Mokslininkai jau seniai diskutavo apie juodų ir baltų juostelių funkciją ant zebrų. Vengrų fizikai ir biologai įrodė, kad juodai baltas zebrų raštas nėra patrauklus arkliams – kraujasiurbiams vabzdžiams, nuodijantiems daugelio kanopinių gyvybę. Juodos ir baltos juostelės skirtingai atspindi poliarizuotą šviesą, ir paaiškėja, kad tai yra pagrindinis taškas vabzdžiams, kurie suvokia šviesos poliarizaciją. Šis tyrimas yra pirmasis didelis tyrimas, eksperimentiškai įrodantis dryžuotų zebrų naudą.
Zebrai priklauso genčiai Equus- toks pat kaip naminis arklys. Yra trys zebrų tipai – Burchell, dykumos ir kalnų (1 pav.). Pastebėtina, kad visos šios trys rūšys nėra artimesnės viena kitai nei kitų arklių rūšių, pavyzdžiui, kulanų ar asilų, giminaičiai. Tuo pačiu metu visuose zebruose jaunikliai įsčiose yra juodos spalvos ir tik labai vėlyvose vystymosi stadijose yra padengti baltomis juostelėmis. Nuo XIX amžiaus mokslininkai diskutavo apie juodų ir baltų juostelių funkciją ant zebrų. Per tą laiką buvo padaryta daug įvairių prielaidų. Kai kuriuos iš jų verta paminėti.
1) Dryžiai gali sukurti vizualines iliuzijas, kurios padidina gyvūno kūno dydį, o tai gali būti naudinga apsaugant nuo plėšrūno.
2) Juostelės gali būti naudojamos kaip kamufliažas. Pavyzdžiui, toks raštas gali padėti zebrams įsilieti į aukštą savanos žolę. Esant silpnam apšvietimui, juosteles sunku atskirti net iš arti.
3) Dryžiai vaikščiojančiuose zebruose gali apakinti plėšrūnus ir apsunkinti jų medžioklę.
4) Juostelės gali būti naudojamos tarprūšiniam bendravimui. Kadangi kiekvienas zebras turi skirtingą juostelių raštą, zebrai pagal šį raštą gali atpažinti motiną iš jauniklių arba dominuojantį patiną pagal patelę.
5) Zebrai gali naudoti įprastus modelius, kad įvertintų asmenų tinkamumą. Piešimo reguliarumo trūkumas gali būti netinkamo, sergančio ar sužeisto asmens rodiklis.
6) Juostelės gali padėti termoreguliuoti. Kadangi juodos ir baltos juostelės skirtingai įkaista saulėje, kartu jos gali sukelti oro konvekciją ir taip padėti vėsinti gyvūną.
7) Apsauga nuo cetse musių. Yra žinoma, kad cetse musės stengiasi nesileisti ant dryžuotų paviršių, bet mieliau koncentruojasi į kietus objektus.
Įdomu tai, kad dauguma šių galimų juodų ir baltų juostelių funkcijų zebruose nebuvo eksperimentiškai patvirtintos. Iki šiol įtikinamai pasitvirtino tik paskutinė hipotezė – iš tiesų, cetse musės nemėgsta nutūpti ant zebrų, o tai neabejotinai turi naudos.
Paskutiniame numeryje Vengrijos fizikai ir biologai iš įvairių institutų, ypač iš Eötvös Lorand universiteto, pasiūlė naują juostelių funkciją zebruose. Jie iškėlė hipotezę, kad muses iš Tabanidae šeimos juodos ir baltos zebrų juostos traukia mažiau nei kitų arklių paprasti raštai. Arkliukai – vieni labiausiai erzinančių vabzdžių, nuolat nuodijančių kanopinių gyvybę (2 pav.). Iki šiol šioje šeimoje aprašytos daugiau nei 4154 rūšys. Šių vabzdžių visada yra prie vandens šaltinių, kur atsigerti ima daug kanopinių gyvūnų. Parodyta, kad arklius traukia horizontaliai poliarizuota šviesa, kuri atsispindi nuo vandens paviršiaus. Čia reikia padaryti nedidelį nukrypimą ir priminti skaitytojui, ką reiškia poliarizuota šviesa.
Ádám Egri, Miklós Blahó, György Kriska, Róbert Farkas, Mónika Gyurkovszky, Susanne Åkesson, Gábor Horváth. Polarotaktiniams tabanidams dryžuoti raštai su ryškumu ir (arba) poliarizacijos moduliacija atrodo mažiausiai patrauklūs: zebro juostelių pranašumas // Eksperimentinės biologijos žurnalas... 2012. T. 215. Pp. 736-745.
Naudojo Varvara Vedenina rengiant "Elementai"
Ekologija
Klausimas, kodėl zebruose evoliucijos eigoje atsirado juodos ir baltos juostelės, sukėlė daug ginčų mokslo pasaulyje. Vengrijos ir Švedijos mokslininkai neseniai išaiškino šią paslaptį. Šios juostelės, pasak mokslininkų, padeda gyvūnams pabėgti nuo kraują siurbiančių vabzdžių.
Paskutiniame žurnalo numeryje Eksperimentinės biologijos žurnalas mokslininkai pranešė, kad dėl zebrų juostelių jie tampa „nepatrauklūs“ vabzdžiams. Taip yra dėl to, kad kontrastingos juostelės ypatingu būdu atspindi šviesą.
„Pradėjome tyrinėti juodus, rudus ir baltus arklius., - sako Susanne Akesson iš Lundo universitetas, tarptautinės tyrimų grupės narys. - Mes nustatėme, kad juoduose ir ruduose arkliuose šviesa yra horizontaliai poliarizuota. Dėl šio efekto tamsiaodžiai arkliai tampa patrauklūs vabzdžiams.
Tai reiškia, kad tamsi žirgų kailis atspindi šviesą, kurios bangos nukreiptos tiesiai į alkanų vabzdžių akis ir kuri juda horizontalioje plokštumoje kaip gyvatė, ropojanti lygiomis grindimis. Daktarė Akesson ir jos kolegos išsiaiškino, kad arklienas labai traukia šios „lygios“ šviesos bangos.
"Šviesa atsispindi nuo baltos odos ir tampa nepoliarizuota, - aiškina ji. - Ši šviesa gali judėti bet kurioje plokštumoje ir yra daug mažiau patraukli vabzdžiams." Pasirodo, juodai balti žirgai patiria daug mažiau problemų su žirgais nei jų tamsiaodžiai giminaičiai.
Siekdami išsiaiškinti, kaip šviesa atsispindi nuo dryžuotos zebro odos ir kaip spalva įtakoja nekenčiamų arklio muselių įkandimų skaičių, mokslininkai atliko eksperimentą – nudažė lentas skirtingomis spalvomis ir padėjo jas arklių fermoje viename iš Vengrijos kaimo regionų. Tada ant kiekvienos lentos užtepė klijų ir suskaičiavo, kiek vabzdžių kiekvienas iš jų privilioja.
Paaiškėjo, kad juodomis ir baltomis juostelėmis nudažyta lenta, imituojanti zebro kailio spalvą, pritraukė mažiausiai vabzdžių, net mažiau nei balta lenta, atspindinti nepoliarizuotą šviesą.
„Tai mus nustebino, nes dryžuotas pavyzdys turėjo juodas juosteles, kurios skleidė horizontaliai poliarizuotą šviesą.- pasakė Akesson. - Kuo siauresnės juostelės ir kuo jos labiau primena zebro odos juosteles, tuo toks paviršius buvo mažiau patrauklus arkliams.
Norėdami patikrinti vabzdžių reakciją į tikroviškesnius gyvūnų modelius, mokslininkai padarė keturis arklio modelius, kvepiančius gyvūnais, ir pastatė juos lauke: juodą, rudą, dryžuotą ir baltą su juodomis dėmėmis.
Mokslininkai kas 2 dienas rinko įstrigusias arklides ir nustatė, kad zebras pritraukė mažiausiai vabzdžių.
Kiti mokslininkai mano, kad nors šis eksperimentas pateikė daug įrodymų, gali būti, kad yra ir kitų priežasčių, dėl kurių zebruose atsiranda juodos ir baltos juostelės. Lieka neaišku, kodėl tokias juosteles turi tik zebras, tačiau jų nėra pas kitus giminaičius, įskaitant arklius ir asilus. Ar arkliai labiau spaudžia zebrus? Ir todėl evoliucijos eigoje jie turėjo įgyti dryžuotą odą?
Priežastis, kodėl zebrai evoliucijos metu įgavo jiems būdingą spalvą, zoologus kamavo šimtmečius. Nauji tyrimai iš naujo apibrėžė juodos ir baltos juostos.
Į vaiko klausimą: "Kodėl zebras dryžuotas?" biologai bando atsakyti beveik nuo Charleso Darwino laikų. Egzistuoja keli evoliuciniai paaiškinimai, kodėl zebrų odoje kintamos juodos ir baltos juostelės. Pavyzdžiui, jiems priskiriama apsauginė funkcija: neva dryžuota spalva supainioja liūtus puolimo metu. Galbūt toks dažymas išgelbėjo šiuolaikinių zebrų protėvius nuo plėšrūnų, tačiau dabar didelės katės nebepatiria rimtų sunkumų, kai vakarienei nori dryžuoto arklio. Kita hipotezė, kad dryžuotas dažymas yra mimikos forma, dėl kurios gyvūnas mažiau pastebimas aplinkiniame fone. Versija yra labai prieštaringa, atsižvelgiant į tai, kad su panašia spalva zebras gali pasislėpti tik beržų giraitėje. Tikėtina, kad Afrikos žemyne beržą galima rasti tokia pat tikimybe, kaip sutikti zebrą miške netoli Maskvos. Šis paaiškinimas rodo socialinį dryžuotos spalvos vaidmenį. Kiekvienas zebras turi savo unikalų raštą, pavyzdžiui, pirštų atspaudus, o gyvūnai galėtų prisiminti ir atpažinti vienas kitą pagal individualius raštus: pavyzdžiui, jauniklis galėtų įsiminti juosteles ant motinos.
Juodų juostelių plotis ant užpakalinių kojų ir juostelių skaidrumas ant kūno, 16 zebrų populiacijų, remiantis skaičiavimais, naudojant Random Forest metodą. Intensyvesnės ir platesnės juostos būdingos gyvūnams, gyvenantiems arčiau pusiaujo, o zebrai yra apgyvendinti
Ketvirtoji hipotezė siejama su kraujasiurbiais vabzdžiais, kurie, kaip neseniai paaiškėjo, pirmenybę teikia vienspalviams paviršiams, o ne dryžuotiems. Jei dryžuoti zebrų protėviai mažiau nukentėjo nuo liūdnai pagarsėjusios cetse musės, tai ateityje jie galėtų įgyti evoliucinį pranašumą prieš monofoninius asmenis. Galiausiai, pastarasis paaiškinimas susieja juostą su termoreguliacija. Buvo teigiama, kad juoda ir balta spalva geriau atvėsina gyvūną nei vienspalvė. Faktas yra tas, kad juodos ir baltos kūno vietos įkaista skirtingai: balta yra silpnesnė, juoda – stipresnė. Susidaręs temperatūrų skirtumas šalia gyvūno sukelia oro srovių mikrocirkuliaciją, kuri padeda zebrui gyventi po karšta savanos saule. Taigi, kas šį kartą buvo atrasta zebre, kuris jau buvo ištirtas išilgai ir skersai kiekvienos jo juostos?
Kalifornijos universiteto Los Andžele (JAV) komanda atliko kompiuterinį zebrų spalvos ir jų paplitimo sąlygų santykio tyrimą. Viena vertus, aplinkai apibūdinti buvo pasirinkti 29 skirtingi veiksniai. Kita vertus, programoje buvo spalvinti skirtingų regionų zebrai. Spalva, intensyvumas, juostelių ilgis ir plotis – zebras pilnai pavaizduotas kaip skaičių masyvas. Tolesni skaičiavimai parodė, kokios išorinės sąlygos koreliuoja su spalvos pobūdžiu. Tarkime, zebrų, mintančių vienos rūšies žole, nugaros juostelės vidutiniškai būna platesnės nei kitos zebrų grupės, mintančios kita žole. Šiuo atveju galime teigti, kad zebro mityba yra susijusi su jo spalva, kad yra koreliacija tarp vieno ir kito.
Atlikę matematinę analizę tokiems parametrams kaip cetse musių paplitimo zona, plėšrūnų skaičius ir daugelis kitų, mokslininkai nustatė, kad nė vienas iš jų tinkamai nesusijęs su zebrų spalvos pobūdžiu, išskyrus vieną - aplinkos temperatūra. Tai yra, klimatas, kuriame gyvena zebrai, turi didžiausią įtaką jų spalvai. Kuo aukštesnė vidutinė temperatūra, tuo ryškesnės ir platesnės juodos juostos. Ir atvirkščiai, šaltesnėse vietose zebrų spalva būna blankesnė, net ne visos kūno dalys būna dryžuotos. Tačiau Afrikos savanose gyvena ne tik zebrai. Kodėl nematome į zebrą panašių antilopių? Darbo autoriai tai aiškina tuo, kad zebrai suvalgytą augaliją ardo mažiau efektyviai nei kiti vietiniai kanopiniai gyvūnai. Dėl santykinio virškinimo sistemos netobulumo jie daugiau valgo, o tai reiškia, kad jie daugiau laiko praleidžia saulėje. Todėl jiems reikia papildomo aušinimo.
Galbūt juostelės tikrai prisideda prie geresnės gyvūno termoreguliacijos dėl oro mikrocirkuliacijos. Kadangi zebrai didžiąją laiko dalį praleidžia atvirose vietose, šilumos mainų su aplinka veiksnys jiems yra svarbesnis nei visiems kitiems. O evoliucijos požiūriu pagrindinis zebrų priešas yra ne alkani liūtai ar pavojingos cetse musės, o kaitri saulė.
Vienas iš labiausiai neįprastų spalvų gyvūnų mūsų planetoje neabejotinai yra zebras, stebinantis visus savo juodai baltais dryžiais. Ilgą laiką mokslininkai negalėjo paaiškinti šio keisto „spalvinimo“, kol pastebėjo, kad zebrų, kaip ir gyvūnams labai pavojingos cetse muselės, užkrečiančios miego liga kiekvieną įkandusį buveinė yra ta pati – šios. yra tropiniai ir subtropiniai Afrikos regionai. Skirtingai nei visi kiti piktybinių įkandimų kamuojami gyvūnai, zebrai gali pasigirti, kad šis vabzdys prie jų net neprisiartina. Kaip paaiškėjo, juoda ir balta spalva yra įtartina ir labai gąsdina cetse muses (ir kitus vabzdžius), kurios mieliau laikosi nuošalyje nuo paslaptingųjų zebrų.
Be to, juostelės ant zebro kūno yra savotiška maskuotė savanoje. Kai zebrų banda pabėga nuo plėšrūno (arba) persekiojimo, prieš akis mirga juostelės. Plėšrūnas negali pasirinkti aukos užpulti. Juodų ir baltų juostelių mirgėjimas plėšrūną sukelia sumišimo būsenoje. Zebrai jo suvokime susilieja į vientisą visumą. Plėšrūnas nustoja juos persekioti.
Būdas išvengti mirties
Juostelės – tai būdas užmaskuoti gyvūną savanos sąlygomis, kur auga aukšta žolė, deginama kaitrios saulės, o karštas oras vibruoja. Iš tolo pastebėti zebrų bandą labai sunku, ypač plėšrūnui.
Atrodo, kad visi zebrai yra visiškai vienodi. Tiesą sakant, kiekvienas zebras turi savo unikalų juostelių modelį. Žmogų galima atpažinti iš pirštų atspaudų: kiekvienas žmogus turi savo pirštų galiukų raštą, kuris yra individualus ir unikalus. Unikali ir ausies forma. Zebrą galima atpažinti pagal juosteles: raštas ant kiekvieno zebro kūno yra individualus. Būtent pagal modelį zebrų jaunikliai randa savo motiną bandoje.
Abipusė garantija
Zebrai iš ganyklos į ganyklą juda didelėmis bandomis. Tuo pačiu metu kiekvienas zebras atlieka tam tikras pareigas: yra zebrų, kurie žvelgia į skirtingas puses, bando pastebėti artėjantį plėšrūną, o banda maitinasi ar ilsisi. Pavojaus atveju jie signalizuoja kitiems. Banda susirenka taip, kad jos viduryje atsidurtų dar nesubrendę jaunikliai. Kiekvienas zebro jauniklis nenutolsta nuo savo motinos. Plėšrūnas niekada nepateks į bandos vidurį. Bet jei zebras kovoja su banda, tada jis praktiškai pasmerktas tapti grobiu.
Kas yra zebrai? Kodėl jie tokie sudėtingi? Ką reiškia šios nepaprastai gražios ir akį traukiančios juostelės? Galbūt jie tarnauja kaip maskuotė. O gal tai kažkokio negrįžtamo proceso rezultatas?
Zebras yra gana įdomus, egzotiškas gyvūnas. Jo išvaizda yra mitinio pobūdžio, nepaisant to, kad tai yra tipiškiausias artiodaktilų eilės atstovas. Šiai tvarkai priklauso ir asilai, asilai, arkliai, kurie nenustoja džiuginti žmogaus akies. Zebrai gyvena Afrikoje. Kadangi tokių gyvūnų aukštis matuojamas ties ketera – nuo kaklo iki žemės, galime drąsiai teigti, kad zebro aukštis yra maždaug 1,3 metro.
Šeima. Zebrų rūšys. Jų išskirtiniai bruožai
Zebrai yra sugrupuoti ir gyvena šeimose. Kompozicija ne per daug originali: paprastai vienas eržilas, pora kumelių-žmonų ir kumeliukų-vaikučių. Susidarę į iki tūkstančio vienetų bandą, jie gali ganytis šalia antilopių.
Yra trys zebrų rūšys, kurių kiekviena turi savo unikalumą. Dryžuotas raštas atskiria vieną zebrų rūšį nuo kitos. Tamsios siauros juostelės, baltas pilvas turi zebrą, pavadintą Padažas, tačiau kalnuose gyvenantis zebras papuoštas storesnėmis juostelėmis – jo užpakalinės kojos kerta tris plačias juosteles, kurios kyla iš pilvo ir juda atgal, liečia užpakalines kojas. Kartais tarp plačių juostelių matosi vadinamosios „šešėlinės juostelės“, kurios yra kiek plonesnės ir mažiau pastebimos.
Kažkada išsiskyrė kita zebrų rūšis - quagga... Pavadinimas kilęs iš jų skleidžiamų garsų. Tokie gyvūnai labai skyrėsi nuo kitų, nes juostelės buvo tik ant galvos, krūtinės ir kaklo, o nugara buvo tolygiai rudos spalvos. Tačiau barbarų medžioklė jų nepasigailėjo ir netrukus ši rūšis nustojo egzistavusi.
Kodėl atsiranda zebrų juostelės
Evoliucionistai aktyviai diskutuoja, kodėl zebras turi šias juosteles. Kai kurie mano, kad tai yra tam tikra apsauga. Teigiama, kad šios nuostabios juostelės gelbsti zebrą, suklaidindamos kiekvieną, kuris juos medžioja, pavyzdžiui, liūtą. Šis plėšrūnas negaili valgyti skanios zebro mėsos. Juostos blaško jo dėmesį, kol jis svarsto, kas prieš jį ir ką daryti, bėgantis zebras atima kojas. Spalva leidžia gerai maskuoti.
Bet faktai yra vienas kitam prieštaraujantys dalykai ir yra informacijos, kad šios juostelės negali nieko atbaidyti.
Kai kurie mokslininkai mano, kad dryžiai turi savybę patraukti priešingos lyties dėmesį. Bet čia yra prieštaravimas, nes visi zebrai yra dryžuoti.
Kai kurie gamtininkai juosteles sieja kaip būdą ištverti negailestingą Afrikos karštį. Bet kodėl tada tokia neteisybė ir dryžiai yra apdovanoti tik zebrais, o ne visi gyvūnai?
Taip pat sklando legenda, kad zebrai masinio judėjimo metu sudaro vieną ištisinę dėmę ir tiesiog neleidžia liūto medžiotojui sutelkti dėmesį ir pulti. Tačiau ir čia liūtas stebina savo judrumu. Faktai rodo, kad zebrai, kad ir koks įžeidžiantis būtų, toli gražu nėra pats sunkiausias grobis.
Taip pat yra neigiamas momentas, kai juostelės trukdo, kelia pavojų. Pavyzdžiui, naktis, šviesus mėnulis. Stepėje zebras negalės pasislėpti, kad ir kur bandytų rasti prieglobstį. Kiti gyvūnai tokio nepatogumo nepatiria. Ir liūtas nenustoja medžioti. Jam mėnulio naktis – pats palankiausias metas sumedžioti vargšą žvėrį.
Ne visada įmanoma tiksliai paaiškinti, kodėl būtent šis gyvūnas turi dryželius, o kitas turi iltis ir galingas letenas. Tokia gamtos prigimtis, kuria grožėtis niekada nepavargs.