Почему зебра полосатая? Почему зебра полосатая Почему зебра полосатая.

Казалось бы, совсем детский вопрос: почему зебра полосатая? Но на этот вопрос нет окончательного и единственного ответа. Уже много лет, ещё со времен Дарвина, биологи бьются над этим ответом и не пришли к единому мнению, есть несколько эволюционных теорий почему зебра полосатая:

1. Черно-белым полоскам зебры приписывают функцию защиты: якобы полосатая окраска сбивает с толку львов во время атаки. Но сразу стоит написать опровержения: Возможно, предков современных зебр от хищников такая окраска и спасала, но сейчас большие кошки уже не испытывают серьезных трудностей, когда хотят на обед полосатую лошадь.

2. Вторая версия также носит защитные функции, считается что полосатая окраска - это форма мимикрии, она делает животное менее заметным на окружающем фоне. Но она же черно-белая?! А где в природе встречается черно-белый окрас? - разве что в березовой роще… а березовой рощи в Африке нет.

3. Социальная роль полосатой окраски. Каждая зебра имеет свой уникальный рисунок, подобно отпечаткам пальцев, и животные могли бы запоминать и узнавать друг друга по индивидуальным узорам: например, детеныш мог бы запоминать полоски на матери.

4. Есть версия что такой окрас защищает зебру от насекомых: слепней и мух цеце, оказывается, что насекомые-кровососы предпочитают однотонные поверхности.
Венгерские ученые, доказали, что не только мухи цеце, но и слепни избегают полосатых поверхностей. И главная причина, по мнению ученых, состоит в том, что белые и черные участки по-разному отражают поляризованный свет.

5. Версия: Терморегуляция. Дело в том, что области тела по-разному нагреваются: белые слабее, черные сильнее. Разница в температурах вызывает микроциркуляцию воздушных потоков рядом с животным, что помогает зебре жить под палящим солнцем.

А в Калифорнийском университете исследовали взаимосвязь между ареалом обитания зебр и особенностями их окраски - интенсивностью, длиной и шириной полос. Сопоставили расцветку зебр из разных регионов и три десятка факторов, которые описывают окружающие животных условия, включая данные о распространении мухи цеце, хищных животных и прочие факторы.

Оказалось, что ареал обитания и рацион животных действительно влияет на окраску, но основной фактор - это климат, точнее, температура воздуха. Чем выше среднегодовая температура, тем ярче и шире черные полосы. Чем прохладнее в регионе обитания, тем бледнее контраст между полосами, и тем больше на теле зебры белых фрагментов.

Будем надеяться, что когда-нибудь ученные разгадают для чего зебре черно-белые полоски и придут к единому мнению!

Ученые давно спорят о функции черных и белых полос на шкуре зебр. Венгерские физики и биологи показали, что черно-белый рисунок зебр не привлекателен для слепней - кровососущих насекомых, отравляющих жизнь многим копытным. Черные и белые полосы по-разному отражают поляризованный свет, и оказывается, это является ключевым моментом для насекомых, которые воспринимают поляризацию света. Это исследование является первой серьезной работой, в которой экспериментально продемонстрировано преимущество полосатой окраски зебр.

Зебры относятся к роду Equus - тому же, что и домашняя лошадь. Выделяют три вида зебр - бурчеллову, пустынную и горную (рис. 1). Примечательно, что все эти три вида не являются между собой более близкими родственниками, чем по отношению к другим лошадиным, например, куланам или ослам. В то же время, у всех зебр детеныши, находящиеся в утробе матери, имеют черную окраску, и только на самых поздних стадиях развития покрываются белыми полосками. Начиная с XIX века ученые спорят о функции черных и белых полос на шкуре зебр. За это время было высказано много разных предположений. Некоторые из которых стоит перечислить.

1) Полосы могут создавать зрительные иллюзии, увеличивающие размер тела животного, что может быть полезно при защите от хищника.

2) Полосы могут использоваться как камуфляж. Например, такой рисунок может помогать зебрам сливаться с фоном в высокой траве саванн. В условиях пониженной освещенности полосы плохо различимы даже на близком расстоянии.

3) Полосы у передвигающихся зебр могут ослеплять хищников и затруднять им охоту.

4) Полосы могут использоваться при внутривидовой коммуникации. Поскольку каждая зебра имеет индивидуальный рисунок полос, зебры могут использовать этот рисунок для распознавания матери детенышами или доминантного самца самкой.

5) С помощью регулярного рисунка зебры могут оценивать приспособленность особей. Отсутствие регулярности в рисунке может служить индикатором неблагополучной, больной или раненой особи.

6) Полосы могут помогать при терморегуляции. Поскольку черные и белые полосы по-разному нагреваются на солнце, совместно они могут вызывать конвекцию воздуха и таким образом способствовать охлаждению животного.

7) Защита от мухи цеце. Известно, что мухи цеце стараются не садиться на полосатые поверхности, а предпочитают концентрироваться на однотонных объектах.

Примечательно, что большинство из этих потенциальных функций черно-белых полос у зебр не нашло экспериментальных подтверждений. На сегодняшний день только последняя гипотеза убедительно доказана - действительно, мухи цеце не любят садиться на зебр, от чего зебры, несомненно, выигрывают.

В последнем номере венгерские физики и биологи из разных институтов, в частности, из , предложили новую функцию полос у зебр. Они предположили, что слепни, мухи из семейства Tabanidae , меньше привлекаются черно-белыми полосами зебр, чем однотонным рисунком других лошадей. Cлепни - одни из самых докучливых насекомых, постоянно отравляющих жизнь копытным. На сегодняшний день в данном семействе описано более 4154 видов. Эти насекомые неизменно присутствуют около источников воды, куда приходят на водопой многие копытные. Показано, что слепни привлекаются горизонтально поляризованным светом, который отражается от поверхности воды. Здесь надо сделать небольшое отступление и напомнить читателю, что означает поляризованный свет.

Видимый свет представляет собой электромагнитные волны; длины волн лежат в диапазоне от 380 (фиолетовый) до 740 (красный) нм. Электромагнитные волны являются поперечными, то есть, их колебания перпендикулярны направлению распространения волны. Свет, испускаемый многими источниками (солнцем, обычной электрической лампой) не поляризован, то есть, в нем присутствуют колебания самых разных направлений. Если же пропустить такой свет через поляроид , пластинку, сделанную из специального материала и пропускающую волну с определенным направлением колебаний, то мы получим поляризованный свет. Свет может оказаться поляризованным при отражении или рассеянии. В частности, голубой свет от неба частично или полностью поляризован. Свет, отражающийся от воды, поляризован горизонтально, то есть колебания происходят вправо-влево под прямым углом к линии распространения света.

В последние годы группа венгерских физиков и биологов из будапештских университетов (Университета имени Лоранда Этвёша , Szent Istvan University) исследует, как различные копытные привлекают кровососущих насекомых, в первую очередь слепней. Известно, что все насекомые воспринимают поляризацию света благодаря особенностям строения своих фасеточных глаз и активно используют это свойство при ориентации. Венгерские ученые показали, что слепни плохо садятся на белых лошадей, зато коричневые и черные лошади их очень привлекают. Белые лошади отражают в основном неполяризованный свет, тогда как темные лошади - в основном поляризованный (Horváth et al. An unexpected advantage of whiteness in horses: the most horsefly-proof horse has a depolarizing white coat . Proceedings of the Royal Society of London. Series&nbps;B . 2010). В своем новом исследовании, опубликованном в мартовском номере Journal of Experimental Biology , авторы попытались решить новую задачу: как зебры привлекают слепней? Если считать, что зебра представляет собой промежуточный вариант между белой и черной лошадьми, то привлекательность зебр должна быть также промежуточной.

Венгерские ученые поставили шесть экспериментов по исследованию привлекательности для слепней различных полосатых поверхностей и муляжей зебр, для которых варьировали степень и угол поляризации (угол между направлением колебаний и вертикальной осью). Перед тем, как проводить эксперименты со слепнями, авторы провели измерения поляризационных характеристик муляжей зебры при разном освещении (рис. 2). Муляж, покрытый шкурой бурчелловой зебры, имел очень сходные характеристики с муляжом, выкрашенным черными полосами, который использовался в экспериментах. В зависимости от освещения, положения зебры и положения солнца, черные полосы на спине зебры отражали высокополяризованный свет.

В первых двух экспериментах ученые использовали пластиковые подносы размером 50 на 50 см, заполненные растительным маслом для привлечения слепней. В первом эксперименте черные подносы были раскрашены двумя и шестью ортогональными белыми полосами, причем ширина полос была одинаковой; во втором эксперименте ширину полос варьировали таким образом, что один поднос был наполовину белый и наполовину черный, второй имел три черных и три белых полосы, а третий - шесть белых и шесть черных полос (рис. 3А). Эти подносы выкладывали на лошадиных фермах и держали под открытым воздухом в течение нескольких недель. После попадания в растительное масло слепни уже не выбирались из своих ловушек. По окончании экспериментов считали количество слепней, оказавшихся в разных подносах.

Какие же результаты дали два первых эксперимента? Самое большое число слепней было обнаружено в подносах с минимальным количеством белых полос. И наоборот, меньше всего слепней было в подносах с максимальным числом белых полос. Таким образом, авторы заключили, что черные поверхности, отражающие горизонтально поляризованный свет, менее привлекательны для слепней, если число белых полос, которые отражают неполяризованный свет, возрастает.

Однако из этих экспериментов было неясно, на какую поверхность изначально предпочитают садиться слепни. Для этого авторы провели третий эксперимент, в котором использовали раскрашенные пластиковые щиты, покрытые особым, прозрачным и приманивающим слепней, клеем. Один щит был раскрашен наполовину белым и наполовину черным, второй щит - двумя белыми полосами, третий - четырьмя белыми полосами (рис. 3А). Слепни приземлялись на щит и сразу же приклеивались к липкой поверхности. В результате опять было показано, что слепни предпочитают щит, выкрашенный наполовину белым, тогда как меньше всего прилетало на щит с четырьмя белыми полосами (рис. 3В). Кроме того, оказалось, что слепни садились на черную поверхность в 2,8, 3,5 и 4,7 раз чаще, чем на белую поверхность, в случае щитов с 4, 2 и 1 белыми полосами, соответственно.

Далее авторы провели четвертый эксперимент с муляжами лошадей. Все муляжи были одинаковые по размеру и форме, но выкрашены по-разному: черная, коричневая, белая и полосатая (рис. 3А). Читатель не удивится, если узнает, что больше всего слепней летело на черную лошадь. Второй по привлекательности была коричневая лошадь. На белую лошадь летело очень мало слепней. Но самое удивительное было то, что на полосатую лошадь прилетело еще меньше слепней, чем на белую (рис. 3В).

В пятом эксперименте авторы решили исследовать, имеет ли значение для слепней ширина и направление полос, нанесенных на вертикальные поверхности. (Напомним, что в экспериментах 1–3 тестировали только горизонтальные поверхности.) Каждая вертикально ориентированная поверхность щита была разбита на четыре квадрата, на которых были прочерчены по-разному ориентированные белые полосы (рис. 3А). Щиты были вымазаны клеем, как и в третьем эксперименте. В результате слепни наиболее активно летели на щиты с наименьшим числом полос, тогда как существенно меньше слепней оказалось на щитах с большим числом полос (рис. 3В). Опять, подобно результатам третьего эксперимента, черные полосы привлекали достоверно больше насекомых, чем белые полосы, причем независимо от ориентации полос. В пятом эксперименте опять получилось, что чем у же полосы, тем меньше разница в привлекательности черных полос. Возможно, это связано с тем, что точность приземления не очень высока.

Наконец, авторы поставили шестой эксперимент, в котором решили проверить только влияние направления поляризации. Дело в том, что во всех предыдущих экспериментах меняли не только поляризацию, но и яркость. В шестом эксперименте щиты состояли из параллельных полосок одинакового серого цвета, но которые были линейно поляризованы. На двух щитах полосы с ортогональным направлением поляризации чередовались друг с другом (в одном случае - 9 полос, в другом – 17), тогда как на третьем щите все полосы имели одно направление поляризации. Щит с одинаково поляризованными полосами выглядел как абсолютно гомогенная поверхность, тогда как ортогонально поляризованные полосы делали щит полосатым (рис. 4).

На эти щиты, состоящие из линейно поляризованных полос, слепни летели по-разному. Поскольку щиты были опять вымазаны клеем, можно было оценить количество прилетевших насекомых. Больше всего насекомых оказалось на щите с одинаково поляризованными полосами, меньше - на щите с 9, и еще меньше - с 17 ортогонально поляризованными полосами (рис. 3В).

Итак, венгерские ученые впервые убедительно показали, что поверхности с чередующимися белыми и черными полосами избегаются слепнями по той причине, что по-разному отражают поляризованный свет. Меньше всего привлекают слепней полосатые поверхности с шириной полос, близкой к таковой у современных видов зебр. Из рисунка 1 видно, что самые узкие полосы расположены на голове и на ногах у всех трех видов зебр, то есть на тех частях тела, которые наиболее важны для животных. На голове расположены жизненно важные органы (глаза, уши, рот, ноздри), а ноги нужны, чтобы убегать от хищников. Очень вероятно, что это отражает эволюционную адаптацию рисунка зебр: слепни реже всего должны садиться именно на эти части тела.

Это исследование является первой серьезной работой, в которой экспериментально показано преимущество черно-белого рисунка зебр. Конечно, это не означает, что слепни совсем не садятся на этих животных. В конце концов, не только окраска лошадей имеет значение; слепни летят на запах лошадей и на углекислый газ, выдыхаемый животными. Критики могут также придраться к тому, что эксперименты проводились на венгерских, а не на африканских фермах - ведь в Африке распространены другие виды слепней. Тем не менее, способность различать поляризованный свет свойственна всем насекомым. Не исключено, что муха цеце не садится на зебр именно по той же самой причине, что и слепни на венгерских фермах.

Почему в процессе эволюции все лошади не выработали себе полосатой окраски, а остались темными и очень привлекательными для слепней? Возможно, темная окраска дает другие преимущества; например, во многих биотопах она может иметь лучшие маскировочные характеристики, чем полосатая окраска. С другой стороны, некоторые лошади имеют полосы на отдельных частях тела: сомалийский осел - на ногах, а истребленная в XIX веке квагга - на голове и шее. То есть, следы полосатости можно наблюдать и у других лошадей.

Хотя большинство людей склонны думать о зебре как о белом животном с черными полосками, ученые обнаружили, что зебра на самом деле является черным животным с белыми полосками. Подобно отпечатку пальца, полосы на теле зебры уникальны. Не существует двух особей с идентичными полосками. Но зачем зебрам вообще нужны полосы?

Независимо от того, прогуливается ли она в зоопарке или бежит по Серенгети, зебра - это животное, которое выделяется из толпы. Черно-белая полосатая зебра не может оказаться незамеченной. Однако это не всегда является преимуществом, особенно когда дело доходит до .

В дикой природе главным естественным врагом зебры является , животное, известное как дальтоник. , которые изучают животных считают, что рисунок зебры - это своего рода камуфляж, который помогает скрываться от хищников.

Представьте, что вы можете видеть только черный, белый и оттенки серого. Однотонная лошадь, стоящая в светлой высокой траве, была бы очень заметна. Тем не менее полоски зебры помогают ей смешиваться с травами и кустарниками, поэтому ее сложнее разглядеть.

Некоторые ученые также считают, что полосы зебры могут быть полезны во время бега в стаде. Когда большое количество зебр перемещается вместе, их полосы создают иллюзию одного крупного животного. Такая иллюзия может смутить хищника и затруднит выбор конкретной жертвы для нападения.

Однако недавние исследования поставили под сомнение популярную теорию камуфляжа. Исследователи отметили, что многие другие пасущиеся в процессе эволюции не развили подобных полос для защиты от хищников.

Вместо этого ученые обнаружили, что полосы возможно имеют две другие цели: регулирование температуры тела и сдерживание кусающих мух. Зоологи начали изучать эти особенности, когда заметили, что зебры, живущие в более жарких обладают большем количеством полос.

В большом исследовании африканских зебр было обнаружено, что полосы этих тесно связаны с температурой и количеством осадков, а не с численностью львов. Это заставило их усомниться в теории камуфляжа и искать другие объяснения.

Хотя новые исследования еще не дают точных выводов, ученые теперь считают, что полосы могут помогать зебрам охлаждать свое тело. Некоторые ученые полагают, что воздух быстрее перемещается по черным полосам и медленнее по белым, задерживаясь на их границе, тем самым охлаждая тело животного.

Другие исследователи считают, что зебры в более жарких областях имеют больше полос для сдерживания мух, несущих болезни, таких как мухи цеце и лошадиные кровососки. Исследователи узнали, что кусающие мухи, которые обитают в жарком климате, не любят приземляться на полосатые поверхности. Наличие большого количества полос может быть естественной защитой от этих надоедливых насекомых.

Зебру невозможно спутать ни с одним животным. Люди, да и ученые тоже, до сих пор не решили: в какую полоску зебра – белую, или черную?

Характерным отличием зебры являются темные полоски, сочетающиеся с белыми, или слегка желтоватыми.

Зебра – это млекопитающее, принадлежащее виду лошадей. Живут зебры в полузасушливых районах Африки, в саванне, к югу от Сахары.

Внешним видом очень напоминают ослов или некрупных лошадей. Питаются травой и мелкими кустарниками. Очень зависят от воды. Без нее зебры не проживут и трех дней. Потому всегда держатся возле водопоя.

На выпас зебры выходят рано утром и вечером, когда не так жарко. В солнцепек они прячутся в тени, следя за своей безопасности. Живут зебры табунами, где есть своя четкая иерархия.

Самым главным врагом зебр в природе являются львы. Но, эти полосатые лошадки лихо убегают от смертельной опасности. Именно поэтому, только 1 из 20 попыток поймать зебру, у льва заканчиваются победой. И, как правило, на ужин ему достаются особи особо слабые и больные. Детенышей зебры защищают яростно, и не каждый лев решиться сразиться с табуном разгневанных зебр.

Существуют три вида зебр:

Горные зебры (Equus zebra)
Степные зебры (Equus Quagga)
Равнинные зебры (Equus grevyi) –это вид считается вымершим

У каждого из этих видов свой манер окраски. Да, откроем большой секрет: зебра, все же черная, в белую полоску, так стали считать после генетических исследований. Кожа зебры насыщенно-черного цвета.

Для чего такая полосатость у этих животных, так же не знает пока научный мир. Такая окраска не очень подходит для «камуфлирования» в саванне, но, тем не менее, зебры именно полосатые. Может им так легче отличать друг друга? Некоторые ученые считают даже, что эти полоски – способ гипноза хищника. Когда зебра бежит, то полоски двигаются и сбивают с толка охотника, не давая ему сосредоточиться.

Самцы зебр постоянно находятся в состоянии войны между собой. Так они борются за право доминирования в табуне.

Знаете ли вы, что…

— Каждая зебра имеет рисунок примерно такой же уникальный, как и отпечатки пальцев у человека.
— Зебра может развивать скорость до 80 км/час.
— Зебры имеют слабое зрение, поэтому создают смешанные стаи с жирафами, страусами или антилопами.
— На брюхе у зебры нет полос
— Зебры предпочитают жить возле воды.
— Взрослые зебры спят стоя, чтобы следить за безопасностью жеребят

Прослушать голос зебры

Степная зебра
Высота в холке: до 1,6 м
Длина тела 2,5-3м
Хвост длиной до 75 см
Тело массой до 450 кг
Продолжительность жизни: 20-25 лет

Экология

Вопрос о том, почему у зебры появились в ходе эволюции черно-белые полосы, вызывал множество споров в научном мире. Недавно исследователям из Венгрии и Швеции удалось разгадать эту тайну. Эти полоски, как сообщили исследователи, помогают животным спасаться от кровососущих насекомых.

В последнем номере журнала Journal of Experimental Biology ученые сообщили о том, что полосатость зебры делает ее "не привлекательной" для насекомых. Это связано с тем, что контрастные полоски по-особому отражают свет.

"Мы стали исследовать лошадей черного, коричневого и белого окраса , – рассказывает Сьюзан Акессон (Susanne Akesson) из Лундского Университета , член международной исследовательской группы. – Мы обнаружили, что у черных и коричневых лошадей свет поляризован горизонтально". Этот эффект делает лошадей с темной шкурой привлекательными для насекомых.

Это означает, что темная шкура лошадей отражает свет, волны которого направляются прямо в глаза голодных насекомых и который движется в горизонтальной плоскости подобно змее, которая ползет по ровному полу. Доктор Акессон и ее коллеги обнаружили, что слепней очень привлекает такого рода "ровные" волны света.

"От белой шкуры свет отражается и становится неполяризованным, – объясняет она. – Такой свет может двигаться в любой плоскости и намного меньше привлекает насекомых". Выходит так, что черно-белые лошади испытывают куда меньше проблем из-за слепней, чем их родственники с темной шкурой.

Для того чтобы узнать, каким образом свет отражается от полосатой шкуры зебр и каким образом цвет влияет на количество укусов ненавистных слепней, исследователи провели эксперимент, разукрасив доски в разные цвета и разместив их на лошадиной ферме одного из сельских районов Венгрии. Затем нанесли на каждую доску клей и посчитали, сколько насекомых привлекла каждая из них.

Доска, разукрашенная в черно-белые полоски, которые имитировали цвет шкуры зебры, как оказалось, привлекла меньше всего насекомых, даже меньше, чем белая доска, которая отражала неполяризованный свет.

"Нас это удивило, так как полосатый образец имел черные полоски, которые давали горизонтально поляризованный свет, - сказала Акессон. – Чем уже полоски и чем больше они напоминают полоски шкуры зебры, тем менее привлекательной была такая поверхность для слепней".

Для того чтобы проверить реакцию насекомых на более реалистичные модели животных, исследователи изготовили четыре модели лошадей, которые имели запах животных, и разместили их на поле: черную, коричневую, полосатую и белую с черными пятнами.

Ученые собирали попавшихся в ловушку слепней каждые 2 дня и обнаружили, что модель "под зебру" привлекала меньше всего насекомых.

Другие ученые считают, что хотя этот эксперимент дал достаточно доказательств, не исключено, что есть и другие причины появления у зебр черно-белых полосок. Пока остается неясным, почему же такие полоски имеет только зебра, но они отсутствуют у остальных родственников, включая лошадей и ослов. Возможно, слепни оказывают на зебр более серьезное давление? И поэтому им пришлось в ходе эволюции обзавестись полосатой шкурой?