by 德克斯特 2019-05-31in 生物驚奇, 科學實驗
一匹穿著條紋外套的棕馬| Tim Caro
這世界上有各種不一樣的馬種，斑馬是最廣為人知的，因為其身上黑白相間條紋辨識度極高！但每種動物的樣子都不是平白無故形成的，包含人類，生物外表都是長久以來為了適應環境而演化的結果，那為什麼這麼多種馬，偏偏只有斑馬有如此特別的花紋呢？而這些花紋的作用為何？科學家一直以來都百思不得其解！最近新研究出爐了，或許可以為大家解開這個演化的謎題！
這匹馬穿上了黑白條紋的外套是怎麼回事？以為穿了馬甲就認不出來了嗎？
一匹穿著條紋外套的棕馬| Tim Caro
我們當然不會認錯，但那些總是圍著馬飛的馬蠅就不一定了。
Plos One雜誌最近發表了一篇新研究，試圖解開一個從達爾文時代起便困擾著科學家們的謎題：斑馬究竟為什麼長著條紋？答案可能並沒有我們想的那麼複雜—— 條紋能夠避免蟲子的叮咬。
在過去的150多年裡，關於斑馬條紋之謎的假說有將近二十個。最普遍的說法是，條紋在自然界中起到了偽裝色的作用；也有說條紋造成對流，能夠幫斑馬在炎熱的環境中降溫；還有的說這獨特的紋理有社交功能，能讓斑馬在野外辨認出同伴。
但是，這些假設都被一個個推翻了 ——條紋偽裝對於獅子來說不太起作用，因為獅子視力並不好，在遠距離時主要是靠聽覺和嗅覺來發現獵物。
左邊一列是人類視角，右邊一列是獅子視角| Caro et al. 2016
至於降溫，對斑馬和其他野生動物進行熱成像測量後發現，斑馬並不比身邊的其他動物「更涼爽」。那麼社交呢？事實上，純色馬可以通過臉和聲音來辨識彼此，並不需要依賴條紋。而且偶爾也會出現沒有條紋的斑馬，它們並不會被其他斑馬排斥。
只剩下條紋驅蟲一說。
為了證明這僅剩的一種假說，加州大學戴維斯分校的生物學家蒂姆·卡羅(Tim Caro)和同事們來到英國薩默賽特的一家馬場。在這裡，他們得以近距離地觀察純色馬和斑馬，以及嗡嗡飛的馬蠅。
馬蠅很少在斑馬身上多做停留！
數蟲子不是一件容易的事。兩個研究員一左一右，站在距離馬兩米內的位置，用肉眼觀察，並用攝像機記錄下了馬和馬蠅的一舉一動，然後一幀一幀地分析錄像。
他們發現，純色馬和斑馬吸引到的蒼蠅數量差不多，但是，真正停留在斑馬身上的蒼蠅要遠遠少於純色馬。這讓人有點費解。
先來看看純色的棕馬。周圍的馬蠅盤旋、轉圈、逐漸減速，然後穩穩地降落在了馬身上，至少能停留10秒，最長能停20分鐘。
純色棕馬周圍的馬蠅飛行路線| Martin How
斑馬就不一樣了，大多數馬蠅直接飛過了它們，或者只短暫停留了不到一秒就飛走了。
斑馬周圍的馬蠅飛行路線| Martin How
「停留」這個詞用得還不夠準確，斑馬吸引到的這些蒼蠅幾乎沒有減速，直接撞了上去然後被彈開，像是走路不注意看路的人撞上了玻璃。
可見條紋是真的能驅趕馬蠅？研究員們還不敢妄下定論，因為影響馬蠅飛行軌跡的因素還有很多，比如說氣味、溫度、風速等。為了控制這些變量，研究員們又設計了一個實驗。
給馬穿上馬甲！
他們給同一匹馬分別穿上白色、黑色以及條紋三種不同的外套，看看在同樣的時長內，究竟哪一種的驅蟲效果最好。
實驗結果應驗了之前的猜想，條紋又一次贏了。停留在條紋外套上的馬蠅數量，要遠遠低於白色或黑色外套上的。
跟白色或黑色相比，條紋外套上的馬蠅要少得多（圖a&b）。但是光裸的頭部吸引到的馬蠅數量是差不多的（圖c） | Caro et al. 2019
但是外套只遮住了身體，頭部還是裸露著的。一隻穿著條紋衫的馬還是會吸引馬蠅，只是這些馬蠅在靠近的時候選擇調轉方向，停在光裸的馬頭上。
實驗結果讓研究員們得出一個結論：馬蠅在遠處並不能分清斑馬和純色馬，只有在靠近到一定距離時，黑白條紋才會開始發揮作用。
到底是什麼作用？科學家們猜想，黑白條紋會產生一種視覺錯覺，在馬蠅逼近時擾亂它們的運動模式，它們無法正常降落。
盯著看十秒，告訴我，暈了嗎？| 圖蟲
還有一種猜想聽起來更有趣：蒼蠅們在遠處時看不清斑馬，誤把斑馬當成了一個個黑色的物體，像是一排樹，它們試圖從樹之間的縫隙飛過去。只有在靠近斑馬時，馬蠅們才意識到那是一個實實在在的物體，來不及剎車就撞了上去。
研究的結果有什麼意義？
你也許會想，我這一輩子都見不到幾次斑馬，我知道它們條紋的奧秘有什麼用？科學家研究斑馬的意義是什麼呢？
一個重要的科技應用是自動駕駛。昆蟲有著不同尋常的視覺處理能力，給自動駕駛的人工視覺和碰撞檢測系統提供了豐富的靈感。現在我們已經知道黑白條紋對馬蠅的飛行活動是有影響的，那是否對自動駕駛的系統也有影響呢？自動駕駛的應對系統可以升級起來了。
對養馬行業或者愛騎馬的人來說，這個研究也很有意義，可以考慮給馬和騎手定制條紋套裝，讓他們免受蒼蠅的煩擾。
對於我們普通人來說，這個研究給我們的實用啟示再簡單不過：給自己添兩件條紋T恤，畢竟夏天就要到了呢。（編輯：遊識猷） |
發表於 2019-10-19 03:16 AM
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