举个栗子:斑马为何这“斑”模样?

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举个栗子:斑马为何这“斑”模样?

斑马们身上的斑纹从何而来? 这听起来就像吉卜林没有时间写作一样。现在,你认为有些人可能已经找到这个问题的正确答案。但是,事实上,斑马身上的斑纹仍是一个生物学谜题。进化论认为,现代斑马的祖先身上的斑纹是随机出现的。那些身上有斑纹的斑马会比身上无斑纹的斑马的繁殖能力能强。一代又一代,终于,那些身上有斑纹的斑马变得越来越多,比无斑纹的斑马生存的更长久。

但是,多年以来,令科学家们感到困惑的是,有斑纹的斑马的优势到底是什么。问题不是科学家们没有找到合适的答案,而是他们有太多合适的答案。也许,斑纹能让斑马与植被融为一体,模糊食肉动物的视线。也许,斑纹能让食肉动物很难判断驰骋草原的斑马的速度与距离。(受这个想法的启发,一战期间轮船使用这种伪装方法。)也许,斑纹能防止携带病菌的蚊子叮咬。也许,每个斑马身上独特的斑纹图案有一定的社会功能,能够让斑马容易地辨别自己斑马群的斑马。也许,有时,斑纹还能保护斑马,抵御炎热。

以上这些对斑马纹的解释似乎都有道理,很难从中选择最准确的解释。但现在,4月1日发行的《自然通讯》上一篇论文有力地支持“斑纹能够抵御蚊虫叮咬”的论点。丹尼尔?鲁宾斯坦是普林斯顿大学的生物学家和斑马研究专家.他说,“到目前为止,蚊虫假说是最贴切的。这篇新论文为蚊虫假说增加了新的依据。”他尽管这样评论,但他并没有参与这项论文的研究。由于昆虫经常携带致命性疾病,抵御蚊虫叮咬是非常有用的。此外,尽管吸血蚊虫只会吸一丁点儿血,但是每天被咬几千口,失血量也是相当多的。

在此论文之前,已经有吸血蚊虫不会停留在有斑纹的皮肤上的实验依据。加州大学戴维斯分校的生物学家,同时也是这项新研究的首席作者蒂姆:卡罗告诉我,“我们发现吸血蚊虫不喜欢有条纹的表面,但我们并不知道其原因。”假如科学家们能和斑马进行合作,那么他们就能解释斑纹是否能够起作用,阻止蚊虫的叮咬。但这并不能消除假说的矛盾性。(也许,躲避狮子才是拥有斑纹的主要原因。而且在实验室内进行上述试验有点困难。)

因此,卡罗和同事们尝试了不同的方法。他们用20种已知的野生马科动物及其亚种,包括斑马、马、野驴,然后观察每个种群有多少条纹,以及其条纹出现在身体的哪个部位。然后,他们将动物身上出现条纹的原因分类。动物身上出现条纹是其进化的结果,例如,天敌出没、气候变化或者斑马聚居地的植被。

几乎这些因素都跟马或马的亚种身上的条纹没有关系,不论条纹深浅、疏密,但蚊虫大肆流行除外。(事实上,地球上许多地方无法绘制蚊虫集中图。因此,科学家用一种替代的方法:蚊虫喜爱的湿热环境。因为,理论上,炎热与潮湿对产生条纹有一定影响,而对蚊虫无影响。但实际上,多数科学家认为炎热与潮湿对蚊虫无影响是不可能的。因此,这种替换并不是一个完美的解决方法) 尽管之前的研究有提示,但是,卡罗和同事们还是坚持自己是对的。他说,“我太惊讶了。在这一年,经过一次又一次的研究之后,我们发现又多又密的条纹跟该地区有较多的吸血蚊虫有关。”

最终,让卡罗感到轻松地是解决这个简单到令人发狂的问题他说,“最后,我们不再问‘为何斑马有斑纹’。而是开始好奇‘是什么阻止蚊子停落在条纹表面呢’。” 令卡罗还有兴趣的问题是,主要的疾病或失血是否促使蚊虫叮咬动物。他说,“这就是科学。你回答了一个问题,随之会出现六个甚至更多的问题。”

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