斑马条纹及其在迷惑苍蝇中的作用
斑马为什么会有特有的条纹?这个谜团一个世纪以来一直困惑着研究人员。
过去十年,英国布里斯托尔大学生物科学学院的蒂姆·卡罗教授一直在进行这一研究,他们已经否定了许多流行的理论,比如斑马纹被用作迷惑捕食者的伪装,冷却身体,以及在社会互动中的作用等等。
斑马条纹用来迷惑捕食者是一种常见的解释,但从科学数据来看,它也是有缺陷的。相反,越来越多的证据表明,斑马纹主要是用来迷惑寄生蝇。
此前的研究已经发现,吸血马蝇会像普通苍蝇一样频繁地接近斑马,但当它们接近时,却无法降落或减速。基本上,斑马条纹会让苍蝇眼花缭乱,迫使它们与斑马皮肤相撞或完全飞走。
在卡罗教授的新研究中,科学家们探索了一种潜在的机制,解释斑马条纹如何导致这种结果,其中的主要原理是光圈效应。
科学家研究了生活在英国一个马场的圈养平原斑马和颜色一致的家马附近的马蝇的行为。观察结果表明,单位时间内落在斑马身上的马蝇数量比落在家马身上的少。
光圈效应
布里斯托尔大学生物科学学院的马丁·豪博士说:光圈效应是一种著名的光学错觉,在人类视觉中,也被称为理发杆效应。移动的条纹,如理发店外旋转的理发杆标志上的条纹,似乎与条纹成直角移动,而不是按照它们的真实方向移动,因此杆子似乎向上移动,而不是围绕其轴线移动。我们着手研究这种错觉是否也发生在吸血蝇的眼睛里。当吸血蝇接近着陆表面时,它将根据表面在其视野中扩张的速度来调整速度,从而实现缓慢和受控的降落。然而,斑马条纹可能会通过孔径效应破坏这种视觉,导致吸血蝇认为降落面比现实更远。因此,苍蝇无法减速或成功降落。
光圈效应并不是吸血蝇视觉混淆的机制
在另外一项马匹依次穿着不同颜色布衣的实验中,穿着条纹图案的马匹被马蝇触碰和落在布衣上的机率远远低于穿着黑色或白色布衣的马匹,但马匹裸露的头部受到攻击的比率却没有差异。在单独的详细视频分析中,马蝇接近斑马的速度更快,而且在接触斑马之前没有减速。综上所述,这项研究发现,近距离看,条纹表面阻止了苍蝇的控制降落,但并不影响远距离的马蝇行为。为了驱赶苍蝇,斑马挥动尾巴,赶走苍蝇的骚扰,而家马则表现出较高的皮肤抽动率。由于斑马的条纹,很少有马蝇能成功地降落在斑马身上,而且由于斑马行为多变,很少有马蝇在斑马身上停留很长时间,或者探寻血液。
卡罗教授表示:这些令人兴奋的研究不仅让我们更接近了解世界上最具代表性和上镜率的物种之一,而且对于试图减少马蝇叮咬造成的伤害的农民,甚至是一般的马服公司都会有很大的兴趣。