Учените отдавна обсъждат функцията на черно-белите ивици върху зебрите. Унгарски физици и биолози показаха, че черно-бялата шарка на зебрите не е привлекателна за конските мухи - кръвосмучещи насекоми, които тровят живота на много копитни животни. Черните и белите ивици отразяват поляризирана светлина по различен начин и това се оказва ключът към насекомите, които усещат поляризацията на светлината. Това изследване е първата сериозна работа, в която експериментално е доказано предимството на ивичестото оцветяване на зебрите.
Зебрите принадлежат към рода Equus- същото като домашен кон. Има три вида зебри – Бърчел, пустинни и планински (фиг. 1). Трябва да се отбележи, че и трите от тези вида не са по-близки роднини един на друг, отколкото на други еднокопитни, като кулани или магарета. В същото време при всички зебри малките в утробата са черни на цвят и само на най-новите етапи на развитие са покрити с бели ивици. От 19-ти век учените спорят за функцията на черните и белите ивици върху кожата на зебрите. През това време бяха направени много различни предположения. Някои от които си струва да се изброят.
1) Ивици могат да създават визуални илюзии, които увеличават размера на тялото на животното, което може да бъде полезно при защита срещу хищник.
2) Ивици могат да се използват като камуфлаж. Например, такъв модел може да помогне на зебрите да се слеят с фона във високата трева на саваните. При условия на слаба светлина ивиците са трудни за разграничаване дори от близко разстояние.
3) Ивици върху движещи се зебри могат да ослепят хищниците и да затруднят лова им.
4) Ивици могат да се използват за вътрешновидова комуникация. Тъй като всяка зебра има индивидуален модел на ивица, зебрите могат да използват този модел, за да разпознават майка по малки или доминиращи мъжки по женски.
5) С помощта на редовен модел зебрите могат да оценят годността на индивидите. Липсата на редовност в модела може да служи като индикатор за дисфункционален, болен или наранен индивид.
6) Ивици могат да помогнат за терморегулацията. Тъй като черните и белите ивици се нагряват по различен начин на слънце, заедно могат да причинят конвекция на въздуха и по този начин да допринесат за охлаждането на животното.
7) Защита от цеце. Известно е, че мухите цеце избягват да кацат върху ивици и предпочитат да се концентрират върху едноцветни предмети.
Забележително е, че повечето от тези потенциални функции на черни и бели ивици при зебри не са експериментално потвърдени. Към днешна дата убедително е доказана само последната хипотеза - наистина, мухите цеце не обичат да седят върху зебри, от което зебрите несъмнено печелят.
В последния брой Унгарски физици и биолози от различни институции, по-специално от университета Eötvös Lorand, предложиха нова функция за ивици зебра. Те предположиха, че конските мухи, мухи от семейство Tabanidae, са по-малко привлечени от черно-белите ивици на зебрите, отколкото от плътните шарки на други коне. Конските мухи са едни от най-досадните насекоми, които постоянно тровят живота на копитните животни (фиг. 2). Към днешна дата в това семейство са описани повече от 4154 вида. Тези насекоми неизменно присъстват в близост до водоизточници, където много копитни животни идват да пият. Доказано е, че конските мухи са привлечени от хоризонтално поляризирана светлина, отразена от водната повърхност. Тук е необходимо да направим малко отклонение и да напомним на читателя какво означава поляризирана светлина.
Адам Егри, Миклош Блахо, Дьорд Криска, Роберт Фаркас, Моника Гюрковски, Сузане Акесон, Габор Хорват. Поларотактичните табаниди намират шарените шарки с яркост и/или модулация на поляризация за най-малко привлекателни: предимство на ивиците на зебра // Списание за експериментална биология. 2012. том. 215.Стр. 736–745.
В подготовка, използвано от Варвара Веденина за "Елементи"
екология
Въпросът защо зебрата е развила черни и бели ивици по време на еволюцията предизвика много спорове в научния свят. Наскоро изследователи от Унгария и Швеция успяха да разкрият тази мистерия. Тези ленти, съобщават изследователите, помагат на животните да избягат от кръвосмучещи насекоми.
В последния брой на списанието Списание за експериментална биологияУчените съобщават, че ивиците на зебрата я правят "непривлекателна" за насекомите. Това се дължи на факта, че контрастните ивици отразяват светлината по специален начин.
„Започнахме да изучаваме коне с черен, кафяв и бял цвят, казва Сюзън Акесънот Лундски университет, член на международна изследователска група. - Открихме, че при черни и кафяви коне светлината е поляризирана хоризонтално."Този ефект прави тъмнокожите коне привлекателни за насекомите.
Това означава, че тъмната кожа на конете отразява светлината, чиито вълни са насочени директно в очите на гладните насекоми и която се движи в хоризонтална равнина като змия, пълзяща по равен под. Д-р Акесон и нейните колеги открили, че конските мухи са много привлечени от този вид „гладки“ светлинни вълни.
"Белите кожи отразяват светлината и стават неполяризирани," обяснява тя. "Тази светлина може да се движи във всяка равнина и е много по-малко привлекателна за насекомите." Оказва се, че черно-белите коне изпитват много по-малко проблеми заради конските мухи, отколкото техните тъмнокожи роднини.
За да разберат как светлината се отразява от райетата кожа на зебрите и как цветът влияе върху броя на ухапванията от омразните конски мухи, изследователите проведоха експеримент, като боядисаха дъските в различни цветове и ги поставиха в конеферма в селски район на Унгария. След това върху всяка дъска се нанася лепило и се преброява колко насекоми привлича всяко от тях.
Дъска, боядисана с черно-бели ивици, имитиращи цвета на кожата на зебра, се оказа, че привлича най-малко насекоми, дори по-малко от бяла дъска, която отразява неполяризирана светлина.
„Бяхме изненадани, защото райетата проба имаше черни ивици, които произвеждаха хоризонтално поляризирана светлина,- каза Акесон. - Колкото по-тесни са ивиците и колкото повече приличат на ивиците на кожата на зебра, толкова по-малко привлекателна беше такава повърхност за конските мухи.
За да тестват реакцията на насекомите към по-реалистични животински модели, изследователите направиха четири модела на коне, които миришеха на животни и ги поставиха на полето: черни, кафяви, ивици и бели с черни петна.
Учените събирали уловени конски мухи на всеки 2 дни и установили, че моделът на зебрата привлича най-малко насекоми.
Други учени смятат, че въпреки че този експеримент предостави достатъчно доказателства, е възможно да има и други причини за появата на черни и бели ивици при зебрите. Остава неясно защо само зебрата има такива ивици, но те липсват при други роднини, включително коне и магарета. Може би конските мухи оказват по-голям натиск върху зебрите? И така те трябваше да придобият раирана кожа в хода на еволюцията?
Причината, поради която зебрите са придобили характерната си окраска в хода на еволюцията, измъчва зоолозите от векове. Ново проучване предефинира природата на черните и белите ивици.
На въпроса на децата: "Защо зебрата е на райета?" биолозите се опитват да отговорят почти от времето на Чарлз Дарвин. Има няколко еволюционни обяснения защо зебрите имат черни и бели ивици по кожата си. На тях, например, се приписва защитна функция: предполагаемото райе оцветяване обърква лъвовете по време на атака. Може би предците на съвременните зебри са били спасени от хищници с такова оцветяване, но сега големите котки вече не изпитват сериозни затруднения, когато искат раиран кон за вечеря. Друга хипотеза е, че оцветяването на райета е форма на мимикрия, която прави животното по-малко видимо в заобикалящата го среда. Версията е много противоречива, като се има предвид, че с подобен цвят зебра може да се скрие само в брезова горичка. Вероятно можете да намерите бреза на африканския континент със същата вероятност като да намерите зебра в гора близо до Москва. Следното обяснение предполага социалната роля на райетата окраска. Всяка зебра има свой собствен уникален модел, като пръстови отпечатъци, и животните могат да се запомнят и разпознават взаимно по индивидуални модели: например, малкото може да запомни ивиците на майка си.
Ширината на черните ивици на задните крака и яснотата на ивиците по тялото, за 16 популации зебри, въз основа на изчисления на произволна гора. По-интензивни и по-широки ивици са характерни за животните, живеещи по-близо до екватора, докато зебрите обитават
Четвъртата хипотеза е свързана с кръвосмучещи насекоми, които, както наскоро се разбра, предпочитат обикновените повърхности пред раираните. Ако раираните предци на зебрите страдаха по-малко от прословутата муха цеце, тогава в бъдеще те биха могли да получат еволюционно предимство пред монотонните индивиди. И накрая, последното обяснение е свързано с лентовостта с терморегулацията. Има предположение, че черно-бялото оцветяване е по-способно да охлади животното, отколкото един цвят. Факт е, че черните и белите зони на тялото се нагряват по различен начин: белите са по-слаби, черните са по-силни. Получената температурна разлика предизвиква микроциркулация на въздушните течения до животното, което помага на зебрата да живее под жаркото слънце на саваната. И така, какво беше открито този път в зебрата, която вече е проучена по протежение и напречно на всяка от ивици?
Екип от Калифорнийския университет в Лос Анджелис (САЩ) проведе компютърно изследване на връзката между цветовите характеристики на зебрите и условията на техния ареал. От една страна, 29 различни фактора бяха избрани, за да опишат условията на околната среда. От друга страна, в програмата беше включено оцветяването на зебри от различни региони. Цвят, интензитет, дължина и ширина на ивиците - зебрата е напълно представена като масив от числа. Допълнителни изчисления показаха кои външни условия корелират с естеството на цвета. Да кажем, че зебрите, които се хранят с един вид трева, имат средно по-широки ивици на гърба си от тези на друга група зебри, които се хранят с различна трева. В този случай можем да кажем, че диетата на зебра е свързана с нейното оцветяване, че има връзка между едното и другото.
След като подложиха на математически анализ такива параметри като областите на разпространение на цеце, броя на хищниците и редица други, изследователите установиха, че нито един от тях не корелира в подходяща степен с естеството на цвета на зебрите, с изключение на един - температурата на околната среда. Тоест климатът, в който живеят зебрите, оказва най-голямо влияние върху оцветяването им. Колкото по-висока е средната температура, толкова по-ярки и по-широки са черните ивици. Обратно, в по-студените райони оцветяването на зебрите е по-скучно и дори не всички части на тялото са на райета. Но не само зебрите живеят в африканската савана. Защо не виждаме антилопа с цвят на зебра? Авторите на работата обясняват това с факта, че зебрите разграждат изядената растителност с по-малка ефективност от другите местни копитни животни. Относителното несъвършенство на храносмилателната система ги кара да ядат повече и следователно да прекарват повече време на слънце. Ето защо те се нуждаят от допълнително охлаждане.
Може би ивиците наистина допринасят за по-добрата терморегулация на животното поради микроциркулацията на въздуха. Тъй като зебрите прекарват по-голямата част от времето си на открити площи, факторът на топлообмен с околната среда е по-важен за тях от всички останали. И от гледна точка на еволюцията, основният враг на зебрите не са гладните лъвове или опасните мухи цеце, а изгарящото слънце.
Едно от най-необичайно оцветените животни на нашата планета несъмнено е зебрата, която изненадва всички с черно-белите си ивици. Дълго време учените не можеха да обяснят това странно „оцветяване“, докато не обърнаха внимание на факта, че местообитанието на зебрите, както и на мухата цеце, която е много опасна за животните, заразява всеки, когото ухапе, със сънна болест. същото - това са тропически и субтропични райони Африка. За разлика от всички други животни, страдащи от злонамерени ухапвания, зебрите могат да се похвалят, че това насекомо дори не се доближава до тях. Както се оказа, черно-бялото оцветяване е подозрително и много страшно за мухите цеце (и други насекоми също), които предпочитат да стоят далеч от мистериозните зебри.
Също така ивиците по тялото на зебра са вид маскировка в саваната. Когато стадо зебри бяга от преследването на хищник ( , или ), ивиците проблясват пред очите му. Хищникът не може да избере плячка, която да атакува. Трепкането на черни и бели ивици води хищника в състояние на недоумение. Зебрите се сливат във възприятието му в едно цяло. Хищникът спира да ги преследва.
Начин за избягване на смъртта
Ивици са начин за маскиране на животно в условия на саваната, където расте висока трева, изгорена от горещото слънце и горещ въздух вибрира. Отдалеч е много трудно да забележите стадо зебри, особено за хищник.
Изглежда, че всички зебри са абсолютно еднакви. Всъщност всяка зебра има свой собствен уникален модел на ивица. Човек може да бъде разпознат по пръстови отпечатъци: за всеки човек моделът на върховете на пръстите е индивидуален и уникален. Формата на ухото също е уникална. Зебрата, от друга страна, може да бъде разпозната по нейните ивици: шарката по тялото на всяка зебра е индивидуална. Именно по модела малките зебри намират майка си в стадото.
Взаимна отговорност
Зебрите се движат от пасище на пасище в големи стада. В същото време всяка зебра изпълнява определени задължения: има зебри, които гледат в различни посоки, опитвайки се да забележат приближаващ се хищник, докато стадото се храни или почива. При опасност те подават сигнал на останалите. Стадото е сглобено по такъв начин, че в средата му да са малките, които още не са пораснали. Всяко зебра не напуска майка си. Хищникът никога няма да проникне в средата на стадото. Но ако зебрата се бори със стадото, тогава тя практически е обречена да стане плячка.
Кои са зебрите? Защо имат толкова сложен външен вид? Какво означават тези изключително красиви и привличащи вниманието ивици? Може би служат като маскировка. Или е резултат от някакви необратими процеси?
Зебрата е доста интересно, екзотично животно. Външният му вид е от митичен характер, въпреки факта, че е най-типичният представител на разреда на еднокопитните. В тази чета влизат и магарета, магарета, коне, които не престават да радват човешкото око. Зебрите живеят в Африка. Тъй като височината на такива животни се измерва в холката - от шията до земята, можем спокойно да кажем, че височината на зебрата е приблизително 1,3 метра.
Семейство. Видове зебри. Техните отличителни черти
Зебрите са групирани и живеят в цели семейства. Композицията не е твърде оригинална: като правило един жребец, няколко кобили-съпруги и жребчета-деца. Образувайки се в стадо от до хиляда единици, те могат да пасат до антилопи.
Има три разновидности на зебри, като всяка от тях има своя собствена уникалност. Раираният модел разделя един вид зебра от друг. Тъмни тесни ивици, бял корем има зебра, наречена сос, но зебрата, която живее в планините, е украсена с по-дебели ивици - задните й крака пресичат три широки ивици, които произлизат от корема и се движат назад, докосвайки задните крака. Понякога между широките ивици можете да видите така наречените "сенчести ивици", които са малко по-тънки и по-малко забележими.
Преди много време се открои друг вид зебра - квага. Името идва от звуците, които издават. Такива животни рязко се различаваха от другите, тъй като имаха ивици само по главата, гърдите и шията, а гърбът беше с равномерен кафяв цвят. Но варварският лов не ги пощади и скоро този вид престана да съществува.
Защо правят ивици зебра
Привържениците на еволюцията активно обсъждат защо зебрата има тези ивици. Някои смятат, че това е вид защита. Твърди се, че тези невероятни ивици спасяват зебрата, подвеждайки всеки, който ловува за тях, лъв, например. Този хищник няма нищо против да яде вкусно месо от зебра. Ивиците го разсейват, докато той мисли кой е пред него и какво да прави, пъргавата зебра сваля краката си. Цветът позволява добър камуфлаж.
Но фактите са противоречивии има информация, че тези ивици не са в състояние да изплашат никого.
Някои учени смятат, че ивиците имат способността да привличат вниманието на противоположния пол. Но дори и тук има противоречие, защото всички зебри са на райета.
Някои натуралисти връзват ивиците заедно, за да издържат на безмилостната африканска жега. Но защо тогава е такава несправедливост и само зебрите са надарени с ивици, а не всички животни?
Има и легенда, че зебрите по време на масово движение образуват едно непрекъснато петно и просто не позволяват на ловеца на лъвове да концентрира вниманието си и да атакува. Но и тук лъвът поразява с пъргавината си. Фактите показват, че зебрите, колкото и обидно да е, далеч не са най-трудната плячка.
Има и отрицателен момент, когато ивиците пречат, застрашават. Например, нощ, ярка луна. В степта зебрата няма да може да се скрие, независимо къде се опитва да намери подслон. Други животни не изпитват този дискомфорт. И лъвът не спира да ловува. За него лунната нощ е най-благоприятното време за лов на бедно животно.
Не винаги е възможно да се даде точно обяснение защо това животно има ивици, докато друго има зъби и мощни лапи. Така е устроена природата, на която никога няма да се уморите да се възхищавате.