Полосатая зебра. Почему зебры полосатые? Где обитают зебры
Зебру невозможно спутать ни с одним животным. Люди, да и ученые тоже, до сих пор не решили: в какую полоску зебра – белую, или черную?
Характерным отличием зебры являются темные полоски, сочетающиеся с белыми, или слегка желтоватыми.
Зебра – это млекопитающее, принадлежащее виду лошадей. Живут зебры в полузасушливых районах Африки, в саванне, к югу от Сахары.
Внешним видом очень напоминают ослов или некрупных лошадей. Питаются травой и мелкими кустарниками. Очень зависят от воды. Без нее зебры не проживут и трех дней. Потому всегда держатся возле водопоя.
На выпас зебры выходят рано утром и вечером, когда не так жарко. В солнцепек они прячутся в тени, следя за своей безопасности. Живут зебры табунами, где есть своя четкая иерархия.
Самым главным врагом зебр в природе являются львы. Но, эти полосатые лошадки лихо убегают от смертельной опасности. Именно поэтому, только 1 из 20 попыток поймать зебру, у льва заканчиваются победой. И, как правило, на ужин ему достаются особи особо слабые и больные. Детенышей зебры защищают яростно, и не каждый лев решиться сразиться с табуном разгневанных зебр.
Существуют три вида зебр:
Горные зебры (Equus zebra)
Степные зебры (Equus Quagga)
Равнинные зебры (Equus grevyi) –это вид считается вымершим
У каждого из этих видов свой манер окраски. Да, откроем большой секрет: зебра, все же черная, в белую полоску, так стали считать после генетических исследований. Кожа зебры насыщенно-черного цвета.
Для чего такая полосатость у этих животных, так же не знает пока научный мир. Такая окраска не очень подходит для «камуфлирования» в саванне, но, тем не менее, зебры именно полосатые. Может им так легче отличать друг друга? Некоторые ученые считают даже, что эти полоски – способ гипноза хищника. Когда зебра бежит, то полоски двигаются и сбивают с толка охотника, не давая ему сосредоточиться.
Самцы зебр постоянно находятся в состоянии войны между собой. Так они борются за право доминирования в табуне.
Знаете ли вы, что…
— Каждая зебра имеет рисунок примерно такой же уникальный, как и отпечатки пальцев у человека.
— Зебра может развивать скорость до 80 км/час.
— Зебры имеют слабое зрение, поэтому создают смешанные стаи с жирафами, страусами или антилопами.
— На брюхе у зебры нет полос
— Зебры предпочитают жить возле воды.
— Взрослые зебры спят стоя, чтобы следить за безопасностью жеребят
Прослушать голос зебры
Степная зебра
Высота в холке: до 1,6 м
Длина тела 2,5-3м
Хвост длиной до 75 см
Тело массой до 450 кг
Продолжительность жизни: 20-25 лет
Ученые давно спорят о функции черных и белых полос на шкуре зебр. Венгерские физики и биологи показали, что черно-белый рисунок зебр не привлекателен для слепней - кровососущих насекомых, отравляющих жизнь многим копытным. Черные и белые полосы по-разному отражают поляризованный свет, и оказывается, это является ключевым моментом для насекомых, которые воспринимают поляризацию света. Это исследование является первой серьезной работой, в которой экспериментально продемонстрировано преимущество полосатой окраски зебр.
Зебры относятся к роду Equus - тому же, что и домашняя лошадь. Выделяют три вида зебр - бурчеллову, пустынную и горную (рис. 1). Примечательно, что все эти три вида не являются между собой более близкими родственниками, чем по отношению к другим лошадиным, например, куланам или ослам. В то же время, у всех зебр детеныши, находящиеся в утробе матери, имеют черную окраску, и только на самых поздних стадиях развития покрываются белыми полосками. Начиная с XIX века ученые спорят о функции черных и белых полос на шкуре зебр. За это время было высказано много разных предположений. Некоторые из которых стоит перечислить.
1) Полосы могут создавать зрительные иллюзии, увеличивающие размер тела животного, что может быть полезно при защите от хищника.
2) Полосы могут использоваться как камуфляж. Например, такой рисунок может помогать зебрам сливаться с фоном в высокой траве саванн. В условиях пониженной освещенности полосы плохо различимы даже на близком расстоянии.
3) Полосы у передвигающихся зебр могут ослеплять хищников и затруднять им охоту.
4) Полосы могут использоваться при внутривидовой коммуникации. Поскольку каждая зебра имеет индивидуальный рисунок полос, зебры могут использовать этот рисунок для распознавания матери детенышами или доминантного самца самкой.
5) С помощью регулярного рисунка зебры могут оценивать приспособленность особей. Отсутствие регулярности в рисунке может служить индикатором неблагополучной, больной или раненой особи.
6) Полосы могут помогать при терморегуляции. Поскольку черные и белые полосы по-разному нагреваются на солнце, совместно они могут вызывать конвекцию воздуха и таким образом способствовать охлаждению животного.
7) Защита от мухи цеце. Известно, что мухи цеце стараются не садиться на полосатые поверхности, а предпочитают концентрироваться на однотонных объектах.
Примечательно, что большинство из этих потенциальных функций черно-белых полос у зебр не нашло экспериментальных подтверждений. На сегодняшний день только последняя гипотеза убедительно доказана - действительно, мухи цеце не любят садиться на зебр, от чего зебры, несомненно, выигрывают.
В последнем номере венгерские физики и биологи из разных институтов, в частности, из , предложили новую функцию полос у зебр. Они предположили, что слепни, мухи из семейства Tabanidae , меньше привлекаются черно-белыми полосами зебр, чем однотонным рисунком других лошадей. Cлепни - одни из самых докучливых насекомых, постоянно отравляющих жизнь копытным. На сегодняшний день в данном семействе описано более 4154 видов. Эти насекомые неизменно присутствуют около источников воды, куда приходят на водопой многие копытные. Показано, что слепни привлекаются горизонтально поляризованным светом, который отражается от поверхности воды. Здесь надо сделать небольшое отступление и напомнить читателю, что означает поляризованный свет.
Видимый свет представляет собой электромагнитные волны; длины волн лежат в диапазоне от 380 (фиолетовый) до 740 (красный) нм. Электромагнитные волны являются поперечными, то есть, их колебания перпендикулярны направлению распространения волны. Свет, испускаемый многими источниками (солнцем, обычной электрической лампой) не поляризован, то есть, в нем присутствуют колебания самых разных направлений. Если же пропустить такой свет через поляроид , пластинку, сделанную из специального материала и пропускающую волну с определенным направлением колебаний, то мы получим поляризованный свет. Свет может оказаться поляризованным при отражении или рассеянии. В частности, голубой свет от неба частично или полностью поляризован. Свет, отражающийся от воды, поляризован горизонтально, то есть колебания происходят вправо-влево под прямым углом к линии распространения света.
В последние годы группа венгерских физиков и биологов из будапештских университетов (Университета имени Лоранда Этвёша , Szent Istvan University) исследует, как различные копытные привлекают кровососущих насекомых, в первую очередь слепней. Известно, что все насекомые воспринимают поляризацию света благодаря особенностям строения своих фасеточных глаз и активно используют это свойство при ориентации. Венгерские ученые показали, что слепни плохо садятся на белых лошадей, зато коричневые и черные лошади их очень привлекают. Белые лошади отражают в основном неполяризованный свет, тогда как темные лошади - в основном поляризованный (Horváth et al. An unexpected advantage of whiteness in horses: the most horsefly-proof horse has a depolarizing white coat . Proceedings of the Royal Society of London. Series&nbps;B . 2010). В своем новом исследовании, опубликованном в мартовском номере Journal of Experimental Biology , авторы попытались решить новую задачу: как зебры привлекают слепней? Если считать, что зебра представляет собой промежуточный вариант между белой и черной лошадьми, то привлекательность зебр должна быть также промежуточной.
Венгерские ученые поставили шесть экспериментов по исследованию привлекательности для слепней различных полосатых поверхностей и муляжей зебр, для которых варьировали степень и угол поляризации (угол между направлением колебаний и вертикальной осью). Перед тем, как проводить эксперименты со слепнями, авторы провели измерения поляризационных характеристик муляжей зебры при разном освещении (рис. 2). Муляж, покрытый шкурой бурчелловой зебры, имел очень сходные характеристики с муляжом, выкрашенным черными полосами, который использовался в экспериментах. В зависимости от освещения, положения зебры и положения солнца, черные полосы на спине зебры отражали высокополяризованный свет.
В первых двух экспериментах ученые использовали пластиковые подносы размером 50 на 50 см, заполненные растительным маслом для привлечения слепней. В первом эксперименте черные подносы были раскрашены двумя и шестью ортогональными белыми полосами, причем ширина полос была одинаковой; во втором эксперименте ширину полос варьировали таким образом, что один поднос был наполовину белый и наполовину черный, второй имел три черных и три белых полосы, а третий - шесть белых и шесть черных полос (рис. 3А). Эти подносы выкладывали на лошадиных фермах и держали под открытым воздухом в течение нескольких недель. После попадания в растительное масло слепни уже не выбирались из своих ловушек. По окончании экспериментов считали количество слепней, оказавшихся в разных подносах.
Какие же результаты дали два первых эксперимента? Самое большое число слепней было обнаружено в подносах с минимальным количеством белых полос. И наоборот, меньше всего слепней было в подносах с максимальным числом белых полос. Таким образом, авторы заключили, что черные поверхности, отражающие горизонтально поляризованный свет, менее привлекательны для слепней, если число белых полос, которые отражают неполяризованный свет, возрастает.
Однако из этих экспериментов было неясно, на какую поверхность изначально предпочитают садиться слепни. Для этого авторы провели третий эксперимент, в котором использовали раскрашенные пластиковые щиты, покрытые особым, прозрачным и приманивающим слепней, клеем. Один щит был раскрашен наполовину белым и наполовину черным, второй щит - двумя белыми полосами, третий - четырьмя белыми полосами (рис. 3А). Слепни приземлялись на щит и сразу же приклеивались к липкой поверхности. В результате опять было показано, что слепни предпочитают щит, выкрашенный наполовину белым, тогда как меньше всего прилетало на щит с четырьмя белыми полосами (рис. 3В). Кроме того, оказалось, что слепни садились на черную поверхность в 2,8, 3,5 и 4,7 раз чаще, чем на белую поверхность, в случае щитов с 4, 2 и 1 белыми полосами, соответственно.
Далее авторы провели четвертый эксперимент с муляжами лошадей. Все муляжи были одинаковые по размеру и форме, но выкрашены по-разному: черная, коричневая, белая и полосатая (рис. 3А). Читатель не удивится, если узнает, что больше всего слепней летело на черную лошадь. Второй по привлекательности была коричневая лошадь. На белую лошадь летело очень мало слепней. Но самое удивительное было то, что на полосатую лошадь прилетело еще меньше слепней, чем на белую (рис. 3В).
В пятом эксперименте авторы решили исследовать, имеет ли значение для слепней ширина и направление полос, нанесенных на вертикальные поверхности. (Напомним, что в экспериментах 1–3 тестировали только горизонтальные поверхности.) Каждая вертикально ориентированная поверхность щита была разбита на четыре квадрата, на которых были прочерчены по-разному ориентированные белые полосы (рис. 3А). Щиты были вымазаны клеем, как и в третьем эксперименте. В результате слепни наиболее активно летели на щиты с наименьшим числом полос, тогда как существенно меньше слепней оказалось на щитах с большим числом полос (рис. 3В). Опять, подобно результатам третьего эксперимента, черные полосы привлекали достоверно больше насекомых, чем белые полосы, причем независимо от ориентации полос. В пятом эксперименте опять получилось, что чем у же полосы, тем меньше разница в привлекательности черных полос. Возможно, это связано с тем, что точность приземления не очень высока.
Наконец, авторы поставили шестой эксперимент, в котором решили проверить только влияние направления поляризации. Дело в том, что во всех предыдущих экспериментах меняли не только поляризацию, но и яркость. В шестом эксперименте щиты состояли из параллельных полосок одинакового серого цвета, но которые были линейно поляризованы. На двух щитах полосы с ортогональным направлением поляризации чередовались друг с другом (в одном случае - 9 полос, в другом – 17), тогда как на третьем щите все полосы имели одно направление поляризации. Щит с одинаково поляризованными полосами выглядел как абсолютно гомогенная поверхность, тогда как ортогонально поляризованные полосы делали щит полосатым (рис. 4).
На эти щиты, состоящие из линейно поляризованных полос, слепни летели по-разному. Поскольку щиты были опять вымазаны клеем, можно было оценить количество прилетевших насекомых. Больше всего насекомых оказалось на щите с одинаково поляризованными полосами, меньше - на щите с 9, и еще меньше - с 17 ортогонально поляризованными полосами (рис. 3В).
Итак, венгерские ученые впервые убедительно показали, что поверхности с чередующимися белыми и черными полосами избегаются слепнями по той причине, что по-разному отражают поляризованный свет. Меньше всего привлекают слепней полосатые поверхности с шириной полос, близкой к таковой у современных видов зебр. Из рисунка 1 видно, что самые узкие полосы расположены на голове и на ногах у всех трех видов зебр, то есть на тех частях тела, которые наиболее важны для животных. На голове расположены жизненно важные органы (глаза, уши, рот, ноздри), а ноги нужны, чтобы убегать от хищников. Очень вероятно, что это отражает эволюционную адаптацию рисунка зебр: слепни реже всего должны садиться именно на эти части тела.
Это исследование является первой серьезной работой, в которой экспериментально показано преимущество черно-белого рисунка зебр. Конечно, это не означает, что слепни совсем не садятся на этих животных. В конце концов, не только окраска лошадей имеет значение; слепни летят на запах лошадей и на углекислый газ, выдыхаемый животными. Критики могут также придраться к тому, что эксперименты проводились на венгерских, а не на африканских фермах - ведь в Африке распространены другие виды слепней. Тем не менее, способность различать поляризованный свет свойственна всем насекомым. Не исключено, что муха цеце не садится на зебр именно по той же самой причине, что и слепни на венгерских фермах.
Почему в процессе эволюции все лошади не выработали себе полосатой окраски, а остались темными и очень привлекательными для слепней? Возможно, темная окраска дает другие преимущества; например, во многих биотопах она может иметь лучшие маскировочные характеристики, чем полосатая окраска. С другой стороны, некоторые лошади имеют полосы на отдельных частях тела: сомалийский осел - на ногах, а истребленная в XIX веке квагга - на голове и шее. То есть, следы полосатости можно наблюдать и у других лошадей.
Прежде всего, отметим, что зебры относятся к тому же роду, что и домашняя лошадь – Equus, и что сегодня нам известно о трех видах зебр, и все они полосатые.
У горной зебры полоски широкие, у пустынной – белое брюхо и узкие черные полосы, у бурчелловой зебры широкие полосы начинаются на спине и переходят на задние ноги. Известно, что раньше на планете жили зебры еще одного вида – квагги, у которых полоски располагались только на передней части туловища (голове, груди, шее), а остальная часть была коричневой. Но из-за неконтролируемой охоты квагги исчезли с лица Земли более ста лет назад.
Что касается современных зебр, то нельзя сказать, что они имеют четко выраженную черно-белую окраску: очень часто между основными полосами располагаются менее видимые «теневые».
Кстати, в материнской утробе все детеныши зебры имеют ровный черный окрас, и лишь перед родами покрываются светлыми полосками. О том, почему это происходит, ученые спорят уже двести лет, но никак не могут прийти к какому-нибудь общему решению.
Самые популярные версии
Рисунок, как камуфляж, может помочь зебре слиться с окружающим ландшафтом – высокой травой саванны – и в сумерках или на рассвете, в условиях слабого освещения, спасти животному жизнь. При некоторых углах освещения полосы могут слепить хищников и затруднять охоту на зебр.
Регулярный рисунок многие ученые склонны рассматривать как способ коммуникации внутри вида: индивидуальный рисунок полос может использоваться как способ распознавания самца – самкой, детеныша – матерью. Таким образом зебры могут оценивать приспособленность особей: чем хаотичнее рисунок, тем слабее способность особи к деторождению и сохранению рода.
Еще одна версия – полосы нужны зебре для терморегуляции. Черный и белый цвета по-разному отражают солнце и нагреваются с разной скоростью, а когда они чередуются, происходит конвекция воздуха, и тело животного не перегревается.
Еще одна распространенная теория гласит: полосы помогают зебрам защищаться от мух цеце. Эти насекомые избегают полосатых поверхностей и «посадок» на зебр. Именно эта теория на сегодняшний день имеет под собой почву.
Эксперименты ученых
Показателен в этом плане эксперимент, который провели не так давно венгерские ученые. Им удалось доказать, что не только мухи цеце, но и слепни избегают полосатых поверхностей. И главная причина, по мнению ученых, состоит в том, что белые и черные участки по-разному отражают поляризованный свет.
Неслучайно самые узкие полоски находятся у зебры в области головы и ног – именно на тех участках, которые для животного важнее всего при ориентации на местности и при передвижении. В ходе исследования преимущества черно-белого окраса зебр были доказаны экспериментально.
Но критики теории отмечают: для слепней имеет значение не только окраска, но и запах животного, и выдыхаемый им углекислый газ. Поэтому черно-белая расцветка не является стопроцентной гарантией того, что на зебру не сядет слепень.
А в Калифорнийском университете исследовали взаимосвязь между ареалом обитания зебр и особенностями их окраски – интенсивностью, длиной и шириной полос. Сопоставили расцветку зебр из разных регионов и три десятка факторов, которые описывают окружающие животных условия, включая данные о распространении мухи цеце, хищных животных и прочие факторы.
Оказалось, что ареал обитания и рацион животных действительно влияет на окраску, но основной фактор – это климат, точнее, температура воздуха. Чем выше среднегодовая температура, тем ярче и шире черные полосы. Чем прохладнее в регионе обитания, тем бледнее контраст между полосами, и тем больше на теле зебры белых фрагментов.
Это в какой-то степени перекликается с теорией : в жарких регионах зебра проводит больше времени на палящем солнце, и ее расцветка там контрастнее, чем в областях с более щадящим климатом. К слову, именно солнце, а не хищники или мухи цеце, считается главным врагом зебр с точки зрения эволюции.
Зебры – подрод рода лошади, включающий три вида: равнинная, пустынная и горная. Ранее эти животные были распространены по всей Африке, но сейчас в северной части континента они полностью истреблены. Черно-белая полосатая окраска у каждой зебры уникальна; ее можно сравнить с отпечатками пальцев у человека. По рисунку детеныш зебры узнает свою мать.
В описании окраски зебры ранее встречались две взаимоисключающие позиции: «белая лошадь в черную полоску», или же наоборот. В последние годы большинство ученых склоняется к версии «черная лошадь в белую полоску», поскольку исследования эмбрионов показали наличие у них темного кожного покрова, а белые полосы формируются уже на более поздних стадиях развития плода. Нет и единого мнения, зачем зебрам нужны полоски. Очевидно, что они достаточно успешно выполняют функцию защиты от врагов, но какую именно – было не понятно.
Исследование проводили ученые из университета Квинсленда в Австралии и Лондонского университета. В рамках эксперимента была разработана компьютерная модель, показавшая, что полоски сбивают с толку и хищников, и кровососущих насекомых. Это и ранее было одной из версий. В мировой практике с начала XX века используется так называемый Dazzle camouflage : рисунок, состоящий из полос различной длины и ширины наносится на боевую технику не для маскировки объекта, а для того, чтобы противник не мог на глаз определить размеры, форму, направление и скорость движения техники. Еще одно название этой разновидности камуфляжа, Razzle Dazzle , переводится с английского как «суматоха», точно описывая производимый им эффект.
Вместе с тем, ученые также предполагали, что яркие белые и черные полосы на теле зебры ослепляют хищников. Звучало мнение, что на тусклом сером фоне равнин такая окраска делает зебр «невидимыми» – они сливаются с пейзажем. С помощью компьютерных имитаций, основанных на алгоритмах обнаружения движения, ученые установили, что речь все же в первую очередь идет об оптических иллюзиях.
Хищник перед нападением должен точно оценивать и скорость, и размеры жертвы. В случае с бегущей зеброй это сделать крайне сложно: широкие диагональные полосы на боках, узкие вертикальные полосы на спине и шее дезориентируют смотрящего. С теми же трудностями сталкиваются насекомые: они не могут понять, куда им приземлиться, поскольку поверхность постоянно «меняется».
Эффект особенно усиливается в то время, когда зебры передвигаются стадом. Исследователи проводят параллель с другими полосатыми представителями мира фауны – это, например, рыба зебровидный дасцилл (Dascyllus aruanus ) или змея желтогубый плоскохвост (Laticauda colubrina ). Яркие полоски не привлекают к ним врагов, выполняя, по всей видимости, те же функции «сбивания с толку». Результаты исследования опубликованы в журнале Zoology .
Кто такие зебры? Почему имеют такой замысловатый облик? Что означают эти необычайно красивые и привлекающие внимание полосы? Быть может, они служат маскировкой. Или же это результат каких-либо необратимых процессов?
Зебра – довольно интересное, экзотическое животное. Облик ее носит мифический характер, несмотря на то, что это самый типичный представитель из отряда непарнокопытных. Этот отряд также включает в себя осликов, ишаков, лошадей, которые не перестают радовать глаз человека. Обитают зебры в Африке. Поскольку рост таких животных измеряют в холке – от шеи до земли, можно смело сказать, что высота зебры составляет приблизительно 1,3 метра.
Семья. Виды зебр. Их отличительные черты
Зебры группируются и живут целыми семьями. Состав не слишком оригинален: как правило, один жеребец, пара-тройка кобыл-жен и жеребят-детишек. Формируясь в стадо до тысячи единиц, они могут пастись рядом с антилопами.
Различают три разновидности зебр, где каждая из них имеет свою уникальность. Полосатый рисунок отделяет один вид зебры от другого. Темные узкие полоски, белое брюхо имеет зебра, получившая название Грэви , а вот зебра, обитающая в горах, разукрашена в более толстые полосы – ее задние ноги пересекают три широкие полосы, которые берут свое начало от брюха и продвигаются назад, задевая задние ноги. Иногда между широкими полосами можно рассмотреть так называемые «теневые полоски», которые несколько тоньше и менее заметны.
Давным-давно выделялся еще один вид зебр – квагга . Название произошло от звуков, которые они издавали. Такие животные резко отличались от других, поскольку полосы имели лишь на голове, груди и шее, а спина была ровного коричневого окраса. Но варварская охота не пощадила их, и вскоре этот вид прекратил свое существование.
Зачем же зебре полосы
Приверженцы эволюции активно рассуждают на тему, для чего же у зебры эти полоски. Одни считают, что это своеобразная защита. Якобы эти удивительные полосы спасают зебру, вводя в заблуждение всякого, кто ведет охоту на них, льва, например. Этот хищник никогда не против полакомиться вкусным мясом зебры. Полосы же отвлекают его, в то время, как он раздумывает, кто перед ним и что предпринять, прыткая зебра уносит свои ноги. Окрас позволяет хорошо маскироваться.
Но факты – вещь противоречивая и существует информация, что полосы эти не способны никого отпугнуть.
Часть ученых считает, что полосы имеют способность привлечь внимание противоположного пола. Но и тут противоречие, ведь все зебры полосатые.
Некоторые натуралисты связывают полосы, как способ переносить беспощадную африканскую жару. Но почему тогда такая несправедливость и полосами наделены только зебры, а не все животные?
Также существует сказание о том, что зебры, во время массового передвижения, образуют одно сплошное пятно и просто не дают возможности льву-охотнику сконцентрировать свое внимание и атаковать. Но и тут лев поражает своей прытью. Факты говорят о том, что зебры, как бы это ни было обидно, — далеко не самая трудная добыча.
Существует также негативный момент, когда полосы мешают, подвергают опасности. Например, ночь, яркая луна. В степи зебра укрыться не сможет, где бы ни старалась найти убежище. Другие животные не испытывают такое неудобство. А лев никак не прекращает охотиться. Для него лунная ночь – самое благоприятное время для охоты на бедное животное.
Не всегда возможно дать точное объяснение, почему именно у этого животного есть полосы, а у другого – клыки и мощные лапы. Так устроена природа, любоваться которой не надоест никогда.
- Жизнь и смерть Веры Хоружей
- Акт инвентаризации наличных денежных средств и его заполнение Инвентаризация банка бланк инв 15 образец заполнения
- Понятие высказывания. Виды высказываний. Высказывание (логика) Можно ли что-то изменять в цитируемом отрывке
- Что такое мировоззрение человека - его формы, виды и принципы формирования Мировоззрение в вк что написать