Почему зебры полосатые: 5 научных версий

Среди всех гипотез именно эта сегодня получила наиболее убедительные экспериментальные подтверждения. Полосатый узор мешает мухам точно приземлиться на кожу зебры. Муха цеце и слепни переносят опасные болезни — трипаносомоз и другие инфекции, — поэтому защита от укусов для зебры становится вопросом выживания. Предполагается, что полосатый рисунок создаёт сложные зрительные помехи при обработке изображения фасеточными глазами насекомого, из-за чего мухе труднее точно рассчитать момент посадки.

Эта гипотеза существует давно, однако доказательств у неё меньше, чем у версии с мухами. Когда стадо зебр движется, хищнику сложно выделить одну особь среди мелькающих полос. Как львы видят зебру: у кошачьих цветовое зрение слабее человеческого, контраст полос для них менее выражен, но движущийся узор всё равно создаёт зрительный шум, который затрудняет прицельный бросок.

Не так давно проводился эксперимент, где сосредоточились именно на широких горизонтальных полосах на крупе, которые визуально отличаются от узких узоров на остальном теле. Участники эксперимента, которым показывали изображения зебр, отфильтрованные под зрение льва и пятнистой гиены на разной дистанции и в движении, стабильно называли задние полосы зебры наиболее притягивающими взгляд областями.

Симуляции погони показали: концентрация внимания хищника на крупе снижает вероятность поимки животного. По данным ряда более ранних работ той же исследовательской группы, интенсивность рисунка именно на крупе связана с уровнем угрозы со стороны гиен в конкретном регионе — в отличие от узких полос на теле, которые коррелируют скорее с плотностью кровососущих насекомых. Это косвенно указывает на самостоятельную антихищническую функцию рисунка на крупе.

Считается, что чёрные полосы поглощают тепло, белые отражают, и вместе они якобы создают охлаждающий эффект. Реальность, как выяснилось, сложнее и остаётся предметом спора между исследовательскими группами.

В 2015 году команда исследователей проанализировала 16 популяций равнинных зебр в Африке, сопоставив рисунок полос с более чем двумя десятками экологических факторов: температурой, влажностью, количеством осадков и другими. Температура окружающей среды оказалась самым сильным показателем интенсивности полосатости: чем жарче климат, тем насыщеннее и шире полосы.

Авторы обнаружили, что популяции, живущие в более жарком климате, обычно обладают более выраженной полосатостью. Они предположили, что такая связь может быть связана с терморегуляцией. Впрочем, в ответном комментарии в том же журнале Тим Каро и Теодор Стэнкович оспорили именно эту интерпретацию: по их собственным инфракрасным измерениям, зебры на солнце были не холоднее, а теплее, чем сопоставимые по размеру травоядные — жирафы, антилопы и буйволы, — что прямо противоречит выводу об охлаждающем эффекте.

Эксперимент с бочками: полосы не охлаждают

Учёные решили проверить гипотезу и обтянули бочки шкурами разного цвета — полосатой, серой, чёрной и белой — и несколько месяцев грели их на солнце. Оказалось, что полосатые бочки нагреваются так же, как серые. Чёрные полосы горячее белых, но сама бочка от этого не прохладнее.

Есть идея, что между горячими и холодными полосами возникают воздушные микровихри, которые будто бы охлаждают. Но никто этого в эксперименте не доказал, и сами авторы признают, что это слабое место гипотезы.

Ещё одним аргументом против этой гипотезы являются зебры Греви, которые обитают в наиболее жарких районах Африки, их полосы не широкие, как требовалось бы для охлаждения, а наоборот — узкие. И вообще, расположение полос у разных видов и на разных частях тела не соответствует терморегуляции.

Вертикальные тёмные линии теоретически могут сливаться с тенями от стеблей высокой травы. Проблема в том, что хищники обнаруживают зебру задолго до нападения, а данные показывают: для зрения льва или гиены в дневное время зебра хорошо заметна. Версия маскировки зебры не получила экспериментальных подтверждений.

Есть также идея о том, что полосы помогают особям узнавать друг друга в стаде, но она также не выдержала проверки. Другие непарнокопытные без какого-либо контрастного рисунка прекрасно живут в группах и распознают сородичей.

Узор полос у каждой особи уникален, по нему можно идентифицировать животное так же, как человека по отпечаткам пальцев. Это подтверждается полевыми наблюдениями и активно используется в исследованиях популяций. У разных видов зебр полосы отличаются шириной и расположением. Интенсивность окраса варьируется и внутри одного вида в зависимости от климата региона и состава паразитов.

Рисунок закладывается ещё в эмбриональном развитии: жеребёнок зебры рождается уже с готовым узором полос. Генетически полосатость связана с регуляцией пигментных клеток — меланоцитов — в коже. Механизм схож с полосами тигра, но возник независимо в ходе эволюции.

Вертикальная ориентация предположительно усиливает эффект дезориентации при движении и лучше соответствует вертикальным теням растительности. Естественный отбор, по всей видимости, закрепил именно такое направление полос как достаточно эффективное сразу при нескольких угрозах, главной из которых считаются кровососущие насекомые.

Наиболее доказанная функция полос зебры — защита от кровососущих мух: узор дезориентирует насекомых, снижая укусы и риск инфекций. Гипотезы охлаждения, камуфляжа и социальной идентификации не нашли убедительного подтверждения — эксперименты и наблюдения опровергают их. Полосы, вероятно, эволюционировали как многофункциональная адаптация, при этом наиболее убедительные данные указывают на защиту от кровососущих насекомых. Возможная роль в затруднении атаки хищников остаётся предметом исследований.