше.
В безлунную ночь полосы зебр они видят с расстояния всего 9 м, поэтому даже в лесных районах полосатый окрас будет очень заметным и не спасет от нападений.
А на открытых пространствах саванны, где зебры проводят большую часть своей жизни, хищники находят их так же легко, как и добычу с однотонным цветом шкуры.
Кроме того, этим животным свойственно не прятаться от хищников, а убегать от них. И зачастую львы не испытывают никаких проблем, чтобы пообедать полосатым животным.
Эксперименты ученых
Показателен в этом плане эксперимент, который провели не так давно венгерские ученые. Им удалось доказать, что не только мухи цеце, но и слепни избегают полосатых поверхностей. И главная причина, по мнению ученых, состоит в том, что белые и черные участки по-разному отражают поляризованный свет.
Неслучайно самые узкие полоски находятся у зебры в области головы и ног – именно на тех участках, которые для животного важнее всего при ориентации на местности и при передвижении. В ходе исследования преимущества черно-белого окраса зебр были доказаны экспериментально.
Но критики теории отмечают: для слепней имеет значение не только окраска, но и запах животного, и выдыхаемый им углекислый газ. Поэтому черно-белая расцветка не является стопроцентной гарантией того, что на зебру не сядет слепень.
А в Калифорнийском университете исследовали взаимосвязь между ареалом обитания зебр и особенностями их окраски – интенсивностью, длиной и шириной полос. Сопоставили расцветку зебр из разных регионов и три десятка факторов, которые описывают окружающие животных условия, включая данные о распространении мухи цеце, хищных животных и прочие факторы.
Оказалось, что ареал обитания и рацион животных действительно влияет на окраску, но основной фактор – это климат, точнее, температура воздуха. Чем выше среднегодовая температура, тем ярче и шире черные полосы. Чем прохладнее в регионе обитания, тем бледнее контраст между полосами, и тем больше на теле зебры белых фрагментов.
Это в какой-то степени перекликается с теорией о конвекции воздуха: в жарких регионах зебра проводит больше времени на палящем солнце, и ее расцветка там контрастнее, чем в областях с более щадящим климатом. К слову, именно солнце, а не хищники или мухи цеце, считается главным врагом зебр с точки зрения эволюции.
Контрастные полосы в роли камуфляжа
Ранее ученые предполагали, что во время передвижения полоски создают мерцающий эффект, который сбивает с толку охотящихся на зебр хищных животных. В исследованиях, опубликованных в журнале PLoS ONE в 2011 и 2013 годах, говорилось, что полоски помогают замаскировать движущийся объект и мешают львам оценить скорость движения конкретной особи из-за того, что становится труднее различить очертания животного, особенно в стаде.
Похожий контрастный камуфляж применяли на военных кораблях во время Первой мировой войны. Окрас судна, как на фотографии ниже, создавал искажение его внешнего вида.
Ранние исследования показали работоспособность этой стратегии, но все они проводились в лабораторных условиях с использованием компьютеров и человека, а не животных. Поэтому нельзя утверждать, что у животных глаза реагируют на черно-белые полоски так же, как у людей.
Даже если полоски зебры служат своеобразным камуфляжем, то это вовсе не означает, что они предназначены именно для этой цели. Возникает еще один вопрос: почему природа не наградила других животных черно-белыми полосами? Возможно, потому что они предназначены для другого.
2.
Третья гипотеза гласит, что полосы — это способ защиты от кровососущих насекомых. Зоологи уже давно заметили, что на зебр садится меньше мух цеце, следовательно, они меньше подвержены паразитическим заболеваниям, которые переносят эти насекомые. В 2012 году шведские и венгерские ученые подтвердили это предположение. Они выставили на солнце муляжи животных разного окраса, покрыв их тонким слоем клея. А затем подсчитали, сколько насекомых выбрали те или иные «приманки». Оказалось, что больше всего их привлекли темные цвета, затем — белые, а полосатые муляжи заняли последнее место. Более того, выяснилось, что чем тоньше полосы и чем вертикальнее они расположены, тем меньше насекомых привлекла «модель». Ученые предположили, что это связано с поляризацией света. Она очень важна для насекомых, так как помогает им распознавать свое положение в пространстве. Наличие же на теле белых полос вводит их в заблуждение, так как от белых участков свет отражается во всех направлениях одинаково.
Но есть еще одна теория — «температурная». В 2015 году специалисты Калифорнийского университета сравнили окраску зебр, обитающих в разных частях Африки, проанализировали факторы окружающей среды и составили компьютерную модель. Она показала: чем теплее климат, тем больше у зебры белых полос и ярче окраска, и наоборот. Так ученые предположили, что полосы помогают зебрам спасаться от жары.
Средство защиты от мух
Новые исследования показали, что черно-белые полоски отпугивают мух. Впервые такая идея была выдвинута в работе, опубликованной в журнале Journal Of Experimental Biology в прошлом году. Ученые обнаружили, что именно зебра, а не лошадь с белым, серым или черным цветом шерсти, привлекает меньше всего слепней. Причем, чем уже полоски, тем меньше мух.
Мух привлекает свет, отраженный от воды. Исследователи предположили, что черные и белые полосы зебры дают противоположный эффект, сбивая их с толку. Ученые исследовали семь видов представителей семейства лошадиных, с полосками и без них.
В работе, опубликованной в первых числах апреля в журнале Nature Communications, сравнивалось географическое распространение видов и подвидов этих животных и кусающихся мух, известных как слепни, которые являются переносчиками опасных заболеваний. Ученые обнаружили, что в постоянных местах обитания этих насекомых превалируют зебры с черно-белым окрасом.
На рисунке ниже показано, как окрас и рисунок шерсти животного (точки от белого до черного цвета внутри круга) совпадают с активностью кусающихся мух в месте их обитания (точки от синего до красного/оранжевого, расположенные вне круга).
При этом исследование не представило ни одного доказательства, что контрастный камуфляж отпугивает хищников.
Самые популярные версии
Полоски защищают зебру от хищников. Авторы этой теории полагают, что полосы на туловище зебр создают визуальные иллюзии, увеличивая размер животного, и это может отпугнуть потенциального охотника.
Рисунок, как камуфляж, может помочь зебре слиться с окружающим ландшафтом – высокой травой саванны – и в сумерках или на рассвете, в условиях слабого освещения, спасти животному жизнь. При некоторых углах освещения полосы могут слепить хищников и затруднять охоту на зебр.
Регулярный рисунок многие ученые склонны рассматривать как способ коммуникации внутри вида: индивидуальный рисунок полос может использоваться как способ распознавания самца – самкой, детеныша – матерью. Таким образом зебры могут оценивать приспособленность особей: чем хаотичнее рисунок, тем слабее способность особи к деторождению и сохранению рода.
Еще одна версия – полосы нужны зебре для терморегуляции. Черный и белый цвета по-разному отражают солнце и нагреваются с разной скоростью, а когда они чередуются, происходит конвекция воздуха, и тело животного не перегревается.
Еще одна распространенная теория гласит: полосы помогают зебрам защищаться от мух цеце. Эти насекомые избегают полосатых поверхностей и «посадок» на зебр. Именно эта теория на сегодняшний день имеет под собой почву.
