自然科普:斑馬是白底黑條紋,還是黑底白條紋?
發(fā)布時間:2021-12-15
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本文審稿:趙序茅,蘭州大學青年研究員

斑馬最明顯的的標志,就是它們一身黑白相間的皮毛。這種配色與它們棲息地中的棕色和綠色(非洲東部和南部的無樹草原和草原林地)形成了鮮明的對比。你有沒有想過,黑白相間的斑馬究竟是白底黑條紋還是黑底白條紋的呢?很多人會認為,因為斑馬的腹部通常是淺色的,所以斑馬的淺色毛發(fā)比深色毛發(fā)多,故而斑馬應該是白底黑條紋。但事實并非如此。

已知的現生的斑馬共有三種:平原斑馬(Equus quagga)、山斑馬(Equus zebra)和細紋斑馬(Equus grevyi),它們的條紋模式各不相同。平原斑馬已經滅絕的一個亞種“斑驢”(Equus quagga quagga),甚至只在頭部、脖子和鬃毛位置有少量條紋。每一只斑馬個體的條紋也是獨一無二的:有些斑馬的深色條紋是黑色,有些則是棕色;有的斑馬只在身體上有條紋,而腿上沒有。

斑馬的毛色不一定相同,但它們的皮膚顏色其實都一樣:黑色。不過我們想討論的問題是,斑馬的“毛發(fā)”是白底黑條紋還是黑底白條紋。美國加利福尼亞大學戴維斯分校(University of California, Davis)的行為與演化生態(tài)學家、保護生物學家蒂姆·卡羅(Tim Caro)介紹說:“雖然斑馬的皮膚是黑色的,但決定它們毛發(fā)顏色的是另一套發(fā)育過程,就像膚色淺的人類也可能有深色的頭發(fā)一樣?!彼詾榱嘶卮疬@個問題,我們需要研究斑馬毛發(fā)中產生色素的細胞(黑色素細胞)。

根據2005年發(fā)表在《皮膚病學研究雜志》上的一篇評論文章,每一根頭發(fā),不論顏色深淺,都來自一個充滿黑色素細胞的毛囊。這些細胞產生的黑色素決定了頭發(fā)和皮膚的顏色:大量的黑色素形成深色,如深棕色或黑色;少量黑色素形成淺色,如褐色或金色。

斑馬的黑色毛發(fā)充滿黑色素,但白色毛發(fā)不存在黑色素。這是因為長出白色毛發(fā)的毛囊“關閉”了黑色素細胞生產黑色素的過程。所以黑色是斑馬毛發(fā)的默認顏色,而白色是條紋。

斑馬形成條紋的確切生物學過程尚不明確。在非洲條紋老鼠(Rhabdomys pumilio)毛茸茸的身體上也有淺色和深色的條紋。根據2016年發(fā)表于《自然》的一項研究,非洲條紋老鼠的Alx3基因在淺色條紋上比在深色條紋上更活躍。研究人員發(fā)現,Alx3阻止了負責黑色素細胞發(fā)育的主調節(jié)基因發(fā)揮作用,使對應區(qū)域毛發(fā)變淺。

那么,斑馬為什么會在黑底色上長出白色條紋呢?根據卡羅和同事2020年發(fā)表在《英國皇家學會學報B》的一項研究,這種獨特的花紋可以防止蒼蠅叮咬。他們給馬分別披上純色、條紋或格子的毯子后,發(fā)現非洲牛虻(會叮咬馬和斑馬,可能攜帶對馬科動物致命的疾?。┞湓诩兩鹤由系母怕拭黠@更高。

霍加狓

卡羅說:“很少有哺乳動物能擁有像斑馬一樣高對比度的條紋。只有霍加狓的臀部有類似的條紋,但除此之外,沒有其他動物有真正明顯的黑白條紋。我猜測黑白條紋的防蠅功能是馬科動物獨有的,因為它們很容易感染非洲某些牛虻攜帶的疾病?!?/p>

來源:環(huán)球科學(ID:huanqiukexue)

撰文:珍妮弗·韋爾什(Jennifer Welsh)

編譯:鄭昱虹

原文鏈接:

https://www.livescience.com/zebras-black-and-white

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