斑马为什么有条纹?很多人都思考过这个经典的难题,达尔文也不例外。条纹可能是伪装,能制造大范围的视觉错觉来吓退像狮子或库伊拉·德维尔那样的捕食者,甚至可能帮助控制动物的体温。尽管有许多看似合理的解释,加州大学戴维斯分校的生物学家们终于在 2014 年破译了这个谜团。他们一项全面的研究发现,斑马的条纹能有效驱赶嗜血的、叮咬的苍蝇,而这些苍蝇中的许多会传播致命的疾病。
尽管有了“为什么”的答案,研究团队仍然好奇条纹究竟“如何”起作用。为了找出答案,他们设计了一系列实验,揭示了苍蝇在盘旋和降落在斑马身上的行为和飞行模式。他们周三发表在《PLOS ONE》上的一项新研究显示,马蝇会笔直地冲向它们条纹状的猎物,在靠近后,“砰”地一声撞上它们,然后像小炮弹一样弹开。
“就像你坐飞机一样,对苍蝇来说,有控制地降落非常重要,”加州大学戴维斯分校的行为生态学家、新研究的首席作者蒂姆·卡罗(Tim Caro)说。“它们不想摔断腿或弄伤眼睛。所以当苍蝇为了吸血而飞来时,它们需要减速。不知何故,条纹阻止了这种情况发生。”
卡罗和他的同事们通过研究英国一家农场里由三只圈养的平原斑马和九匹马组成的杂牌种群来弄清楚这一点。首先,他们进行了一项纯粹的观察实验。团队将斑马和马分别关在不同的围栏里,并计算试图降落在每只动物身上的苍蝇数量。虽然撞击到这两种动物的苍蝇数量差不多,但有明显更多的苍蝇成功地降落在马身上并逗留。这让卡罗认为,苍蝇从远处看不清条纹——并且在近距离被它们弄糊涂了。
研究人员迈出了下一步:他们给这两种动物穿上了时髦的黑色、白色和黑白条纹外套,看看苍蝇会作何反应。结果再次表明,与纯色外套相比,成功降落在斑马外套上的苍蝇数量明显减少。而且,苍蝇在戴着斑马外套的马的裸露头部上降落没有任何问题,这表明确实是条纹让苍蝇感到困扰。(当然,还需要更多的研究来确定这一点,因为样本量很小。理想的测试可能包括整个肯塔基德比的马匹和斑马,并且地点在非洲的稀树草原而不是多风的旧英格兰。)
最后,研究人员拍摄了一些高速视频,以真正剖析条纹是如何将苍蝇变成微小的嗜血弹丸的。卡罗说,关键在于苍蝇接触斑马皮肤前的最后 500 毫秒。“在最后的半秒钟,它们就完全失控了,”他说。“与它们为了降落在马身上而减速相比,它们根本没有减速。”
其他科学家也进行了类似的创意实验,研究叮咬的苍蝇对条纹的反应。今年一月,一个团队发表了一项研究,表明条纹体绘可以保护人类免受马蝇的侵害——他们通过给真人大小的模型涂上条纹并涂上胶水来得出这一结论。将这些塑料模型停放在田野里后,团队统计了哪些虫子粘在了哪些模型上。
但在斑马方面,仍有大量研究需要进行,以了解它们的条纹究竟是如何迷惑微小的苍蝇大脑的。卡罗还有许多问题:它们是否认为条纹是空隙,并试图穿过它?条纹是否会产生像理发店旋转灯那样的令人困惑的视觉错觉,让苍蝇感到恐慌?像贝拉·哈迪德(Bella Hadid)和肯达尔·詹娜(Kendall Jenner)这样的模特是否受到她们的斑马纹时尚的保护?当这些秀场造型最终普及到大众时,我们其他人是否会更安全?只有进一步的研究才能确定。“正如科学界一贯的那样,一旦你回答了一个问题,就会出现三个新问题,”他说。