Загадки природы: учёные выяснили зачем зебрам полосы - Домашние наши друзья
Zorkamilk.ru

Домашние наши друзья
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Загадки природы: учёные выяснили зачем зебрам полосы

Ученые узнали, зачем зебрам нужны полоски

Зебры – подрод рода лошади, включающий три вида: равнинная, пустынная и горная. Ранее эти животные были распространены по всей Африке, но сейчас в северной части континента они полностью истреблены. Черно-белая полосатая окраска у каждой зебры уникальна; ее можно сравнить с отпечатками пальцев у человека. По рисунку детеныш зебры узнает свою мать.

В описании окраски зебры ранее встречались две взаимоисключающие позиции: «белая лошадь в черную полоску», или же наоборот. В последние годы большинство ученых склоняется к версии «черная лошадь в белую полоску», поскольку исследования эмбрионов показали наличие у них темного кожного покрова, а белые полосы формируются уже на более поздних стадиях развития плода. Нет и единого мнения, зачем зебрам нужны полоски. Очевидно, что они достаточно успешно выполняют функцию защиты от врагов, но какую именно – было не понятно.

Исследование проводили ученые из университета Квинсленда в Австралии и Лондонского университета. В рамках эксперимента была разработана компьютерная модель, показавшая, что полоски сбивают с толку и хищников, и кровососущих насекомых. Это и ранее было одной из версий. В мировой практике с начала XX века используется так называемый Dazzle camouflage: рисунок, состоящий из полос различной длины и ширины наносится на боевую технику не для маскировки объекта, а для того, чтобы противник не мог на глаз определить размеры, форму, направление и скорость движения техники. Еще одно название этой разновидности камуфляжа, Razzle Dazzle, переводится с английского как «суматоха», точно описывая производимый им эффект.

Вместе с тем, ученые также предполагали, что яркие белые и черные полосы на теле зебры ослепляют хищников. Звучало мнение, что на тусклом сером фоне равнин такая окраска делает зебр «невидимыми» – они сливаются с пейзажем. С помощью компьютерных имитаций, основанных на алгоритмах обнаружения движения, ученые установили, что речь все же в первую очередь идет об оптических иллюзиях.

Хищник перед нападением должен точно оценивать и скорость, и размеры жертвы. В случае с бегущей зеброй это сделать крайне сложно: широкие диагональные полосы на боках, узкие вертикальные полосы на спине и шее дезориентируют смотрящего. С теми же трудностями сталкиваются насекомые: они не могут понять, куда им приземлиться, поскольку поверхность постоянно «меняется».

Эффект особенно усиливается в то время, когда зебры передвигаются стадом. Исследователи проводят параллель с другими полосатыми представителями мира фауны – это, например, рыба зебровидный дасцилл (Dascyllus aruanus) или змея желтогубый плоскохвост (Laticauda colubrina). Яркие полоски не привлекают к ним врагов, выполняя, по всей видимости, те же функции «сбивания с толку». Результаты исследования опубликованы в журнале Zoology.

Зачем зебрам нужны полоски: ученые разгадали загадку природы

Одна из самых интересных загадок человечества, возможно, была разгадана британскими учеными, которые смогли доказать, что полоски зебре нужны не для конспирации, а для борьбы с вредителями. Данное исследование, в котором пришлось надевать костюмы зебры, дало новые научные теории для размышления.

Полоски зебры: новое исследование

Исследование, которое недавно было опубликовано в английском журнале, описывало работу ученых, которые нарядили обычную лошадь в полосатый костюм. Таким образом они хотели доказать теорию о том, что полоски зебре помогают отпугивать насекомых.

Доктор Мартин Хоу, соавтор исследования из Бристольского университета, сказал: «Мухи, казалось, вели себя относительно естественно, летая вокруг зебр и лошадей, пока не решили сесть на животных».

Ученые заметили, что слепни, например, не могут подлететь к зебре и, видимо, виной этому полоски, из-за которых у насекомых рябит в глазах.

Ради эксперимента пришлось нарядить обычных лошадей в полосатые костюмы

Исследователи работали над своим проектом около 16 часов, большую часть из которых они просто наблюдали за лошадьми в поле, которые были облачены в полосатые накидки, и тремя обычными зебрами.

В то время как слепни кружили или дотрагивались до животных с одинаковыми скоростями, посадка на них была другим вопросом, с более низким показателем для зебр, чем для лошадей.

Чтобы проверить, что эффект не был вызван разным запахом зебр и лошадей, исследователи надели черно-белые костюмы на семерых лошадей по очереди. Хотя не было никакой разницы в скорости, с которой мухи приземлялись на выставленные головы лошадей, они касались и приземлялись на шубу зебры гораздо реже.

Команда заявила, что полосы не действуют как сдерживающий фактор на больших расстояниях, но дают должный эффект, когда мухи приближаются — возможно, из-за низкого разрешения зрения мух.

Читать еще:  Подкинутый комок свалявшейся шерсти оказался котом

«На расстоянии более двух метров или около того зебра будет выглядеть как серая лошадь — мухи вообще не смогут увидеть полосы», — сказал доктор Хоу. Он добавил, что наиболее вероятные механизмы сдерживающего эффекта заключаются в том, что внезапное обнаружение полос при резком приближении либо удивляет насекомых и заставляет их отклоняться, либо мешает их восприятию, так как из-за полосок все начинает рябить.

Ученые также сказали, что скорее всего, полосы у зебр появились именно из-за обеспечения безопасности

«С точки зрения эволюции, зебра обитала в тех частях света, где мухи переносят довольно неприятные заболевания, и поэтому могут быть очень серьезные последствия от их укусов», — сказал Хоу.

Однако он добавил, что объяснение может не быть правдивой историей, ведь исследователи ранее предполагали, что полосы могут использоваться как камуфляж, помогать терморегуляции или участвовать в какой-то социальной функции. Хотя Хоу сказал, что есть некоторые доказательства последнего утверждения, он указал, что львы, например, никак не реагируют на полосы.

Тем не менее, как отмечалось ранее, последний эксперимент был проведен в Англии, а не в месте обитания опасных мух.

Теперь все любители активного отдыха могут взять на заметку это открытие и надевать на себя как можно больше полосатых вещей, которые помогут избежать нежелательных укусов.

Ученые выяснили, почему зебры полосатые

Зебры, пожалуй, одни из самых красивых и необычных представителей семейства лошадиных, в первую очередь благодаря своим необычным черно-белым полоскам на теле. Ученые столетие ломали голову, зачем природа их так раскрасила. Были предположения, что такое чередование полос сбивает с толку хищников — увы, оно не оправдалось, у львов от зебр в глазах не рябит. Еще одно предположение говорило о том, что чередование полос обеспечивало различный прогрев кожи, что сбивало с толку кровососущих насекомых — и это оказалось не совсем так.

Элисон и Стивен Коббы, биологи и авторы нового исследования, опубликованного в этом месяце в Journal of Natural History, утверждают, что разгадали эту тайну. По их словам, необычная окраска зебр помогает этим животным не перегреваться на солнце: пот, испаряясь, создает конвекционные потоки между полосами, помогая лучше охлаждать кожу. Добавляя сюда то, что зебры умеют поднимать шерсть на черных участках своего тела, тем самым увеличивая их площадь и ускоряя испарение пота, открывается интересный механизм того, как уникальный рисунок зебр помогает им управлять своей температурой в жару.

Чета биологов провела много лет вместе в странах Африки к югу от Сахары, где они вместе работали над исследованиями в области окружающей среды. В том числе они изучали зебр в их естественной среде обитания в Кении, чтобы понять роль полос в контроле температуры. Исследователи собрали полевые данные от двух живых зебр, жеребца и кобылы, и сравнили их со шкурой зебры, расправленной на вешалке.

Данные показали разницу в температуре между черными и белыми полосами, которая увеличивается по мере того, как в течение дня Солнце нагревает саванну. В то время как это различие в температуре стабилизируется на живых зебрах еще утром, и черные полосы в итоге оказываются на 12-15ºC горячее белых, полосы на безжизненной шкуре зебры продолжают нагреваться дальше, еще на целых 16ºC. Это явно указывает на то, что существует механизм подавления перегрева у живых зебр. Поэтому то, как именно зебры используют полосы для охлаждения, является ключом к пониманию того, почему все они имеют свой уникальный рисунок полос.

Как и все виды в семействе лошадиных, зебры потеют, чтобы не перегреваться. Недавние исследования показывают, что прохождение пота у лошадей от кожи до кончиков волос облегчается белком, называемым латерином, который также присутствует и у зебр. Это делает пот пенистым, увеличивая его площадь поверхности и уменьшая поверхностное натяжение, поэтому он быстрее испаряется и лучше предотвращает перегрев животного.

Исследователи предполагают, что перепады температур и активность воздуха на черных и белых полосах создают небольшие конвективные движения воздуха внутри и чуть выше полос, которые дестабилизируют воздух и водяной пар на кончиках волос и ускоряют процесс испарения.

Во время полевых исследований авторы также заметили — вероятно, впервые — что зебры обладают неожиданной способностью поднимать шерсть на своих черных полосах, в то время как на белых полосах шерсть остается приглаженной. Авторы предполагают, что поднятие черной шерсти в дневную жару, когда полосы находятся при разных температурах, способствует передаче тепла от кожи к поверхности волос. И, наоборот, когда полосы находятся при одинаковой температуре прохладным ранним утром, и нет движения воздуха, поднятые черные волосы помогают уловить воздух, чтобы уменьшить потери тепла в это время.

Читать еще:  Зоопарк в Англии предложил посетителям поиграть со львами в игру «кто сильнее»

Хорошо видно, что шерсть поднимается только на черных полосках.

Эти три компонента — конвективные движения воздуха, потоотделение с помощью латерина и поднятие черной шерсти — работают вместе как механизм, позволяющий зебрам отводить пот с кожи, чтобы он мог более эффективно испаряться и помогать им остывать.

Авторы также предполагают, что конвекционные потоки от черных полос могут мешать садиться на кожу различным кровососущим насекомым. Такое поведение насекомых наблюдалось в недавно опубликованных исследованиях о полосах зебр и может дать дополнительное преимущество последним.

Есть данные из других недавних исследований, которые подтверждают идею о том, что контроль тепла может быть ключом к тому, почему зебры имеют такую уникальную раскраску. Было продемонстрировано, что полоски зебры становятся заметно более выраженными у животных, живущих в самом жарком климате, вблизи экватора. Размеры зебр также уменьшаются с приближением к экватору, обеспечивая большее соотношение площади поверхности к объему, что помогает животным лучше рассеивать тепло за счет испарения.

Элисон Кобб, ведущий автор новой статьи, говорит: «с тех пор, как я в детстве прочитала рассказ Киплинга «Как леопард получил свои пятна», я задавалась вопросом, для чего нужны полосы зебре. В течение многих лет, проведенных в Африке, нас всегда поражало, сколько времени зебры проводят на пастбище в палящую дневную жару, и мы чувствовали, что полосы могут помочь им каким-то образом контролировать свою температуру».

«Мои первые попытки сорок лет назад проверить эту гипотезу включали сравнение температуры воды в масляных бочках, накрытых разноцветным войлоком, но мне показалось, что это был недостаточно хороший эксперимент, и я хотела посмотреть, как ведут себя полосы на живых зебрах».


Конвекционные потоки воздуха рядом с полосками зебр не дают садиться кровососущим насекомым им на кожу. Лошадям и людям в этом плане не везет.

«Стив, человек, который позже стал моим мужем и соавтором, преподавал тогда биологию в Университете Найроби, и учил студента, работающего с зебрами, который сказал, что может успокоить их, чистя им шерсть метлой с длинной ручкой. Это придало мне смелости, и в 1991 году я попросила разрешения пойти в приют для животных в Национальном парке Найроби, чтобы посмотреть, смогу ли я приручить одну из диких зебр в загоне, расчесывая ее с помощью швабры. К одному из животных никогда не прикасался человек с момента его поимки. К моему огромному удовольствию, эта зебра нашла почесывание щеткой очень приятным и по мере того, как проходили дни, она постепенно позволяла мне чесать ее все больше и больше. Два года спустя я вернулась в Найроби и пошла в загон с щеткой. Та же кобыла-зебра подняла голову, пристально посмотрела на меня и подошла ближе, чтобы я снова могла ее почесать».

«Лишь несколько лет спустя у нас появилась возможность собирать полевые данные с зебр в Африке, и тогда же мы заметили их способность поднимать волоски на своих черных полосах, в то время как белая шерсть продолжала лежать. Это было совсем недавно. Когда была открыта роль латерина в том, чтобы помочь лошадям сохранять прохладу, все стало на свои места».

«Решение проблемы теплового баланса зебры умнее, сложнее и красивее, чем мы себе представляли. Конечно, предстоит еще много работы, чтобы собрать доказательства и полностью понять, как полосы помогают зебрам контролировать температуру, но мне сейчас 85, так что это станет задачей для других».

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.

Читать еще:  Сколопендра вместо кота: ядовитая многоножка живёт дома у студента

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.

В Африке, где обитают зебры, слепни переносят опасные заболевания, вызывающие истощение и смерть, поэтому появление полос может быть прямым следствием смертельной угрозы, добавляют исследователи.

«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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector