Прошлым летом серию довольно необычных наполненных водой канистр оставили запекать под северным венгерским солнцем. Каждый ствол был снабжен разной кожей: белыми, черными, коричневыми, серыми или черно-белыми полосами. Издалека они почти напоминали торсы лениво пасущихся животных - только когда мухи жадно стряхивали их по бокам, никакой хвост не отбрасывал их.
Как ни странно, биофизик Габор Хорват и его коллеги поставили бочки не ради эксцентричного искусства, а для того, чтобы уладить давнюю эволюционную дискуссию: почему у зебр есть полосы?
Экспериментальные бочки, покрытые шкурами черных, серых, коричневых, белых или черно-белых полос, греются на дневном солнце. (Габор Хорват, Университет Этвос) Одна давняя теория утверждает, что полосы действительно способствуют сохранению зебр в прохладе. Поскольку черные волосы поглощают больше тепла, чем белые, воздух над черными полосами может быть склонен к образованию сильных быстрых микротоков. Когда эти горячие карманы встречаются со сравнительно вялым воздухом, ползающим над белыми полосами, столкновение может создать небольшие вихри охлажденного воздуха. В соответствии с этой идеей одна группа исследователей опубликовала в 2015 году результаты, которые продемонстрировали, что чем теплее климат, тем полосатее зебры.
Но Хорват и его коллеги из Венгрии и Швеции показали, что черно-белые полосы ничуть не лучше, чем однородные коричневые или серые, чтобы сдерживать жару - по крайней мере, если вы наполнены водой.
В своем исследовании, опубликованном на прошлой неделе в журнале Scientific Reports, исследователи прикрывали металлические бочки шкурой белого скота, шкурой черного скота, шкурой коричневого коня, светло-серой шкурой скота, настоящей шкурой зебры или искусственным пальто, состоящим из черно-белых полос. скотина скрывается как подражание зебре. Затем они поместили термометры в канистры, чтобы измерить внутреннюю температуру воды внутри.
Неудивительно, что они обнаружили, что шкура белого скота сохраняла свою бочку прохладной на полуденном солнце. На другом конце спектра шкура черного рогатого скота продолжала готовить свою канистру при температуре выше на 6-7 градусов по Цельсию. Но хотя черные полосы были постоянно более горячими, чем белые полосы как на реальной, так и на искусственной шкурах зебры, достоверно имитируя контраст, наблюдаемый на шкурах живых зебр, температуры ядра в обеих бочках зебры были примерно такими же, как и в коричневых. и контейнеры с серым покрытием. Количество белизны в пальто, казалось, было самым большим предсказателем более низких внутренних температур. Эксперимент установил, что когда дело доходит до регулирования температуры, полоски, оказывается, имеют вспышку, а не вещество.
Это не первый случай, когда ученые пробивают дыры в теории «крутых полос». С одной стороны, теория имеет смысл только под прямыми солнечными лучами: в тени отсутствие сопоставления между горячим черным воздухом и холодным белым воздухом предотвратит образование ледяных вихрей. Более того, даже если бы эти вихри охлаждающего воздуха должны были сформироваться, их бы легко нарушил любой проходящий ветерок или даже малейшее колебание боковой поверхности зебры, считает Тимоти Каро, эколог-эволюционист из Калифорнийского университета в Дэвисе. Кроме того, эта теория применима только к плоским горизонтальным поверхностям, параллельным земле. По бокам зебр вертикальные черные полосы просто поглощают солнечный свет, не будучи сдержанными этим явлением, ставя большую часть тела зебры в невыгодное для терморегуляции состояние. Тоже проблематично? Заметное отсутствие других полосатых существ в жарких, засушливых условиях. Фактически, большинство млекопитающих, которые выдерживают эти палящие климы, имеют более ожидаемые оттенки белого или светло-желтого.
Тони Бартел, куратор и дежурный зебры в Национальном зоопарке Смитсоновского института, не связанный с исследованием , соглашается с тем, что результаты исследования (в прямом и переносном смысле) держат воду, но указывает, что даже сгущенные в полоску бочки не являются зебрами. «Это не отвечает, может ли здесь работать какой-то другой механизм, например, другой внутренний поток крови под полосами», - объясняет Бартел. «Они не могут решить эту проблему так, как они это создали».
Тем не менее, большое количество исследований в этой области поддерживает несколько других возможных эволюционных драйверов для шикарных полос. Одна широко распространенная возможность, подтвержденная предыдущими работами как Хорват, так и Каро, предполагает, что полосы помогают отразить неприятные участки кровососущих насекомых, которые кажутся испуганными черными и белыми полосами. Другие более горячо оспариваемые гипотезы предполагают, что полосы могут помочь избежать хищников или использовать их в качестве визуальных подсказок для отличия зебр друг от друга, так как индивидуумы выглядят уникально.
Конечно, Бартел говорит, что использование одной теории определенно не исключает возможности других. «Адаптация может иметь несколько преимуществ», - говорит он. «Это не обязательно должен быть один или другой - какими бы ни были причины, по которым у зебр есть полосы, вероятно, их больше, чем один».
Что мы можем сказать? Когда дело доходит до зебры и ее полос, проблема остается далека от черного и белого.
