「动物色彩」：斑马高调穿着“条纹衫”行走，难道不怕吗？

前 言

在动物王国中，动物的身体形状与色彩，通常是一门非常有意义的学科，不妨称之为“动物色彩”吧！动物们为了适应周围环境，或者出于伪装或警告的目标，经历岁月的更迭与长期的生物进化，形成了五彩斑斓的动物色彩世界，我们不妨先来看看，几款动物明星的精彩表现：

动物界中的“明星们”

图一 趴在树皮上的Knobbly蟹蛛

Knobbly蟹蛛，被发现于澳大利亚的昆士兰，身体长约8到10毫米，很胆小，移动速度也很缓慢，常栖息在树皮上，几乎难以被发现，所以可有效躲避鸟类的捕食。

图二 马达加斯加捕食中的变色龙

提到变色龙，那可是最受大家欢迎的伪装动物，甚至常被当宠物饲养。变色龙的皮肤含有大量的晶体和色素，可以在不同的范围内精确地变化颜色。

图三 安第斯熊长者一幅带“凶相”的脸

南美洲的安第斯熊长着一张令人印象深刻的面庞，在它的黑眉大眼的外侧裹着一圈白色的“圆环”，就像戴着一副眼镜，也常被称为“眼镜熊”；脖颈上也还“戴着”项链般的环状条纹，看上去就不是很不好惹…，这里可以理解为警戒色。

图四 树叶上的男爵毛毛虫

男爵毛毛虫，被认为是世界上变形能力最强的昆虫之一。不但能变色而且能变形，看上图，当它们就这样躺在一片叶子上休息时，完全像一片叶子的脉络，你敢说能看出来？

图五 可以变色的印度尼西亚的侏儒海马

侏儒海马，可以称之为“迷彩大师”，长约2厘米，在1969年被发现的，基本上都来自东南亚热带水域。它们的混合能力不得不令人惊叹。它们居住在珊瑚上，身上和皮肤上的管状胶囊与珊瑚极其相似，以假乱真的说法，完全不为过吧？

除上述外，还有非常多非常多的动物的伪装或警戒的外形表现，可能更加令人叹服，比如还有枯叶蝶、梳妆蟹、墨鱼、撒旦叶壁虎、大林鸱、 印尼拟态章鱼等等等，不可谓一个比一个厉害般地存在，想知道的伙伴，可以通过文章留言，我再发一波福利让大家一起来欣赏。说到动物色彩的研究，我不得不请出一位“大神”，那就是被人们称为“动物色彩的解密者”——蒂姆·卡罗

动物色彩的解密者——蒂姆·卡罗

蒂姆·卡罗

蒂姆·卡罗（Tim Caro），1952年出生于英国，本科毕业于剑桥大学动物学专业，27岁时，在英国圣安德鲁斯大学获得生态学博士学位。工作于加利福尼亚大学戴维斯分校，担任野生生物学的教授。40年的学术生涯中，蒂姆·卡罗发表了上百篇高质量的论文以及6本畅销科普书，都是对于动物保护的提倡以及关于动物颜色的研究。既然斑马胆敢身着黑白条纹衫，大摇大摆地地行走在险象丛生的非洲大草原上，那么下面我们就随同蒂姆·卡罗，一起来探索研究斑马为啥会出现这种“大逆不道”的色彩表现，或者说其“逆行的”生物进化的机制吧。

“大逆不道”的斑马条形纹

茫茫的非洲大草原，动物们南来北往，好不热闹！有双贪婪的大眼睛始终关注着这里的一切，那就是草原霸主---狮子；斑马们穿着“小花衣”，总是格外显眼，似乎再说“有本事，吃我呀”，狮子说“小子，你竟敢当我眼瞎啊”，这究竟是为何这样啦？难道道尔文的“适者生存”原则在这里，直接被藐视？

非洲草原上的狮子与斑马们

面对达尔文权威的挑战，更大的压力冲击着蒂姆·卡罗及其团队的内心，多次停滞，几乎崩溃。幸运的是，在美国国家地理学会的资助下，蒂姆·卡罗和同事考察了非洲各地十几个斑马族群及其所有的条纹图案，也采集并测量了20多种环境因素，包括气温、土壤湿度、降雨量、携带病菌的蚊蝇以及狮子的分布范围，然后把这些环境因素输入到计算机模型中，以分析哪些因素和斑马条纹的差异有关。结果表明：斑马的条纹影响最大的因素是气温，气温越高，斑马身上的条纹越多！这是哪跟哪？又跑偏了，研究似乎再次限于停滞！

斑马悠闲喝水，问题留给蒂姆·卡罗团队

沉思，沉思，再沉思！问题似乎进入死胡同，蒂姆·卡罗慢慢回想起，那是2014年的非洲，自己曾经对身上有条纹的其它动物，比如三种斑马和非洲野驴，也进行过近距离的观察研究，那可是都生活在马蝇非常多的地方。蚊蝇！蚊蝇！蚊蝇！在这个几乎被人忽视的细微环节中，蒂姆·卡罗似乎突然找到突破口，于是围绕蚊蝇的一系列观测中，真相开始呈现，慢慢找到答案……..

蚊蝇的叮咬示意图

蒂姆·卡罗再次奔走于英国农场与非洲草原之间，团队对在英国马群栖息地的牛虻(一种喜欢刺吸牲畜血液的昆虫)，非洲的马蝇的田野中，进行再次深入观察，并用摄像机进行长时间拍摄，对录像中牛虻的飞行行为进行分析。惊人结论慢慢被发现：苍蝇很难在有条纹的表面着陆，有条纹的动物很少被这些昆虫叮咬！难道可能是斑马身上的特殊气味导致的？

穿上斑马服的单色马屁

于是给马直接披上斑马的袈裟---即条纹衣服，结果依旧惊人：大大降低蚊蝇在“假斑马”的成功降落的概率！当研究团队成员对已经拍摄的蚊蝇视频进行慢速回放时，终于发现了其中的端倪：苍蝇在飞向斑马的条纹时根本没有减速！它们要么直接飞过斑马，要么就撞在斑马身上，很难成功着陆！

又进行一次对比实验，实验组中分别有：斑马、穿外套的单色马以及没穿外套的单色马，当成群牛虻飞过来时，再次佐证这个结论：在距离接近时，牛虻落在斑马身上的平均速度只有落在单色马身上的四分之一，而且，斑马被牛虻叮咬的概率只有单色马的百分之一。如果给单色马穿上外套，它们被叮咬的概率会降低10倍！

实验中叮咬部位示意图

到这里，科学结论基本出来：问题出在蚊蝇这种昆虫身上，黑白色的条纹会严重扰乱苍蝇的光流（ optic flow）-----相对于观察者的运动，所造成的观测目标表面或边缘的运动，让蚊蝇们难以判断距离，无法登陆！，正如我们常见的理发店的图标，简单的转动，视觉的迟延与停顿感，让我们始终觉得在不间断的上升与旋转中，如下图

蚊蝇眼中的光学扰流

结论与感言

• 斑马的条纹衫，并非我们自然理解的应该为食物链顶端----狮子的防御准备的，而是为蚊蝇等致命性昆虫准备的一项“生物性光学武器”。
• 另有科学数据表明，相对狮子的杀伤来摧毁斑马整个种群，种群采取多生育可以抵消；而蚊蝇吸血以及其带来致命性细菌病毒，对斑马种群而言更加致命，从而不得已，斑马选择一款对狮子有利，对蚊蝇缺失致命性杀伤的一种防范机制，通过生物进化来获得的一种长期的本能。
• 科学总是在发现中探索，探索中再发现，进而持续推进的螺旋式上升的发展机制，证据链就构成推进这一发展推进的燃料，人类也因科技的进步带来自身的发展进步。
• 质疑不应该被埋没，探索的精神更应该值得发扬，这样才是针织横应该有的科学态度或者科学的本身！

美丽地球