Вся правда про смуги зебри: таємниця майже розгадана

Смугастих тварин на Землі, м'яко кажучи, небагато, а серед ссавців родини конячих зебра взагалі одна така. Загадка її смугастості мучила багатьох, висувалися різні версії, що жодним чином не були підкріплені науково. Але в останні роки дослідники вирішили взятися за це питання серйозно, із застосуванням останніх досягнень науки.

Редьярд Кіплінг у казці "Як леопард отримав свої плями" висунув свою, казкову версію появи смужок на зебрі: "Від того, що на них падали рухливі тіні від дерев, жирафа стала плямиста, а зебра стала смугаста".

Однак чи далекі від подібних припущень сучасні вчені?

Надзвичайно цікавий експеримент провели в лютому 2019 року на одному кінному дворі у Великій Британії. Група еволюційних біологів з Каліфорнійського університету (Девіс) та їхні британські колеги досліджували те саме вічне питання: чому зебра смугаста.

В ім'я науки вони переодягли кілька домашніх коней: накинули на них попони зі смужками як у зебри, помістили їх в загін зі справжніми зебрами і почали за ними спостерігати.

У власниці кінного двору Террі Гілл живе стадо зебр, яких вона викупила у різних британських зоопарків.

Пані Гілл - активна прихильниця збереження диких непарнокопитних, її стадо зебр - один із способів зупинити зникнення цих тварин.

Отже, зебри з кінного двору Гілл потрапили до Тіма Каро, еколога з університету Сент-Ендрюса (Шотландія), що вивчає зебр майже 20 років.

"Люди понад століття обговорюють смугастість зебр, а треба просто провести низку добре продуманих експериментів, щоб розібратися у феномені", - говорить він.

Протягом останніх ста років вчені висували безліч причин (щонайменше 18!) появи смуг на шкірі зебр - від маскування і загрози до унікального для кожної тварини маркування, подібного до відбитків пальців людини.

Чорні з білими смугами?

Зебри, як і осли, належать до родини конячих. Серед них три види зебр, що пасуться в саванах східної та південної Африки, - єдині смугасті тварини з білими непігментованими смужками вовни на чорній шкірі.

Малюнок смуг та їхня насиченість залежать від виду та ареалу проживання. Зазвичай ми намагаємося зрозуміти сенс смугастості зебр, ґрунтуючись на цій різниці в забарвленні й труднощі, з якими зебри стикаються в дикій природі.

Походження смуг і їхня функція - як і раніше, предмет наукових суперечок. Але останні дослідження загалом сконцентровані лише на трьох причинах: захист від комах, терморегуляція і захист від хижаків.

Комахи, які кусають і п'ють кров, - головний біль для тварин Африки. Крім того, ґедзі та мухи цеце переносять такі захворювання, як сонна хвороба (летаргічний енцефаліт), африканська чума коней і потенційно смертельний кінський грип.

Тонка й коротка шерсть зебри погано захищає від укусів комах. Але ось що дивно: аналізи мух цеце не виявили в їхньому організмі слідів крові зебр.

Протягом майже ста років усні свідчення й експерименти з неживими моделями раз по раз демонстрували: мухи зазвичай не сідають на смугасту поверхню.

Серйозне підтвердження цьому отримали 2014 року, під час дослідження Каро і його колег. Вони зібрали дані про погоду, присутність левів і розміри стада зебр і порівняли ці фактори зі смугастістю зебр, що мешкають в тій чи іншій місцевості.

Як свідчить пан Каро, смугастість була більш помітною там, де було більше ґедзів.

"Це дослідження підтвердило дещо дійсно важливе, - розповідає науковець. - І, до речі, ми не знайшли жодних підтверджень інших гіпотез".

Дослідження на кінному дворі пані Гілл, що провели на початку 2019 року, пролило нове світло на здогади Каро і його колег.

Вони спостерігали за поведінкою ґедзів в присутності коней і зебр. На деяких коней наділи чорні, білі та смугасті попони. На зебр і коней у смугастих попонах сідало набагато менше ґедзів.

Комахи намагалися сісти на смугасту поверхню, але у них не виходило пригальмувати перед посадкою - вони просто вдарялися об поверхню і відскакували від неї.

За словами науковця, він з колегами працює над великим масивом неопублікованих відеоданих, де знято, як комахи наближаються до тієї чи іншої поверхні. Вчені намагаються зрозуміти, як смужки впливають на характер посадки комах.

Тим часом у Принстонському університеті еволюційний біолог Деніел Рубенстайн з колегами вивчає у віртуальній реальності, що бачать комахи.

Система охолодження

Однак деяких інших дослідників зебр, зокрема британців Елісон Кобб і Стівена Кобба, не задовольняє таке пояснення. Вони вважають, що смуги потрібні зебрі здебільшого для терморегуляції.

І хоча Елісон Кобб схвалює дослідження Каро, вона вважає, що кусючі комахи дуже незначним чином вплинули на розвиток смугастості зебр.

"Зебрам потрібно уникати перегрівання, а кусючі комахи з'являються у певні періоди року і в певних районах, але не такі небезпечні, як перегрівання", - говорить пані Кобб.

Ідея полягає в тому, що чорні смужки зебри поглинають тепло вранці, зігріваючи тварину, а білі смужки краще відбивають сонячне світло і допомагають зебрам не перегріватися, поки ті пасуться на сонці.

Така, здавалося б, проста логіка переконує далеко не всіх.

Каро і його колеги виявили слабку взаємодію забарвлення зебр і максимальних температур.

Рік по тому змодельоване територіальне дослідження саванних зебр (які загалом мешкають у східній і південній Африці) дозволило Бренді Ларісон з Каліфорнійського університету (Лос-Анджелес) зробити такий висновок: більш яскраві малюнки смуг, здається, більш властиві зебрам, що мешкають у тепліших регіонах або в регіонах з більш інтенсивним сонцем.

Однак поки експерименти не прояснили ситуацію повністю. Дослідження 2018 року показало, що вода в діжках, пофарбованих у смужку, не охолоджується сильніше, ніж в однотонних.

Але це не переконало Деніела Рубенстайна. Він вважає, що в тому експерименті було занадто мало зразків і забагато суперечливих даних.

За словами пана Рубенстайна, він з колегами проводить дослідження з більшою кількістю пляшок з водою, і ці експерименти показують, що смужки допомагають охолоджувати їхній вміст.

Ці дані ще не опубліковані, але він каже, що його колеги перевіряли температуру на поверхні тіла тварин у змішаних стадах і виявили: у смугастих зебр температура була на кілька градусів нижча, ніж у тварин, що не мали смуг на шкірі.

Однак діжки й пляшки не можуть повністю імітувати механізм охолодження зебри. Підхід подібних досліджень надто спрощений, щоб повністю пояснити сенс смугастості зебр.

Зебри, як люди і коні, охолоджують власне тіло, пітніючи. Піт випаровується і виводить надлишки тепла, проте випаровування має відбуватися доволі швидко, щоб піт не накопичився і не створив для тваринного подобу сауни.

У червні Елісон і Стівен Кобби написали в Journal of Natural History, що у теплішу пору доби темні смуги на тілі зебри мають температуру на 12-15 °C вищу, ніж білі.

Науковці Коббе припускають, що така стала різниця температур може створювати легкий рух повітря.

Вони також виявили, що шерсть на чорних смугах підіймалася в ранковий час та опівдні. Тобто, вона зберігає тепло холодним ранком і допомагає випаровуванню поту опівдні.

Вони не ховаються, вони тікають

Щодо ще однієї гіпотези - про те, що смужки допомагають зебрам захиститися від хижаків, - то тут пан Каро налаштований скептично.

В монографії "Смужки зебри", що вийшла 2016 року, він перераховує численні докази, які спростовують те, що зебри нібито використовують свою смугастість для відлякування хижаків, або для того, щоб збити їх з пантелику.

Зебри проводять більшу частину часу на відкритих просторах савани, де їхні смужки дуже помітні, і зовсім мало часу - в лісах, де смужки могли б слугувати камуфляжем.

Крім того, цим тваринам властиво тікати від хижаків, а не ховатися від них. І леви, судячи з усього, не мають жодних проблем з тим, щоб закусити смугастими тваринами.

Деніел Рубенстайн, однак, все ще працює над цією гіпотезою, визнаючи, що з трьох вона - найважча для перевірки.

Він підкреслює, що в попередніх дослідженнях перевірялося, чи можуть смужки ввести в оману людини, а не лева.

"Коли йдеться про конкретний напад на зебру, ми не знаємо, наскільки він був вдалим". Він з колегами наразі вивчає, як леви нападають на смугасті й несмугасті об'єкти.

Як бачите, питання про те, чому у зебри є смужки, виявилося дуже важким і ризикованим - Стівена Кобба вже кусали за руку, і він двічі потрапляв до лікарні.

Попри всю ретельність і наполегливість останніх досліджень, відповідь залишається не до кінця переконливою. Цілком можливо, що смужки еволюціонували, щоб вирішувати відразу кілька проблем.

Доведено, що вони захищають тварин від комах. Можливо, вдасться остаточно довести, що вони - важливий інструмент у боротьбі з перегріванням тіла зебри.

Складність полягає в тому, що кусючих комах зазвичай багато там, де тепло й волого.

"Як розділити два цих чинники? Це найскладніша частина дослідження, - підкреслює Деніел Рубенстайн. - Я не буду заперечувати, якщо мені скажуть, що вони працюють одночасно".

--

Прочитати оригінал цієї статті англійською мовою можна на сайті BBC Future.

Хочете отримувати найважливіші новини в месенджер? Підписуйтеся на наш Telegram або Viber!