Полосатых животных на Земле, мягко говоря, немного, а среди млекопитающих семейства лошадиных зебра вообще одна такая. Загадка ее полосатости мучила многих, выдвигались различные версии, которые никоим образом не были подкреплены научно. Но в последние годы исследователи решили взяться за этот вопрос серьезно, с применением последних достижений науки.
Редьярд Киплинг в сказке «Как леопард получил свои пятна» выдвинул свою, сказочную версию появления полосок на зебре: «От того, что на них падали подвижные тени от деревьев, жирафа стала пятнистая, а зебра стала полосатая».
Однако далекие от подобных предположений современные ученые?
Очень интересный эксперимент провели в феврале 2019 года на одном конном дворе в Великобритании. Группа эволюционных биологов из Калифорнийского университета (Дэвис) и их британские коллеги исследовали то именно 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 отряд с настоящими зебрами и начали за ними наблюдать.
Идея маскировать лошадь под зебру пришла в голову не только эволюционным биологам: на снимке — конь, покрытый полосатой попоной, на шоу в Керкбіморсайд (Англия) в августе прошлого года
У владелицы конного двора Терри Гилл живет стадо зебр, которых она выкупила в различных британских зоопарков.
Госпожа Хилл — активная сторонница сохранения диких непарнокопытных, ее стадо зебр — один из способов остановить исчезновение этих животных.
От того, что на них падали подвижные тени от деревьев, жирафа стала пятнистая, а зебра стала смугастаРедьярд Киплинг «Как леопард получил свои пятна»
Итак, зебры с конного двора Гилл попали в Тима Каро, эколога из университета Сент-Эндрюса (Шотландия), что изучает зебр почти 20 лет.
«Люди более века обсуждают полосатость зебр, а надо просто провести ряд хорошо продуманных экспериментов, чтобы разобраться в феномене», — говорит он.
В течение последних ста лет ученые выдвигали множество причин (минимум 18!) появления полос на шкуре зебр — от маскировки и угрозы к уникальному для каждого животного маркировки, подобного отпечатков пальцев человека.
Черные с белыми полосами?
Зебры, как и ослы, принадлежат к семейству лошадиных. Среди них три вида зебр, пасущихся в саваннах восточной и южной Африки, — единственные полосатые животные с белыми непігментованими полосками шерсти на черной коже.
Рисунок полос и их насыщенность зависят от вида и ареала обитания. Обычно мы пытаемся понять смысл полосатости зебр, основываясь на этой разнице в окраске и трудности, с которыми зебры сталкиваются в дикой природе.
Происхождение полос и их функция — как и раньше, предмет научных споров. Но последние исследования в целом сконцентрированы лишь на трех причинах: защита от насекомых, терморегуляция и защита от хищников.
Насекомые приносят много неприятностей животным Африки
Насекомые, которые кусают и пьют кровь, — головная боль для животных Африки. Кроме того, слепни и мухи цеце переносят такие заболевания, как сонная болезнь (летаргический энцефалит), африканская чума лошадей и потенциально смертельный конский грипп.
Тонкая и короткая шерсть зебры плохо защищает от укусов насекомых. Но вот что странно: анализы мух цеце не обнаружили в их организме следов крови зебр.
В течение почти ста лет устные свидетельства и эксперименты с неживыми моделями раз демонстрировали: мухи обычно не садятся на полосатую поверхность.
Серьезное подтверждение этому получили 2014 года, во время исследования Каро и его коллег. Они собрали данные о погоде, присутствие львов и размеры стада зебр и сравнили эти факторы с полосатостью зебр, обитающих в той или иной местности.
Как свидетельствует господин Каро, полосатость была более заметной там, где было больше слепней.
«Это исследование подтвердило нечто действительно важное, — рассказывает ученый. — И, кстати, мы не нашли никаких подтверждений других гипотез».
На зебр и лошадей в полосатых попонах садилось гораздо меньше слепней
Исследования на конном дворе госпожи Гилл, что провели в начале 2019 года, пролило новый свет на догадки Каро и его коллег.
Они наблюдали за поведением шмелей 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.
Насекомые пытались сесть на полосатую поверхность, но у них не получалось притормозить перед посадкой — они просто ударялись о поверхность и отскакивали от нее.
По словам ученого, он с коллегами работает над большим массивом неопубликованных видео, где снято, как насекомые приближаются к той или иной поверхности. Ученые пытаются понять, как полоски влияют на характер посадки насекомых.
Тем временем в Принстонском университете эволюционный биолог Дэниел Рубенстайн с коллегами изучает в виртуальной реальности, что видят насекомые.
Система охлаждения
Однако некоторых других исследователей зебр, в частности британцев Элисон Кобб и Стивена Кобба, не удовлетворяет такое объяснение. Они считают, что полосы нужны зебре основном для терморегуляции.
И хотя Элисон Кобб одобряет исследования Каро, она считает, что кусачие насекомые очень незначительным образом повлияли на развитие полосатости зебр.
«Зебрам нужно избегать перегрева, а кусачие насекомые появляются в определенные периоды года и в определенных районах, но не так опасны, как перегрев», — говорит госпожа Кобб.
Среди зелено-коричневой гаммы африканской саванны черно-белая расцветка смотрится необычно
Идея заключается в том, что черные полоски зебры поглощают тепло утром, согревая животное, а белые полоски лучше отражают солнечный свет и помогают зебрам не перегреваться, пока те пасутся на солнце.
Такая, казалось бы, простая логика убеждает далеко не всех.
Каро и его коллеги обнаружили слабое взаимодействие окраска зебр и максимальных температур.
Год назад смоделировано территориальное исследования саванних зебр (которые вообще обитают в восточной и южной Африке) позволило Бренди Ларисон из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес) сделать такой вывод: более яркие рисунки полос, кажется, более свойственные зебрам, обитающих в более теплых регионах или в регионах с более интенсивным солнцем.
Однако пока эксперименты не прояснили ситуацию полностью. Исследования 2018 года показало, что вода в бочках, окрашенных в полоску, не охлаждается сильнее, чем в однотонных.
Зебры, как люди и лошади, охлаждают собственное тело, потея
Но это не убедило Дэниела Рубенстайна. Он считает, что в том эксперименте было слишком мало образцов и слишком много противоречивых данных.
По словам господина Рубенстайна, он с коллегами проводит исследования с большим количеством бутылок с водой, и эти эксперименты показывают, что полоски помогают охлаждать их содержимое.
Эти данные еще не опубликованы, но он говорит, что его коллеги проверяли температуру на поверхности тела животных в смешанных стадах и обнаружили: в полосатых зебр температура была на несколько градусов ниже, чем у животных, не имевших полос на коже.
Однако бочки и бутылки не могут полностью имитировать механизм охлаждения зебры. Подход подобных исследований слишком упрощенный, чтобы полностью объяснить смысл полосатости зебр.
Как свидетельствуют эксперименты, мухи обычно не садятся на полосатую поверхность
Зебры, как люди и лошади, охлаждают собственное тело, потея. Пот испаряется и 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 Кобби написали в Journal of Natural History, что в более теплое время суток темные полосы на теле зебры имеют температуру на 12-15 °C выше, чем белые.
Ученые Коббе предполагают, что такая разница температур может создавать легкое движение воздуха.
Они также обнаружили, что шерсть на черных полосах поднималась в утреннее время и в полдень. То есть, она сохраняет тепло холодным утром и помогает испарению пота в полдень.
Они не прячутся, они убегают
По еще одной гипотезы — о том, что полоски помогают зебрам защититься от хищников, — то здесь господин Каро настроен скептически.
В монографии «Полоски зебры», вышедшей 2016 года, он перечисляет многочисленные доказательства, которые опровергают то, что зебры якобы используют свою полосатость для отпугивания хищников, или для того, чтобы сбить их с толку.
Зебры проводят большую часть времени на открытых пространствах саванны, где их полоски очень заметны, и совсем мало времени — в лесах, где полоски могли бы служить камуфляжем.
Кроме того, этим животным свойственно убегать от хищников, а не прятаться от них. И львы, судя по всему, не имеют никаких проблем с тем, чтобы закусить полосатыми животными.
Зебры обычно убегают от хищников, а не прячутся от них
Дэниел Рубенстайн, однако, все еще работает над этой гипотезой, признавая, что из троих она — самая тяжелая для проверки.
Он подчеркивает, что в предыдущих исследованиях проверялось, полоски могут ввести в заблуждение человека, а не льва.
«Когда речь идет о конкретном нападение на зебру, мы не знаем, насколько он был удачным». Он с коллегами сейчас изучает, как львы нападают на полосатые и несмугасті объекты.
Как видите, вопрос о том, почему у зебры есть полоски, оказалось очень трудным и рискованным — Стивена Кобба уже кусали за руку, и он дважды попадал в больницу.
Несмотря на всю тщательность и настойчивость последних исследований, ответ остается не до конца убедительной. Вполне возможно, что полоски эволюционировали, чтобы решать сразу несколько проблем.
Доказано, что они защищают животных от насекомых. Возможно, удастся окончательно доказать, что они — важный инструмент в борьбе с перегреванием тела зебры.
Сложность заключается в том, что кусачих насекомых обычно много там, где тепло и влажно.
«Как разделить два этих фактора? Это самая сложная часть исследования, — подчеркивает Дэниэл Рубенстайн. — Я не буду возражать, если мне скажут, что они работают одновременно».
—
Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.
Хотите получать самые важные новости в мессенджер? Подписывайтесь на наш Telegram или Viber!
комментарии закрыты.