чем полоски зебры помогают ей

Зачем зебрам полосы: учёные подтвердили одну из гипотез — она связана с насекомыми, а не с хищниками или жарой Статьи редакции

Чтобы проверить теорию, лошадей одели в чёрно-белый камуфляж.

В научном сообществе закрепилось несколько гипотез о том, зачем зебрам нужны чёрно-белые полосы. Среди них есть несколько самых популярных: полоски могут служить камуфляжем для защиты от хищников, средством для опознавания других зебр или природным кондиционером за счёт того, что полосы двух цветов по-разному нагреваются на солнце и помогают охлаждать организм. Гипотезы о защите от хищников и высоких температур уже опровергнуты.

20 февраля в научном журнале PLOS One опубликовали итоги эксперимента, который подтвердил гипотезу, высказанную в 2012 году. Согласно ей, главная функция чёрно-белых полос зебры — это защита от укусов мух и других насекомых, которые могут переносить в том числе смертельные болезни.

Чтобы выяснить, что именно в чёрно-белых полосках зебр так не нравится мухам, учёные летом 2016 и 2017 годов устроили эксперимент на лошадиной ферме возле Бристольского университета в Великобритании. Авторы снимали на видео, как слепни и оводы летают вокруг зебр и лошадей, а также то, как насекомые садятся на тело и кусают животных.

Мухи кружили рядом без проблем, но приземлялись на зебр значительно реже, чем на лошадей. При приближении к зебрам насекомые теряли контроль над траекторией полёта и вместо того, чтобы сесть на животных, врезались в них или улетали в другую сторону.

Учёные также на всякий случай нарядили обычных лошадей в три вида камуфляжа: чёрный, белый и чёрно-белый. Благодаря этому авторы исследования подтвердили, что мухи чаще приземляются на лошадей в однотонных накидках. Но на голову лошадей, которые камуфляжем не покрывали, насекомые садились с почти той же частотой.

Как заявил соавтор исследования, биолог Бристольского университета Мартин Хау (Martin How), полосы могут каким-то образом «ослеплять» мух, которые по своей природе не наделены острым зрением. Учёные связали это с оптической иллюзией бесконечно тянущихся диагональных полос (the barber’s pole). Если издалека муха может интерпретировать объект как серый, то при приближении она попадает в ступор. Это не единственный способ защиты зебр от насекомых — они также бегают и машут хвостом чаще, чем лошади.

Источник

Ученые выяснили, зачем зебрам полоски

Полосы на шкуре зебры не дают слепням садиться на них, выяснили специалисты из Калифорнийского университета в Дэйвисе и Бристольского университета. Исследование было опубликовано в журнале PLOS One.

Вопрос о функции полос зебры более 150 лет занимал умы ученых. Первоначально считалось, что они нужны для камуфляжа, но в последствии выяснилось, что полосы слабо защищают зебр от хищников. Гипотеза о необходимости полос для терморегуляции также не подтвердилась. Также предполагалось, что полосы снижают шансы пострадать от укусов слепней. Эта версия возникла еще около 75 лет назад, но механизм защиты до сих пор не был ясен.

Исследователи сравнили поведение слепней, когда те пытались нападать на зебр и на лошадей с однородным окрасом. Слепни в одинаковом количестве кружили вокруг зебр и лошадей и касались их, но в итоге по сравнению с лошадьми на зебрах оказывалось менее четверти слепней.

Кроме того, зебры быстрее лошадей отбегали от слепней и более активно обмахивались хвостом, что также мешало насекомым садиться на них.

«Казалось, что слепни просто летают над зебрами и врезаются в них, — говорит профессор Тим Каро, один из авторов исследования. — Но с лошадьми все было по-другому».

Тогда ученые нарядили лошадей в костюмы, имитирующие полосы зебры, а также в чисто черные и чисто белые костюмы. На лошадей в полосатых костюмах слепни садились гораздо реже, при этом, однако, все так же облепляя их непокрытые головы.

Наблюдая за поведением слепней, исследователи выяснили, что, приближаясь к лошадям, те замедляли движение и затем садились на их тело. При попытке «приземлиться» на зебру или лошадь в полосатом костюме слепни не успевали сбавить скорость, ударялись о тело животного и отлетали в сторону.

Дело было не в том, что костюмы мешали слепням кусать лошадей, подчеркивают исследователи — некоторые из них вполне успешно сели на животных и провели на их телах какое-то время. Не был связан эффект и со степенью поглощения ультрафиолетового излучения — если бы ультрафиолет привлекал слепней, то на лошадях в белых костюмах их было бы больше всего, а на лошадях в черных — меньше (и наоборот, если бы ультрафиолет отталкивал слепней). Однако этого не произошло.

«Снижение способности садиться на шкуру зебры может быть вызвано влиянием полос на зрительную систему слепней, — предполагает доктор Мартин Хау. — Полосы в каком-то смысле ослепляют их, когда те приближаются».

Возможно, слепни по мере приближения переставали видеть цель или рассматривать ее как подходящее место для посадки — полосы сбивали их с толку, пишут ученые.

Таким образом, отмечают исследователи, полосы на шкуре зебры не мешают слепням приближаться к ней, но препятствуют посадке на тело животного и, соответственно, снижают количество слепней, сосущих у зебры кровь. Это открытие подтверждает гипотезу о том, что эволюционное преимущество полос зебры заключается в снижении числа укусов слепней.

«В настоящее время считается, что полосы у зебр появились, чтобы защитить их от укусов насекомых. Мы наблюдали за поведением слепней возле зебр и лошадей и обнаружили, что слепни не могли замедлиться вблизи полос, что предотвращало посадку», — подводят итог ученые.

«Зрительные системы насекомых схожи во многих таксонах, и нет причин полагать, что зрительная система европейских слепней будет существенно отличаться от таковой у африканских», — говорят они.

Предположение о том, что полосы защищают тело зебры от перегревания, было опровергнуто в 2018 году. Венгерские исследователи смоделировали тело зебры, использовав металлические бочки с водой, покрытые шкурами лошади, зебры, крупного рогатого скота, а также различными черными, белыми, серыми и полосатыми узорами. На четыре месяца они установили бочки на открытом воздухе, температура внутри измерялась постоянно. Используя термографию, ученые сравнивали распределение температуры на поверхности бочки с показателями живых зебр.

У нагретых солнцем «бочек-зебр» распределение температуры оказалось таким же, как и у живых животных. При этом, когда исследователи сравнивали показатели между различными шкурами, оказалось, что бочка-зебра не сильно отличается от серой бочки по показателям даже в самые жаркие дни.

Таким образом, выяснилось, что полоски не имеют преимущества в терморегуляции над сплошным серым окрасом.

«Средняя температура бочек увеличивалась в таком порядке: белая корова, серая корова, настоящая зебра, искусственная зебра, серая лошадь, черная корова», — отметили исследователи.

В 2016 году подтвердилось, что полосы на шкуре зебры не спасают ее от хищников. Американские ученые провели эксперимент, целью которого было выяснить, с какого расстояния львы и пятнистые гиены могут увидеть зебру в разное время суток. Люди видят окраску с расстояния 50 м в дневное время и с 30 м в сумерки, когда большинство животных охотится. У хищников эта дистанция гораздо меньше. В безлунную ночь полосы видны с расстояния всего 9 м, а это значит, что даже в лесных районах полосы не обеспечивают камуфляж. А на безлесных пространствах, где зебры проводят большую часть своей жизни, львы и гиены находят зебр так же легко, как и добычу с однородной по цвету шкурой.

Источник

Вся правда о полосках зебры: тайна почти разгадана

Автор фото, Getty Images

Полосатых животных на Земле, мягко говоря, немного, а среди семейства лошадиных зебра и вовсе одна такая. Загадка ее полосатости мучила многих, выдвигались разные версии, никак не подкрепленные научно. Но в последние годы исследователи решили взяться за этот вопрос всерьез, с применением последних достижений науки.

Редьярд Киплинг в сказке «Как леопард получил свои пятна» когда-то выдвинул свою, сказочную версию появлению полосок на зебре: «От неравномерно ложившихся теней жираф, прятавшийся под деревьями, сделался пятнистым, зебра сделалась полосатой».

Но далеко ли от подобных предположений ушли современные ученые?

Интереснейший эксперимент прошел в феврале 2019 года на одном конном дворе в Великобритании. Группа эволюционных биологов из Калифорнийского университета (Дэвис) и их британские коллеги исследовали тот самый вечный вопрос: почему зебра полосатая.

Во имя науки они переодели несколько домашних лошадей: накинули на них попоны с полосками как у зебры, поместили их в загон с настоящими зебрами и начали за ними наблюдать.

Автор фото, Getty Images

У хозяйки конного двора Терри Хилл живет стадо зебр, которых она приобрела у разных британских зоопарков.

Слегка одомашненные зебры конного двора Хилл предоставили Тиму Каро, экологу из Сент-Эндрюсского университета (Шотландия), изучающему зебр почти 20 лет, редкую возможность находиться в метрах от них и наблюдать за ними в непосредственной близости.

Однако в прошлом теории выдвигались без серьезной научной проверки.

Черные с белыми полосками?

Рисунок полос и их насыщенность зависят от вида и ареала обитания. Обычно мы пытаемся понять смысл полосатости зебр, основываясь на этой разнице в окрасе и трудностях, с которыми зебры сталкиваются в дикой природе.

Автор фото, Getty Images

Тонкая и короткая шерсть зебры плохо защищает от укусов насекомых. Но вот что удивительно: анализы мух цеце не нашли в их организме следов крови зебр.

На протяжении почти ста лет устные свидетельства и эксперименты с неодушевленными моделями раз за разом показывали: мухи, как правило, не садятся на полосатую поверхность.

Серьезное подтверждение этому было получено в 2014 году, в исследовании Каро и его коллег. Они собрали данные о погоде, присутствии львов и размерах стада зебр и сравнили эти факторы с полосатостью зебр, обитающих в той или иной местности.

Согласно Каро, полосатость была более явной там, где было больше слепней.

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

Конец истории Подкаст

Исследование на конном дворе Хилл, которое было проведено в начале 2019 года, пролило новый свет на догадки Каро и его коллег.

Они наблюдали за поведением слепней в присутствии лошадей и зебр. На некоторых лошадей надели черные, белые и полосатые попоны. На зебр и лошадей в полосатых попонах садилось гораздо меньше слепней.

По его словам, он с коллегами работает над большим массивом неопубликованных видеоданных, где заснято, как насекомые приближаются к той ли иной поверхности. Ученые пытаются понять, как полоски влияют на характер посадки насекомых.

Между тем в Принстонском университете эволюционный биолог Дэниел Рубенстайн с коллегами изучает в виртуальной реальности, что видят насекомые.

Система охлаждения

Однако некоторых других исследователей зебр, среди которых британцы Элисон Кобб и Стивен Кобб, не удовлетворяет такое объяснение. Они считают, что полосы нужны зебре в основном для терморегуляции.

И хотя Элисон Кобб одобряет исследования Каро, она считает, что кусачие насекомые оказали слишком малый эффект на развитие полосатости зебр.

Автор фото, Getty Images

Среди зеленовато-коричневой гаммы африканской саванны черно-белая раскраска выглядит необычно

Идея состоит в том, что черные полоски зебры поглощают тепло по утрам, согревая животное, а белые полоски лучше отражают солнечный свет и помогают зебрам не перегреваться, пока те пасутся на солнцепеке.

Такая, казалось бы, простая логика, однако, убеждает далеко не всех.

Каро и его коллеги обнаружили лишь слабое взаимное наложение факторов расцветки зебр и максимальных температур.

Год спустя смоделированное территориальное исследование саванных зебр (наиболее распространенных в восточной и южной Африке) привело к тому, что Бренда Ларисон из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес) сформулировала: более яркие рисунки полос, кажется, более свойственны зебрам, обитающим в более теплых регионах или регионах с более интенсивным солнцем.

Однако пока эксперименты не прояснили ситуацию полностью. Исследование 2018 года пришло к выводу, что вода в бочках, окрашенных в полоску, не охлаждается сильнее, чем в однотонно окрашенных.

Но это не убедило Рубенстайна. Он считает, что в том эксперименте было слишком мало образцов и слишком много противоречивых данных.

По словам Рубенстайна, он с коллегами проводит исследование, в котором задействовано больше бутылок с водой, и эти эксперименты показывают, что полоски помогают охлаждать содержимое сосудов.

Эти данные еще не опубликованы, но он говорит, что его коллеги проверяли температуру на поверхности тела животных в смешанных стадах и обнаружили: у полосатых зебр температура была на несколько градусов ниже, чем у неполосатых животных.

Однако бочки и бутылки не могут полностью имитировать механизм охлаждения зебры. Подход подобных исследований слишком упрощен, чтобы полностью объяснить смысл полосатости зебр.

Автор фото, Getty Images

Эксперименты раз за разом показывали: мухи, как правило, не садятся на полосатую поверхность

Как и лошади, как и люди, зебры охлаждают себя, потея. Испаряющийся пот выводит излишки тепла, однако испарение должно происходить достаточно быстро, чтобы пот не накопился и не создал для животного подобие сауны.

В июне Элисон и Стивен Коббы написали в Journal of Natural History («Журнал естествознания»), что в более теплое время суток у темных полос на теле зебры температура была на 12-15 градусов Цельсия выше, чем у белых.

Коббы предполагают, что такая постоянная разница в температуре может создавать легкое движение воздуха.

Они также обнаружили, что шерсть на черных полосах поднимается в ранние утренние часы и в полдень. Таким образом она сохраняет тепло холодным утром и помогает испарению пота в полдень.

Они не прячутся, они убегают

В монографии «Полоски зебры», вышедшей в 2016 году, Каро перечисляет многочисленные свидетельства, которые опровергают то, что зебры якобы используют свою полосатость для отпугивания хищников или для того, чтобы сбить их с толку.

Кроме того, этим животным свойственно убегать от хищников, а не прятаться от них. И львы, судя по всему, не испытывают никаких проблем, чтобы закусить полосатым животным.

Автор фото, Getty Images

Зебры обычно убегают от хищников, а не прячутся от них

Он подчеркивает, что в предыдущих исследованиях проверялось, могут ли полоски ввести в заблуждение человека, а не льва.

«Когда речь идет о каком-либо конкретном нападении на зебру, мы не знаем, насколько оно было успешным». Он с коллегами сейчас изучает, как львы нападают на полосатые и неполосатые объекты.

Несмотря на всю тщательность и настойчивость последних исследований, ответ остается не до конца убедительным. Вполне возможно, что полоски эволюционировали, чтобы решать сразу несколько проблем.

Трудность состоит в том, что жалящих насекомых обычно много там, где тепло и влажно.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Источник

Почему зебра полосатая?

Ученые уже несколько десятилетий ведут споры об эволюционных причинах возникновения черно-белых полосок на теле зебр. На данный момент у них есть три теории о предназначении необычной текстуры животных — они могут быть нужны для защиты от насекомых и хищников, легкого распознавания сородичей и для правильного теплообмена в жарких африканских условиях. Последняя теория кажется наиболее правдоподобной, и недавно теплообменные свойства полосок были доказаны двумя натуралистами-любителями.

Исследование было проведено супругами Стивеном и Элиссон Кобб — они провели в Африке целые годы, и проводили различные исследования окружающей среды. Во время сбора полевых данных о ряде животных Кении, они провели первое в истории исследование по выявлению теплообменных функций полосок зебр, находясь в их естественной среде обитания. Прежние исследования, как правило, проводились в специальных загонах.

Черно-белые полоски зебры нужны для теплообмена

Во время слежения за двумя зебрами, жеребцом и кобылой, исследователи заметили разницу в температуре черных и белых полос — то же самое ранее наблюдали и другие ученые. По мнению биологов, температурные различия помогают поддерживать температуру тела животного на оптимальном уровне, создавая конвективные движения воздуха. Однако супруги Кобб сделали и новое открытие.

Измерив температуру тела мертвой зебры они обнаружили, что при наличии такого же полосатого покрова, оно имеет более высокую температуру — это явный признак того, что в терморегуляции участвуют и другие процессы. По мнению исследователей, теплорегуляция работает только у живых зебр, потому что у них есть удивительный навык поднимать волосы на черных полосках, оставляя белые полосы ровными. Они уверены, что именно это помогает им отводить от себя лишнее тепло.

Элисон Кобб в Найроби, 1991 год

Также в терморегуляции большую роль играет способ отвода пота — вся влага от кожи передается на кончики волос в виде пенистых капель, которые испаряются гораздо быстрее, чем обычные капли влаги.

Механизм регуляции тепла в организме зебры — гораздо сложный и интересный процесс, чем мы могли себе представить. Для полного понимания того, как полосы помогают зебрам контролировать температуру, нам еще предстоит сделать много работы по сбору доказательств, — поделилась Элисон Кобб.

Зачем зебре черно-белые полосы? Другие теории

При всем этом, не стоит забывать и о других возможных предназначениях черно-белых полос на теле зебр, потому что у них может быть сразу несколько функций. Например, они совершенно точно отпугивают от животных мух и других насекомых — это было доказано в ходе эксперимента, где обычную лошадь переодели в полосатый костюм.

Также полосы могут использоваться в качестве камуфляжа, защищающего животных от хищников. Об этом свидетельствуют исследования, результаты которых были опубликованы в научном журнале PLoS ONE в 2011 и 2013 годах. Почитать обо всех предположениях ученых можно в нашем материале.

Какая из трех теорий вам кажется самой реалистичной? Своим мнением можно поделиться в комментариях, или же в нашем Telegram-чате.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Там у нас было для осуждения четыре версии:

1. полосатая окраска сбивает с толку львов во время атаки.
2. это форма мимикрии, она делает животное менее заметным на окружающем фоне.
3. уникальный рисунок, подобно отпечаткам пальцев, и животные могли бы запоминать и узнавать друг друга.
4. гипотеза связана с насекомыми-кровососами

Так вот, недавно опубликована научная работа, подтверждающая одну из теорий.

Группа биологов из Бристольского университета в ходе экспериментов нашла наконец ответ на этот вопрос: полосы дезориентируют слепней и мух цеце, которые в результате гораздо меньше беспокоят зебр, чем других животных.

Слепни одинаково кружили как над лошадьми, так и над зебрами, но приземлялись на разные поверхности по-разному

Они не первые, кто делает такой вывод: семь лет назад исследователи из Венгрии и Швеции, проведя похожие опыты, пришли к аналогичным выводам.

Однако после того были выдвинуты и другие теории, объясняющие полосатую окраску зебр.

Бристольские ученые провели следующий эксперимент: они вывели на поле в английском графстве Сомерсет трех живущих в неволе бурчелловых зебр (наиболее распространенный вид зебр) и девять обычных лошадей разных мастей — гнедую, вороную, белую и серую.

Зебры и лошади выводились на выпас на разные, но прилегавшие друг к другу поля в одни и те же дни. На лошадей в произвольном порядке надевались различные попоны, как одноцветные, так и полосатые — с рисунком, повторяющим шкуру зебры.

В ходе этого эксперимента выяснилось, что слепни ведут себя практически одинаково вокруг лошадей и зебр, пока дело не доходит до приземления.

«Мы наблюдали, что слепни летели очень быстро, но потом чуть ли не разворачивались, а иногда даже врезались в зебру со всего ходу вместо того, чтобы совершить нормальную посадку», — пояснил ход эксперимента доктор наук Мартин Хау, один из соавторов этой работы, в интервью газете Guardian.

Ученые проводили в поле по 16 часов в день, фиксируя свои наблюдения на видео в течение нескольких летних месяцев в 2016-17 гг.

Выяснилось, что слепни одинаково кружили как над лошадьми, так и над зебрами, но гораздо реже приземлялись именно на полосатый рисунок — как шкуры настоящих зебр, так и попоны, лежавшие на лошадях.

«С расстояния более двух метров или около того зебра [для слепней и мух] выглядит совершенно так же, как и серая лошадь: они совершенно не могут различить полоски», — сказал Хау.

Как пояснил ученый, внезапное возникновение полос в поле зрения при быстром приближении либо удивляло насекомых, заставляя их менять траекторию полета, либо нарушало их восприятие того, как быстро движется животное, на которое они хотели бы приземлиться, и это мешало им совершить точную посадку.

Маскировка с целью не привлекать внимание хищников, терморегуляция и даже возможность лучше общаться с сородичами — такие гипотезы появления у зебры полосок были на протяжении последних 150 лет среди наиболее популярных.

«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.

Ученый также посоветовал любителям активного образа жизни на природе брать пример с зебр и выбирать полосатую одежду или, на худой конец, с любым крупным узором, чтобы уберечься от укусов назойливых насекомых.

Источник