「動物色彩」：斑馬高調穿著「條紋衫」行走，難道不怕嗎？

前 言

在動物王國中，動物的身體形狀與色彩，通常是一門非常有意義的學科，不妨稱之為「動物色彩」吧！動物們為了適應周圍環境，或者出於偽裝或警告的目標，經歷歲月的更迭與長期的生物進化，形成了五彩斑斕的動物色彩世界，我們不妨先來看看，幾款動物明星的精彩表現：

動物界中的「明星們」

圖一 趴在樹皮上的Knobbly蟹蛛

Knobbly蟹蛛，被發現於澳大利亞的昆士蘭，身體長約8到10毫米，很膽小，移動速度也很緩慢，常棲息在樹皮上，幾乎難以被發現，所以可有效躲避鳥類的捕食。

圖二 馬達加斯加捕食中的變色龍

提到變色龍，那可是最受大家歡迎的偽裝動物，甚至常被當寵物飼養。變色龍的皮膚含有大量的晶體和色素，可以在不同的範圍內精確地變化顏色。

圖三 安第斯熊長者一幅帶「兇相」的臉

南美洲的安第斯熊長著一張令人印象深刻的面龐，在它的黑眉大眼的外側裹著一圈白色的「圓環」，就像戴著一副眼鏡，也常被稱為「眼鏡熊」；脖頸上也還「戴著」項鏈般的環狀條紋，看上去就不是很不好惹…，這裡可以理解為警戒色。

圖四 樹葉上的男爵毛毛蟲

男爵毛毛蟲，被認為是世界上變形能力最強的昆蟲之一。不但能變色而且能變形，看上圖，當它們就這樣躺在一片葉子上休息時，完全像一片葉子的脈絡，你敢說能看出來？

圖五 可以變色的印度尼西亞的侏儒海馬

侏儒海馬，可以稱之為「迷彩大師」，長約2厘米，在1969年被發現的，基本上都來自東南亞熱帶水域。它們的混合能力不得不令人驚嘆。它們居住在珊瑚上，身上和皮膚上的管狀膠囊與珊瑚極其相似，以假亂真的說法，完全不為過吧？

除上述外，還有非常多非常多的動物的偽裝或警戒的外形表現，可能更加令人嘆服，比如還有枯葉蝶、梳妝蟹、墨魚、撒旦葉壁虎、大林鴟、 印尼擬態章魚等等等，不可謂一個比一個厲害般地存在，想知道的夥伴，可以通過文章留言，我再發一波福利讓大家一起來欣賞。說到動物色彩的研究，我不得不請出一位「大神」，那就是被人們稱為「動物色彩的解密者」——蒂姆·卡羅

動物色彩的解密者——蒂姆·卡羅

蒂姆·卡羅

蒂姆·卡羅（Tim Caro），1952年出生於英國，本科畢業於劍橋大學動物學專業，27歲時，在英國聖安德魯斯大學獲得生態學博士學位。工作於加利福尼亞大學戴維斯分校，擔任野生生物學的教授。40年的學術生涯中，蒂姆·卡羅發表了上百篇高質量的論文以及6本暢銷科普書，都是對於動物保護的提倡以及關於動物顏色的研究。既然斑馬膽敢身著黑白條紋衫，大搖大擺地地行走在險象叢生的非洲大草原上，那麼下面我們就隨同蒂姆·卡羅，一起來探索研究斑馬為啥會出現這種「大逆不道」的色彩表現，或者說其「逆行的」生物進化的機制吧。

「大逆不道」的斑馬條形紋

茫茫的非洲大草原，動物們南來北往，好不熱鬧！有雙貪婪的大眼睛始終關注著這裡的一切，那就是草原霸主---獅子；斑馬們穿著「小花衣」，總是格外顯眼，似乎再說「有本事，吃我呀」，獅子說「小子，你竟敢當我眼瞎啊」，這究竟是為何這樣啦？難道道爾文的「適者生存」原則在這裡，直接被藐視？

非洲草原上的獅子與斑馬們

面對達爾文權威的挑戰，更大的壓力衝擊著蒂姆·卡羅及其團隊的內心，多次停滯，幾乎崩潰。幸運的是，在美國國家地理學會的資助下，蒂姆·卡羅和同事考察了非洲各地十幾個斑馬族群及其所有的條紋圖案，也採集並測量了20多種環境因素，包括氣溫、土壤濕度、降雨量、攜帶病菌的蚊蠅以及獅子的分布範圍，然後把這些環境因素輸入到計算機模型中，以分析哪些因素和斑馬條紋的差異有關。結果表明：斑馬的條紋影響最大的因素是氣溫，氣溫越高，斑馬身上的條紋越多！這是哪跟哪？又跑偏了，研究似乎再次限於停滯！

斑馬悠閑喝水，問題留給蒂姆·卡羅團隊

沉思，沉思，再沉思！問題似乎進入死胡同，蒂姆·卡羅慢慢回想起，那是2014年的非洲，自己曾經對身上有條紋的其它動物，比如三種斑馬和非洲野驢，也進行過近距離的觀察研究，那可是都生活在馬蠅非常多的地方。蚊蠅！蚊蠅！蚊蠅！在這個幾乎被人忽視的細微環節中，蒂姆·卡羅似乎突然找到突破口，於是圍繞蚊蠅的一系列觀測中，真相開始呈現，慢慢找到答案……..

蚊蠅的叮咬示意圖

蒂姆·卡羅再次奔走於英國農場與非洲草原之間，團隊對在英國馬群棲息地的牛虻(一種喜歡刺吸牲畜血液的昆蟲)，非洲的馬蠅的田野中，進行再次深入觀察，並用攝像機進行長時間拍攝，對錄像中牛虻的飛行行為進行分析。驚人結論慢慢被發現：蒼蠅很難在有條紋的表面著陸，有條紋的動物很少被這些昆蟲叮咬！難道可能是斑馬身上的特殊氣味導致的？

穿上斑馬服的單色馬屁

於是給馬直接披上斑馬的袈裟---即條紋衣服，結果依舊驚人：大大降低蚊蠅在「假斑馬」的成功降落的概率！當研究團隊成員對已經拍攝的蚊蠅視頻進行慢速回放時，終於發現了其中的端倪：蒼蠅在飛向斑馬的條紋時根本沒有減速！它們要麼直接飛過斑馬，要麼就撞在斑馬身上，很難成功著陸！

又進行一次對比實驗，實驗組中分別有：斑馬、穿外套的單色馬以及沒穿外套的單色馬，當成群牛虻飛過來時，再次佐證這個結論：在距離接近時，牛虻落在斑馬身上的平均速度只有落在單色馬身上的四分之一，而且，斑馬被牛虻叮咬的概率只有單色馬的百分之一。如果給單色馬穿上外套，它們被叮咬的概率會降低10倍！

實驗中叮咬部位示意圖

到這裡，科學結論基本出來：問題出在蚊蠅這種昆蟲身上，黑白色的條紋會嚴重擾亂蒼蠅的光流（ optic flow）-----相對於觀察者的運動，所造成的觀測目標表面或邊緣的運動，讓蚊蠅們難以判斷距離，無法登陸！，正如我們常見的理髮店的圖標，簡單的轉動，視覺的遲延與停頓感，讓我們始終覺得在不間斷的上升與旋轉中，如下圖

蚊蠅眼中的光學擾流

結論與感言

• 斑馬的條紋衫，並非我們自然理解的應該為食物鏈頂端----獅子的防禦準備的，而是為蚊蠅等致命性昆蟲準備的一項「生物性光學武器」。
• 另有科學數據表明，相對獅子的殺傷來摧毀斑馬整個種群，種群採取多生育可以抵消；而蚊蠅吸血以及其帶來致命性細菌病毒，對斑馬種群而言更加致命，從而不得已，斑馬選擇一款對獅子有利，對蚊蠅缺失致命性殺傷的一種防範機制，通過生物進化來獲得的一種長期的本能。
• 科學總是在發現中探索，探索中再發現，進而持續推進的螺旋式上升的發展機制，證據鏈就構成推進這一發展推進的燃料，人類也因科技的進步帶來自身的發展進步。
• 質疑不應該被埋沒，探索的精神更應該值得發揚，這樣才是針織橫應該有的科學態度或者科學的本身！

美麗地球