Команда ученых-биологов во главе с Брендой Ларисон из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе нашла, по крайней мере, часть ответа: количество и интенсивность полос можно лучше всего предсказать по температуре окружающей среды, в которой живут зебры.
В январской статье на обложке онлайн-журнала Королевского общества Open Science исследователи утверждают, что связь между полосами и температурой, вероятно, указывает на множество преимуществ, включая контроль температуры тела зебр и их защиту от болезней, переносимых кусающимися мухами.
«В то время как прошлые исследования, как правило, были сосредоточены на поиске отдельных механизмов, в этом исследовании мы показываем, что причина этого необычного явления на самом деле, вероятно, намного сложнее, чем предполагалось ранее, с температурой, играющей важную роль», – сказал Томас Б. Смит, профессор экологии и эволюционной биологии колледжа Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и старший автор исследования.
Ларисон, исследователь из отдела экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и ведущий автор исследования, и ее коллеги исследовали равнинную зебру, которая является наиболее распространенной из трех видов зебр и имеет широкий спектр полосок.
У зебр в более теплом климате полосы жирные и покрывают все тело. На других, особенно в регионах с более холодными зимами, таких как Южная Африка и Намибия, полосы меньше, они светлее и уже. В некоторых случаях на ногах или других частях тела полосатости практически нет.
Биологи выяснили, что зебры произошли от лошадей более 2 миллионов лет назад. Ученые ранее выдвинули гипотезу о том, что полосы зебр эволюционировали по одной или по комбинации четырех основных причин: сбивать с толку хищников, защищать от насекомых-переносчиков болезней, контролировать температуру тела и социальную сплоченность.
И хотя многочисленные предыдущие исследования этого феномена были сосредоточены на одной гипотезе, исследование под руководством Ларисона было первым, полностью проверившим большой набор гипотез друг против друга.
Анализируя зебр в 16 местах в Африке и учитывая более двух десятков факторов окружающей среды, исследователи обнаружили, что температура является самым сильным предиктором полосатости зебр. Это открытие является первым доказательством того, что контроль температуры тела или терморегуляция является основной причиной появления полос и рисунков, которые они образуют.
Отдельное исследование Даниэля Рубинштейна, профессора экологии и эволюционной биологии Принстонского университета и соавтора статьи Open Science, и студента Принстонского университета Дамариса Ириондо убедительно свидетельствует о том, что у ярко полосатых зебр внешняя температура тела примерно на пять градусов по Фаренгейту ниже, чем у других животных. того же размера – как антилопы – без полос, но живут в тех же областях.
Исследование Рубинштейна еще не опубликовано, но цитируется в статье Open Science.
Ларисон изучала многих зебр во время своей полевой работы по всей Африке, в том числе в Кении, Южной Африке, Танзании, Уганде и Зимбабве. Используя тот факт, что их полосы уникальны, как отпечатки пальцев, она может отличить одну зебру от другой.
Помимо Рубинштейна, возможно, ведущего мирового эксперта по зебрам, соавторами исследования были Алек Чан-Голстон и Элизабет Ли, бывшие магистранты Калифорнийского университета в области математики; Райан Харриган, доцент Центра тропических исследований Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе; и Анри Томассен, бывший научный сотрудник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и нынешний научный сотрудник Института эволюции и экологии Тюбингенского университета Германии.
Исследование было поддержано Комитетом по исследованиям и разведке Национального географического общества.
Ларисон и ее исследовательская группа также собрали образцы тканей зебры и использовали передовые технологии для секвенирования ДНК зебры, чтобы попытаться определить, какие гены кодируют полосы.
Команда продолжает изучать преимущества полоски.