新的研究顯示 斑馬的條紋可以??用來控制它們的溫度

作者認為，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一步幫助減少熱量損失。這三個元素是理解斑馬獨特圖案如何幫助他們在高溫下管理溫度的關(guān)鍵。

該研究結(jié)果已于本月發(fā)表在英國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了許多年，在那里他指導(dǎo)了環(huán)境研究和開發(fā)項目。

這項研究是第一次在其自然棲息地評估斑馬，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小時內(nèi)穩(wěn)定在生活斑馬上，黑色條紋比白色溫度高12-15℃，但沒有生命的斑馬皮上的條紋繼續(xù)升溫，達到16oC。這表明存在抑制活斑馬中加熱的潛在機制。因此，斑馬條紋被用作冷卻系統(tǒng)的一部分，而不僅僅是它們對比的涂層顏色，這是了解這些動物為何具有獨特圖案的關(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)尖端的通過是由一種叫做latherin的蛋白質(zhì)促進的，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)并防止動物過熱。

研究人員提出，黑白條紋上的溫差和空氣活動會在條紋內(nèi)部和條紋上方形成小規(guī)模的對流空氣運動，這會使空氣和頭發(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)，而白色斑點則保持平坦。作者提出，在白天炎熱的時候，當(dāng)條紋處于不同的溫度時，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清晨，沒有空氣流動，凸起的黑色毛發(fā)將有助于捕獲空氣，以減少當(dāng)時的熱量損失。

這三個組成部分 - 對流空氣運動，泡沫輔助出汗和頭發(fā)提升 - 共同作為一種機制，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，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)觀察到這種昆蟲行為，并且可以為斑馬賦予額外的優(yōu)勢。

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，這有助于動物通過蒸發(fā)散熱的能力。

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

“我四十年前在測試這個假設(shè)時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，這不是一個足夠好的實驗，我想看看條紋是如何表現(xiàn)的活斑馬。“

“史蒂夫，后來成為我的丈夫和共同作者的人，在內(nèi)羅畢大學(xué)教授保護生物學(xué)，有一個學(xué)生和斑馬人一起工作，他說他們可以用長柄掃帚刷他們，讓他們平靜下來。 1991年，這給了我勇氣，允許我進入內(nèi)羅畢國家公園的動物孤兒院，看看我是否可以用圍著花花公子的刷子馴服圍場里的一只野生斑馬。除了它的捕獲，它從來沒有被人類感動了。我非常高興地發(fā)現(xiàn)這個發(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(見照片)。兩年后，我回到內(nèi)羅畢并帶著圍場走進了圍場。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，我們才有機會從非洲的斑馬中收集一些野外數(shù)據(jù)，當(dāng)時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發(fā)揮作用時，一切都開始落到原位。“

“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。“