科學測試關注斑馬條紋外套的優點。 蒂姆卡羅, CC BY-ND
斑馬以其對比鮮明的黑白條紋而聞名 - 但直到最近，沒有人真正知道為什麼他們會運用他們不尋常的條紋圖案。 早在十幾年前，就像查爾斯·達爾文和阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士這樣偉大的維多利亞生物學家就已經討論過這個問題了。
從那以後，許多想法都擺在桌面上，但只是在過去的幾年裡才有認真的嘗試來測試它們。 這些想法分為四大類：斑馬有條紋逃避掠食者捕獲，斑馬因社會原因而條紋，斑馬條紋保持涼爽，或者它們有條紋以避免咬蒼蠅攻擊。
只有最後一個才能經得起審查。 和 我們的最新研究 有助於填寫更多有關原因的詳細信息。
斑馬條紋有什麼優勢？
條紋可以幫助斑馬避免成為捕食者的一餐嗎？ 這個想法有很多問題。 野外實驗表明，即使光照較差，斑馬在樹木間或草地中也會突出人眼 - 它們似乎遠非偽裝。 當逃離危險時，斑馬不會表現出最大化可能由條紋引起的混亂，做出假設 令人眼花繚亂的掠食者站不住腳的想法.
更糟糕的是，這個想法，獅子和斑點鬣狗的視力比我們的弱得多; 這些掠食者只能在斑馬非常近距離時解決條紋，無論如何它們都可能聽到或聞到獵物。 所以有條紋 在反捕食者防禦中不太可能有用.
最具破壞性的， 斑馬是獅子的首選獵物 - 在非洲研究後的研究中，獅子會殺死它們的數量超過預期。 因此條紋不能成為對抗這種重要食肉動物的非常有效的反捕食者防禦。 對於逃避掠奪者假設而言，這麼多。
條紋有助於斑馬與自己物種的成員交往的想法怎麼樣？ 每隻斑馬都有獨特的條紋圖案。 它可以用於個人識別嗎？ 鑑於均勻著色的家養馬可以，這種可能性似乎非常不可能 通過視覺和聲音認出其他人。 馬家庭的條紋成員 不要互相修飾 - 一種社會聯繫的形式 - 不僅僅是無條件的等距物種。 非常不尋常 群體成員不會迴避無條紋的個體斑馬，他們成功繁殖。
那種對抗非洲炎熱太陽的防禦怎麼樣？ 鑑於黑色條紋可能會吸收輻射並且白色條紋反射它，一個想法提出條紋沿著動物的背部設置對流，從而冷卻它。
再次，這似乎不太可能：仔細的實驗，其中大型水桶用條紋或均勻的彩色毛皮覆蓋，或塗有條紋或無條紋，顯示 內部水溫無差異。 此外，野外斑馬，黑斑羚，水牛和長頸鹿的熱成像測量顯示斑馬 不冷 比他們與之生活的其他物種相比。
條紋的最後一個想法在第一次腮紅時聽起來很荒謬 - 條紋阻止昆蟲叮咬獲得血粉 - 但它有很多支持。
1980s的早期實驗報告了采采蠅和馬蠅 避免落在條紋表面上 並一直 最近確認 .
然而，最令人信服的是來自七種馬類生活物種的地理範圍內的數據。 這些物種中的一些是條紋（斑馬），一些不是（亞洲驢），一些是部分條紋（非洲野驢）。 跨物種及其亞種， 條紋強度與咬蠅煩惱密切相關 在非洲和亞洲。 也就是說，在一年中長時間延長馬蠅煩惱的地區的野生馬科動物最有可能具有明顯的條紋圖案。
我們認為非洲需要條紋的原因是非洲叮咬蒼蠅攜帶錐蟲病，非洲馬病和馬流感等疾病，這些疾病對於馬科動物來說可能是致命的。 斑馬是 特別容易通過咬飛蠅口器進行探測 因為他們短的外套。 擁有一種有助於逃避果蠅及其攜帶的致命疾病的毛皮模式將是一個強大的優勢，意味著條紋將傳遞給後代。
測試條紋和蒼蠅不混合的想法
但條紋如何真正對咬蒼蠅施加影響？ 我們開始研究這個問題 在英國薩默塞特（Somerset）穿著制服，在夏天收集馬蠅。
我們很幸運能與製服主人Terri Hill合作。 我們可以非常接近她的馬匹和馴服平原斑馬，讓我們真正看到蒼蠅登陸或飛過馬場。 我們還在動物周圍錄製了飛行行為，並在馬上放置了不同顏色的外套。
重要的是要記住，蒼蠅的視力比人們差。 我們發現斑馬和馬匹從馬蠅那裡獲得了相似數量的方法，可能被它們的氣味所吸引 - 但是斑馬的上岸次數卻少得多。 在馬匹周圍，蒼蠅盤旋，螺旋和轉彎，然後一次又一次地降落。 相比之下，斑馬周圍的蒼蠅要么飛過它們，要么快速著陸並再次飛行。
我們視頻的逐幀分析顯示，在進行受控著陸之前，蒼蠅在接近棕色或黑色馬時會緩慢減速。 但他們接近斑馬時未能減速。 相反，他們會直接飛過或者直接碰到動物並反彈。
普通彩色馬匹上的條紋外套減少了身體覆蓋部位的飛行入侵次數。 蒂姆卡羅, CC BY-ND
當我們在同一匹馬上放置黑色外套或白色外套或條紋外套以控制動物行為或氣味的任何差異時，蒼蠅也沒有落在條紋上。 但是馬的裸頭上的著陸率並沒有差別，表明條紋發揮作用近距離但不會妨礙遠處的飛行進近。
它向我們展示了目前由兩家公司出售的條紋馬大衣確實有效。
所以現在我們知道條紋會影響馬蠅真正的近距離，而不是遠處，實際上離主機幾英寸的距離是多少？ 一個想法就是 條紋設置了一種視錯覺 這會擾亂蒼蠅接近斑馬時所經歷的預期運動模式，從而阻止其正常著陸。 另一個想法是，蒼蠅不會將斑馬視為一個堅實的實體，而是一系列薄的黑色物體。 只有在非常接近的時候，他們才會意識到他們會打出一個堅實的身體，而不是轉過身去。 我們現在正在研究這些可能性。
因此，我們對飛行行為的基礎研究不僅告訴我們為什麼斑馬是如此美妙的條紋，而且它對馬俱行業有真正的意義，有可能使騎馬和馬匹維護對馬和騎手都不那麼痛苦。
關於作者
Tim Caro，野生生物，魚類與保護生態學教授， 加利福尼亞大學戴維斯分校 和Martin How，生物科學研究員， 英國布里斯托爾大學
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