你有没有想过斑马为什么是黑白条纹的?这个条纹有哪些用?为了解释这些,我们给一匹棕马穿上了条纹外套。不过,即使穿着黑白马甲,在我们眼里也没什么特别的,但那些总是围着马飞的马蝇就不一定了。
Plos One杂志最近发表了一篇新研究,试图解开一个从达尔文时代起便困扰着科学家们的谜题:斑马究竟为什么长着条纹?答案可能并没有我们想的那么复杂——条纹能够避免虫子的叮咬。
在过去的150多年里,关于斑马条纹之谜的假说有将近二十个。最普遍的说法是,条纹在自然界中起到了伪装色的作用;也有说条纹造成对流,能够帮斑马在炎热的环境中降温;还有的说这独特的纹理有社交功能,能让斑马在野外辨认出同伴。但是,这些假设都被一个个推翻了——条纹伪装对于狮子来说不太起作用,因为狮子视力并不好,在远距离时主要是靠听觉和嗅觉来发现猎物。
至于降温,对斑马和其他野生动物进行热成像测量后发现,斑马并不比身边的其他动物“更凉爽”。那么社交呢?事实上,纯色马可以通过脸和声音来辨识彼此,并不需要依赖条纹。而且偶尔也会出现没有条纹的斑马,它们并不会被其他斑马排斥。
只剩下条纹驱虫一说。为了证明这仅剩的一种假说,加州大学戴维斯分校的生物学家蒂姆·卡罗(Tim Caro)和同事们来到英国萨默赛特的一家马场。
在这里,他们得以近距离地观察纯色马和斑马,以及嗡嗡飞的马蝇。马蝇很少在斑马身上多做停留。数虫子不是一件容易的事。两个研究员一左一右,站在距离马两米内的位置,用肉眼观察,并用摄像机记录下了马和马蝇的一举一动,然后一帧一帧地分析录像。他们发现,纯色马和斑马吸引到的苍蝇数量差不多,但是,真正停留在斑马身上的苍蝇要远远少于纯色马。这让人有点费解。
先来看看纯色的棕马。周围的马蝇盘旋、转圈、逐渐减速,然后稳稳地降落在了马身上,至少能停留10秒,最长能停20分钟。斑马就不一样了,大多数马蝇直接飞过了它们,或者只短暂停留了不到一秒就飞走了。“停留”这个词用得还不够准确,斑马吸引到的这些苍蝇几乎没有减速,直接撞了上去然后被弹开,像是走路不注意看路的人撞上了玻璃。
可见条纹是真的能驱赶马蝇?研究员们还不敢妄下定论,因为影响马蝇飞行轨迹的因素还有很多,比如说气味、温度、风速等。为了控制这些变量,研究员们又设计了一个实验。给马穿上马甲。他们给同一匹马分别穿上白色、黑色以及条纹三种不同的外套,看看在同样的时长内,究竟哪一种的驱虫效果最好。实验结果应验了之前的猜想,条纹又一次赢了。停留在条纹外套上的马蝇数量,要远远低于白色或黑色外套上的。
但是外套只遮住了身体,头部还是裸露着的。一只穿着条纹衫的马还是会吸引马蝇,只是这些马蝇在靠近的时候选择调转方向,停在光裸的马头上。实验结果让研究员们得出一个结论:马蝇在远处并不能分清斑马和纯色马,只有在靠近到一定距离时,黑白条纹才会开始发挥作用。到底是什么作用?科学家们猜想,黑白条纹会产生一种视觉错觉,在马蝇逼近时扰乱它们的运动模式,它们无法正常降落。
还有一种猜想听起来更有趣:苍蝇们在远处时看不清斑马,误把斑马当成了一个个黑色的物体,像是一排树,它们试图从树之间的缝隙飞过去。只有在靠近斑马时,马蝇们才意识到那是一个实实在在的物体,来不及刹车就撞了上去。研究的结果有什么意义?你也许会想,我这一辈子都见不到几次斑马,我知道它们条纹的奥秘有什么用?科学家研究斑马的意义是什么呢?一个重要的科技应用是自驾车。
昆虫有着不同寻常的视觉处理能力,给自驾车的人工视觉和碰撞检测系统提供了丰富的灵感。现在我们已经知道黑白条纹对马蝇的飞行活动是有影响的,那是否对自驾车的系统也有影响呢?自驾车的应对系统可以升级起来了。
对养马行业或者爱骑马的人来说,这个研究也很有意义,可以考虑给马和骑手定制条纹套装,让他们免受苍蝇的烦扰。对于我们普通人来说,这个研究给我们的实用启示再简单不过:给自己添两件条纹T恤,毕竟夏天就要到了呢。