新的研究顯示 斑馬的條紋可以??用來(lái)控制它們的溫度

作者認(rèn)為，這是斑馬汗冷卻的特殊方式，條紋之間產(chǎn)生的小規(guī)模對(duì)流有助于蒸發(fā)，而以前未記錄的斑馬能夠豎立黑色條紋的能力是進(jìn)一步幫助減少熱量損失。這三個(gè)元素是理解斑馬獨(dú)特圖案如何幫助他們?cè)诟邷叵鹿芾頊囟鹊年P(guān)鍵。

該研究結(jié)果已于本月發(fā)表在英國(guó)自然歷史博物館的自然歷史雜志上，由業(yè)余博物學(xué)家和前生物技術(shù)員Alison Cobb和她的動(dòng)物學(xué)家丈夫Stephen Cobb博士發(fā)表。他們一起在撒哈拉以南非洲度過(guò)了許多年，在那里他指導(dǎo)了環(huán)境研究和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。

這項(xiàng)研究是第一次在其自然棲息地評(píng)估斑馬，以研究條紋在溫度控制中的作用。研究人員在肯尼亞收集了兩只活斑馬，一匹種馬和一匹母馬的野外數(shù)據(jù)，以及披著衣馬的斑馬皮作為對(duì)照。

數(shù)據(jù)顯示黑色和白色條紋之間的溫差隨著白天的升溫而增加。雖然這種差異在一天中的七個(gè)小時(shí)內(nèi)穩(wěn)定在生活斑馬上，黑色條紋比白色溫度高12-15℃，但沒(méi)有生命的斑馬皮上的條紋繼續(xù)升溫，達(dá)到16oC。這表明存在抑制活斑馬中加熱的潛在機(jī)制。因此，斑馬條紋被用作冷卻系統(tǒng)的一部分，而不僅僅是它們對(duì)比的涂層顏色，這是了解這些動(dòng)物為何具有獨(dú)特圖案的關(guān)鍵。

像馬家族中的所有物種一樣，斑馬汗水保持涼爽。最近的研究表明，馬匹中的汗液從皮膚到毛發(fā)尖端的通過(guò)是由一種叫做latherin的蛋白質(zhì)促進(jìn)的，這種蛋白質(zhì)也存在于斑馬中。這使得汗水泡沫化，增加其表面積并降低其表面張力，從而蒸發(fā)并防止動(dòng)物過(guò)熱。

研究人員提出，黑白條紋上的溫差和空氣活動(dòng)會(huì)在條紋內(nèi)部和條紋上方形成小規(guī)模的對(duì)流空氣運(yùn)動(dòng)，這會(huì)使空氣和頭發(fā)頂端的水蒸氣不穩(wěn)定。

在野外研究期間，作者還觀察到 - 可能是第一次 - 斑馬具有意想不到的能力，可以在黑色條紋(如天鵝絨)上抬起頭發(fā)，而白色斑點(diǎn)則保持平坦。作者提出，在白天炎熱的時(shí)候，當(dāng)條紋處于不同的溫度時(shí)，黑頭發(fā)的產(chǎn)生有助于將熱量從皮膚傳遞到頭發(fā)表面，相反，當(dāng)條紋處于同一溫度時(shí)清晨，沒(méi)有空氣流動(dòng)，凸起的黑色毛發(fā)將有助于捕獲空氣，以減少當(dāng)時(shí)的熱量損失。

這三個(gè)組成部分 - 對(duì)流空氣運(yùn)動(dòng)，泡沫輔助出汗和頭發(fā)提升 - 共同作為一種機(jī)制，使斑馬能夠?qū)⒑顾畯钠つw上吸走，從而更有效地蒸發(fā)，幫助它們冷卻。

作者還推測(cè)，與條紋相關(guān)的不穩(wěn)定空氣可能在阻止叮咬蒼蠅落在它們上方起次要作用。在最近發(fā)表的關(guān)于斑馬條紋的研究中已經(jīng)觀察到這種昆蟲(chóng)行為，并且可以為斑馬賦予額外的優(yōu)勢(shì)。

最近其他研究的證據(jù)表明，熱量控制可能是斑馬為什么會(huì)有明顯外套的關(guān)鍵。已經(jīng)證明，斑馬條紋在生活在赤道附近最炎熱氣候的動(dòng)物身上變得非常明顯。斑馬在赤道附近也是最小的，提供了大的表面積與體積比，這有助于動(dòng)物通過(guò)蒸發(fā)散熱的能力。

這篇新論文的第一作者艾莉森科布說(shuō)：“自從我在大約四歲的時(shí)候在睡覺(jué)時(shí)看到'如何使豹子得到他的斑點(diǎn)'時(shí)，我想知道斑馬條紋的用途。多年來(lái)我們一直生活在非洲，我們總是被斑馬花了多少時(shí)間在炎熱的天氣里放牧，感覺(jué)條紋可能會(huì)幫助他們以某種方式控制溫度。“

“我四十年前在測(cè)試這個(gè)假設(shè)時(shí)的早期嘗試涉及比較油桶中的水溫和不同顏色的毛氈涂層，但在我看來(lái)，這不是一個(gè)足夠好的實(shí)驗(yàn)，我想看看條紋是如何表現(xiàn)的活斑馬。“

“史蒂夫，后來(lái)成為我的丈夫和共同作者的人，在內(nèi)羅畢大學(xué)教授保護(hù)生物學(xué)，有一個(gè)學(xué)生和斑馬人一起工作，他說(shuō)他們可以用長(zhǎng)柄掃帚刷他們，讓他們平靜下來(lái)。 1991年，這給了我勇氣，允許我進(jìn)入內(nèi)羅畢國(guó)家公園的動(dòng)物孤兒院，看看我是否可以用圍著花花公子的刷子馴服圍場(chǎng)里的一只野生斑馬。除了它的捕獲，它從來(lái)沒(méi)有被人類感動(dòng)了。我非常高興地發(fā)現(xiàn)這個(gè)發(fā)癢非常令人愉快，隨著歲月的流逝它逐漸讓我全身都刷過(guò)(見(jiàn)照片)。兩年后，我回到內(nèi)羅畢并帶著圍場(chǎng)走進(jìn)了圍場(chǎng)。同一只斑馬母抬起頭，艱難地看著我，然后走向我，再次刷牙。“

“直到幾年后，我們才有機(jī)會(huì)從非洲的斑馬中收集一些野外數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)我們也注意到他們有能力提高黑色條紋的毛發(fā)，而白色的那些則平躺。這只是最近才發(fā)生的事情。當(dāng)發(fā)現(xiàn)latherin在幫助馬匹保持涼爽時(shí)發(fā)揮作用時(shí)，一切都開(kāi)始落到原位。“

“斑馬的熱平衡挑戰(zhàn)的解決方案比我們想象的更聰明，更復(fù)雜，更漂亮。當(dāng)然，要收集證據(jù)并完全理解條紋如何幫助斑馬控制溫度還有很多工作要做，但是我我現(xiàn)在已經(jīng)85歲了，所以別人可以這樣做。“