Tajemnica pasków zebry rozwiązana – a przynajmniej tak mówią naukowcy

Tutaj jest związek między historycznymi (nie obecnymi!) zasięgami koniowatych i Tabanidae oraz much tse tse: koniowate na górze, a muchy na dole. Proszę zauważyć, że much tse tse (Glossina) nie ma poza Afryką. E. kiang jest dzikim osłem bez pasków, E. africanus jest dzikim osłem afrykańskim z cienkimi paskami na nogach, E. hemionus to onager, dziki osioł azjatycki bez pasków, a E. ferus przewalski to koń Przewalskiego, dziki koń, o którym sądzi się, że jest najbliższym krewnym konia udomowionego.   

Zgodność jest dość dobra, choć nie doskonała, ponieważ muchy żyją na pewnych obszarach, na których nie ma zebr. Zasadniczą obserwacją jest jednak to, że gryzące muchy zawsze występowały na tych obszarach, na których żyły zebry. Proszę też zauważyć, że koniowate bez pasków na ogół nie koegzystują z żadnym z tych dwóch rodzajów much, chociaż afrykański dziki osioł, który ma cienkie paski na nogach, żyje na obszarach, na których są muchy końskie.

To jest korelacja, nie zaś przyczynowość, ale wcześniejszy eksperyment (link podany poniżej) pokazał, że te muchy istotnie unikają lądowania na paskowanych powierzchniach. Nie jesteśmy pewni, dlaczego.

Obecnie Tim Caro omawia całą sprawę wraz z wszystkimi rozmaitymi hipotezami w nowej książce Zebra Stripes. Samą książkę zaś streszcza artykuł w magazynie “Wired”: The man in the zebra suit knows the secret of the stripes. Okładka książki pokazana jest poniżej, ale, jak notuje “Wired”, nie jest napisana dla laików:

To nie jest książka dla zwykłego czytelnika literatury popularno-naukowej. Jest to książka o uprawianiu nauki, pełna wszystkich szczegółów, jakie są potrzebne do powtórzenia każdego eksperymentu opisanego w książce: odległości od oglądanych skór; współczynniki odbicia włosów zebry; ustawienia kamery termalnej do zdjęć w podczerwieni; ustawienia głośników do odgrywania dźwięków drapieżników; histogramy, diagramy liści i drzew, wykresy punktowe; strona za stroną odnośników. To jest książka dla naukowców lub tych, którzy chcą zostać naukowcami. A jako smakołyki dla tych ostatnich są tam anegdoty o naukowych wyczynach Caro: opowieści o tym, jak systematycznie pracował nad każdą z hipotez po kolei aż odkrył tajemnice pasków.

To jednak jest w porządku, bo jeśli nie jesteś naukowcem, artykuł w “Wired” jest dobrym opisem wszystkich przedstawionych hipotez w sprawie wzoru w paski (Alfred Russel Wallace pierwszy rozważał jego ewolucyjne korzyści) i tego, jak je testowano i odrzucano, kończąc z poprawną koncepcją. Wyliczę tylko wiodące hipotezy, a o testach możecie przeczytać w „Wired”.

• Ukrywanie przed drapieżnikami (załamywanie sylwetki zwierzęcia). Nie.

• Ostrzeganie drapieżników: “aposematyczny” wzór, wskazujący, że niebezpiecznie jest atakować zebrę. Nie.

• Dezorientowanie drapieżników przez utrudnianie wyboru osobnika do zabicia. Znowu nie.  

• Rozpoznanie społeczne: sposób umożliwienia zebrze rozpoznanie członka tego samego gatunku. Nadal nie.

• Regulowanie temperatury: kontrast między chłonącymi ciepło czarnymi paskami i odbijającymi ciepło białymi paskami może tworzyć prąd chłodzący zwierzę. Nieprawdopodobne.

• Unikanie much (coś, o czym wspominałem powyżej). Eksperymenty opisane w moich wcześniejszych postach pokazują, że muchy po prostu nie lubią lądować na paskowanym wzorze.

I istotnie, ta ostatnia hipoteza wydaje się słuszna. Jak notuje „Wired” Caro wykonał znakomity eksperyment chociaż ryzykował zamkniecie w więzieniu! (Oczywiście, były również inne eksperymenty.)

Patrząc wstecz na to, jak wylądował maszerując zakurzoną drogą w Tanzanii w palącym słońcu południa, ubrany w skórę zebry, Caro przyznaje, że powinien był skonsultować sprawy z ekspertem od owadów. “Wiedziałem z literatury, że pewne rodzaje gryzących much nie lubią lądować na czarnobiałych powierzchniach” – mówi. Wiedział także, że ruch przyciąga owady. A więc nakładał skórę, maszerował przez godzinę , a jego asystent liczył muchy tse-tse, które na nim siadały. Dla dobra nauki przeszedł tę trasę jeszcze raz, ubrany w skórę antylopy gnu.

"I wtedy zacząłem naprawdę widzieć rezultaty – mówi. Muchy nie lubiły pasków! To podnosiło na duchu, wreszcie, po dziesięciu latach pracy nad tym projektem zaczynałem widzieć pozytywny efekt jednej z tych hipotez”. Wykonał więcej eksperymentów, włącznie z ustawianiem pułapek w paski na muchy (zamiast maszerowania po zakurzonych drogach). Z każdym nowym eksperymentem dochodziły dowody popierające hipotezę antyowadzią. Z czasem Caro z kolegami dokonali analizy map, nakładając zasięgi rozmaitych gryzących much i owadów na zasięgi zebr i ich niepaskowanych kuzynów, takich jak azjatycki dziki osioł. „To było w dziesiątkę – mówi. – Znajdujesz paski tam, gdzie jest obfitość gryzących much”.

Caro nie ma żadnych wątpliwości co do związku między muchami a paskami. Obecnie chce odkryć dokładnie, jak muchy spowodowały ewolucję pasków. Jedno pytanie dotyczy much – dlaczego odrzuca je biało-czarny wzór?  Drugim pytaniem jest, czy zebry przyjęły tę obronę przed muchami, bo są szczególnie podatne na utratę krwi lub choroby przenoszone przez muchy. Już nie tak irytujące.

Streściłem artykuł Caro i jego kolegów w “Nature” z 2014 r. o hipotezie much (artykuł nosił zwięzły tytuł “The function of zebra stripes“) we wcześniejszym poście, skąd zaczerpnięte są mapy zasięgów. (Patrz także artykuł z 2012r w Journal of Experimental Biology  Ádáma Egriego et al.)

Sądzę, że wnioski Caro są dość mocne, choć nie aż tak mocne, by powiedzieć: “Nie potrzebujemy więcej eksperymentów”. Niemniej hipoteza o muchach jest najlepsza z istniejących i jeśli niczego innego nie dowiesz się z tego postu, to tylko pamiętaj, że zebry prawdopodobnie mają paski, by odstraszać gryzące muchy.

h/t: Greg

The secret of zebra stripes solved or so scientists say

Why Evolution Is True, 18 stycznia 2017