假裝自己是一只斑馬的日本和牛。圖片來(lái)源：日本愛(ài)知縣農(nóng)業(yè)研究中心

撰文 | 苗開(kāi)心

不開(kāi)玩笑，或許有一天，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你在農(nóng)場(chǎng)看到的牲畜都被畫(huà)上了斑馬條紋。聽(tīng)起來(lái)看起來(lái)都匪夷所思，但其實(shí)這是在利用斑馬紋來(lái)保護(hù)牲畜——這已經(jīng)得到了研究證實(shí)，而且獲得了今年的搞笑諾貝爾獎(jiǎng)。

斑馬紋有啥用？

這事兒困擾科學(xué)家一個(gè)多世紀(jì)了！

斑馬的條紋在動(dòng)物界是非常奇特的存在。是什么促使它們演化出如此獨(dú)特的條紋？這個(gè)問(wèn)題困擾了生物學(xué)家們100多年。

生物學(xué)家們最早猜測(cè)，斑馬的條紋是為了偽裝。例如 “生物地理學(xué)之父”阿爾弗雷德·華萊士（Alfred Russel Wallace）就認(rèn)為，斑馬的條紋有助于它們更好地隱藏在植被從里[1]。但這種說(shuō)法后來(lái)飽受質(zhì)疑，包括提出我們熟知的進(jìn)化論的達(dá)爾文就反對(duì)這一點(diǎn)。達(dá)爾文指出，斑馬不出現(xiàn)在植被茂密的地方，而是更喜歡草叢短的開(kāi)闊地[2]。

后面，也陸續(xù)有反駁者指出，斑馬并沒(méi)有表現(xiàn)出與擁有隱蔽色相關(guān)的行為，具體來(lái)說(shuō)，它們遇到捕食者時(shí)，不會(huì)試圖躲藏，也不會(huì)靜止不動(dòng)[3][4]。而且它們的花紋在近距離下十分顯眼突出，這也不像是隱蔽色該有的樣子。此外，許多斑馬的鬃毛邊緣有一條連續(xù)的黑線(xiàn)，這也會(huì)阻礙條紋發(fā)揮偽裝的作用[5][6]。

類(lèi)似的證據(jù)還有很多，總之，所有證據(jù)都指向了一個(gè)結(jié)論——斑馬紋并不是為了幫斑馬偽裝。

不同角度斑馬的條紋。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[7]

另一個(gè)曾經(jīng)主流的觀點(diǎn)提出，斑馬的條紋或許有助于幫助它們?cè)谘谉岬臒釒Р菰辖禍?/b>[8][9][10][11]。這個(gè)觀點(diǎn)聽(tīng)起來(lái)似乎有點(diǎn)不可思議？但在物理學(xué)上其實(shí)是有可能的。

這種觀點(diǎn)認(rèn)為，黑色的條紋可以吸熱，進(jìn)而調(diào)節(jié)身體溫度。此外，由于黑色條帶和白色條帶對(duì)熱的吸收和反射能力不一樣，還有可能起到協(xié)同作用，比如通過(guò)熱對(duì)流在體表產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流，讓斑馬感覺(jué)相對(duì)更涼爽。

科學(xué)家推測(cè)的斑馬條紋形成的熱對(duì)流示意圖。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[12]

但2018年發(fā)表的一篇研究指出，從物理的角度來(lái)說(shuō)，斑馬條紋對(duì)降溫似乎并沒(méi)什么作用[12]。這項(xiàng)研究的研究人員也是很有創(chuàng)意，他們用不同顏色的牛皮、馬皮和斑馬皮蒙在裝滿(mǎn)水的桶上，觀察在陽(yáng)光照射下水桶的表面溫度。但遺憾的是，這項(xiàng)研究結(jié)果表明，僅考慮顏色，不考慮毛發(fā)、排汗等要素的情況下，沒(méi)有可靠證據(jù)能證明黑白條紋可以調(diào)節(jié)體溫。

研究者用裝滿(mǎn)水的鐵桶制作的實(shí)驗(yàn)裝置。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[12]

此外，生物學(xué)家們還提出了多達(dá)十幾種假設(shè)[7]，包括斑馬條紋可能是用來(lái)嚇唬捕食者的警戒色、可能有助于斑馬與同類(lèi)社交、可能是為了在躲避捕食者的過(guò)程中混淆捕食者的視覺(jué)等等，但這些假說(shuō)大多都因?yàn)樽C據(jù)不足不能令生物學(xué)家們普遍信服。

但一個(gè)獨(dú)特的，看起來(lái)非常不可能的假設(shè)，卻越來(lái)越接近真相——斑馬紋是為了防范吸血昆蟲(chóng)。

證據(jù)越來(lái)越多，

斑馬條紋居然能防范吸血昆蟲(chóng)

吸血昆蟲(chóng)是非洲動(dòng)物面臨的常見(jiàn)威脅。馬蠅和采采蠅會(huì)傳播昏睡病、非洲馬瘟以及可能致命的馬流感等疾病。斑馬稀疏的毛發(fā)對(duì)叮咬類(lèi)飛蟲(chóng)幾乎構(gòu)不成屏障。但通過(guò)對(duì)采采蠅食譜的分析發(fā)現(xiàn)，其體內(nèi)并未檢測(cè)到斑馬血液的痕跡。為什么它們不吸或者很少吸斑馬的血？或許這和斑馬的條紋有關(guān)。

最早的研究是在上世紀(jì)七八十年代，科學(xué)家用斑馬皮圖案的物體和其它顏色的物體作比較，并在裝置旁增加捕蠅器，來(lái)計(jì)算不同圖案裝置捕獲的昆蟲(chóng)數(shù)量，對(duì)比昆蟲(chóng)的喜好。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非洲的吸血昆蟲(chóng)并不喜歡黑白條紋[13]。

上個(gè)世紀(jì)，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[13]

后來(lái)人們也想了各種辦法來(lái)驗(yàn)證這一假設(shè)。比如下面這項(xiàng)研究，就把斑馬皮和別的動(dòng)物皮放在同一個(gè)密閉的玻璃箱里面，并在玻璃箱里面放上饑餓的吸血蠅類(lèi)，來(lái)對(duì)比吸血昆蟲(chóng)更偏愛(ài)那個(gè)動(dòng)物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些昆蟲(chóng)似乎真的更討厭斑馬皮[14]。

左側(cè)為斑馬皮，右側(cè)為羚羊皮。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[14]

2014年，蒂姆·卡羅（Tim Caro）與其同事開(kāi)展的研究提供了大規(guī)模實(shí)證——他們收集了氣候條件、獅群活動(dòng)蹤跡與斑馬種群規(guī)模數(shù)據(jù)，并將這些因素與該地區(qū)斑馬的條紋特征進(jìn)行比對(duì)?？_發(fā)現(xiàn)，在馬蠅肆虐的環(huán)境中，斑馬身上的條紋會(huì)顯得更加鮮明濃重[15]。

還有更多的證據(jù)，不勝枚舉，都在指向一個(gè)事實(shí)——斑馬條紋可以用來(lái)抵御吸血昆蟲(chóng)。

這些科學(xué)家給牛涂上了斑馬條紋

知道非洲的吸血昆蟲(chóng)討厭斑馬條紋這件事兒對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，除了能更了解斑馬的演化策略外，還有什么意義呢？這種條紋是不是對(duì)別的動(dòng)物也有效呢？別的地方的昆蟲(chóng)是不是也討厭這種條紋呢？

日本愛(ài)知縣農(nóng)業(yè)研究中心的研究員小島智樹(shù)在電視節(jié)目上看到了斑馬條紋功能的假設(shè)，這引起了他的好奇。和牛是日本的重要畜牧業(yè)家畜，也飽受吸血蠅類(lèi)等昆蟲(chóng)的危害。小島突發(fā)奇想，如果給和牛涂上條紋，會(huì)不會(huì)也能驅(qū)除牧業(yè)害蟲(chóng)呢？[16]

說(shuō)干就干，小島帶著他的團(tuán)隊(duì)招募了一些黑色的和牛，有的涂上白色條紋，有的涂上黑色條紋，并保留沒(méi)有涂色的牛作為對(duì)比，每天早晚觀察這些牛并計(jì)算它們的驅(qū)蠅行為，例如甩頭、跺腿和甩尾巴等。

涂上白色條紋的牛（a）、涂上黑色條紋的牛（b）和保留原色的牛（c）。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[17]

小島團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，身上涂有白色條紋的牛，體表蠅類(lèi)數(shù)量顯著少于另外兩組，甩動(dòng)身體驅(qū)趕蠅類(lèi)的行為頻率也更低。這表明，類(lèi)似斑馬的外觀確實(shí)能降低牛對(duì)吸血蠅的吸引力[17]。

這項(xiàng)研究成果在當(dāng)?shù)匾驳玫搅宿r(nóng)民的實(shí)踐，農(nóng)民驚訝地發(fā)現(xiàn)，給牛涂上顏料后，居然真的有效！這意味著，未來(lái)有可能通過(guò)這種方式來(lái)幫助我們的牲畜抵御吸血昆蟲(chóng)，并減少殺蟲(chóng)劑的使用。這也使小島的團(tuán)隊(duì)獲得了今年的搞笑諾貝爾獎(jiǎng)。

事實(shí)上，更多動(dòng)物的研究已經(jīng)開(kāi)始展開(kāi)。小島的研究受前文提到的卡羅研究的影響，而卡羅的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始嘗試給馬穿上不同的“斑馬迷彩”來(lái)測(cè)試不同條紋對(duì)吸血昆蟲(chóng)的抵御能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，給馬穿上這種“斑馬迷彩服”也能有效地減少吸血昆蟲(chóng)的叮咬[18]。

給馬穿上不同圖案外套的實(shí)驗(yàn)。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[18]

這是人類(lèi)對(duì)斑馬條紋的全新認(rèn)知，但也可能沒(méi)那么新。因?yàn)樵诜侵?、澳大利亞等地區(qū)，當(dāng)?shù)夭柯湓谏砩贤可线@種條紋已經(jīng)有著悠久的歷史。科學(xué)家們用假人也做了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)假人涂上條紋后確實(shí)也能有效地減少吸血昆蟲(chóng)的降落

不同非洲地區(qū)部族的人體彩繪。圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[19]

這意味著，可能在很早之前，這里的人們就開(kāi)始模仿斑馬來(lái)抵御吸血昆蟲(chóng)，從而減少患有相關(guān)傳染病的風(fēng)險(xiǎn)了。這是當(dāng)?shù)赝林用駥?duì)動(dòng)物觀察發(fā)現(xiàn)而做的主動(dòng)選擇，還是這種文化也是自然選擇的一部分？我們不得而知。

或許有一天，我們?cè)偃マr(nóng)場(chǎng)或牧場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)那里的家畜都被涂上或者穿上了“斑馬迷彩”，請(qǐng)你不要覺(jué)得奇怪。又或許，在下一個(gè)夏天，你也可以試著換上條紋襯衫，看看你能不能讓自己開(kāi)啟“免打擾模式”。

參考資料：

[1]Ross A. Slotten.The Heretic in Darwin’s Court: The Life of Alfred Russel Wallace.[M]. Columbia University Press,2006:354.

[2]Darwin C. R. (1871). The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex, Vol. 2. London: John Murray.

[3]Ruxton, G. D. (2002). The possible fitness benefits of striped coat coloration for zebra. Mammal Review 32, 237–244.

[4]Ioannou, C. C. & Krause, J. (2009). Interactions between background matching and motion during visual detection can explain why cryptic animals keep still. Biology Letters 5, 191–193.

[5] Stevens, M., Cuthill, I. C., Windsor, A. M. M. & Walker, H. J. (2006). Disruptive contrast in animal camouflage. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 273, 2433–2438.

[6] Troscianko, J., Skelhorn, J. & Stevens, M. (2017). Quantifying camouflage: how to predict detectability from appearance. BMC Evolutionary Biology 17, 7.

[7]Ireland, H.M. and Ruxton, G.D. (2025), Zebra stripes: the questions raised by the answers. Biol Rev.

[8]Cloudsley-Thompson J. L. (1984). How the zebra got his stripe – new solutions to an old problem. Biologist 31, 226–228.

[9]Kingdon J. (1984). The zebra’s stripes: an aid to group cohesion. In The Encyclopaedia of Mammals (ed. MacDonald D.), pp. 486–487. Oxford: Equinox.

[10] Morris D. (1990). Animal Watching. A Field Guide to Animal Behaviour. London: Jonathan Cape.

[11] Louw G. N. (1993). Physiological Animal Ecology. New York: Longman.

[12] Horváth G, Pereszlényi á, Száz D, Barta A, Jánosi IM, Gerics B, ?kesson S. Experimental evidence that stripes do not cool zebras. Sci Rep. 2018 Jun 19;8(1):9351.

[13]Waage, J. K. How the zebra got its stripes - biting flies as selective agents in the evolution of zebra coloration. J. Entomol. Soc. South. Afr. 44, 351–358 (1981).

[14]Tombak, K.J., Gersick, A.S., Reisinger, L.V. et al. Zebras of all stripes repel biting flies at close range. Sci Rep 12, 18617 (2022).

[15]Caro, T., Izzo, A., Reiner, R. et al. The function of zebra stripes. Nat Commun 5, 3535 (2014).

[16]Andrea Lius,Zebra Cows Repel Flies and Win Ig Nobel Prize[EB/OL].(2025/9/19)[2025/11/3].https://www.the-scientist.com/why-do-we-get-hangry-73284.

[17]Kojima T, Oishi K, Matsubara Y, Uchiyama Y, Fukushima Y, et al. (2020) Correction: Cows painted with zebra-like striping can avoid biting fly attack. PLOS ONE 15(3): e0231183.

[18]Tim Caro, Eva Fogg, Tamasin Stephens-Collins, Matteo Santon, Martin J. How; Why don't horseflies land on zebras?. J Exp Biol 15 February 2023; 226 (4): jeb244778.

[19]Horváth Gábor, Pereszlényi ádám, ?kesson Susanne and Kriska Gy?rgy 2019Striped bodypainting protects against horsefliesR. Soc. Open Sci.6181325

將“把科學(xué)帶回家”

不錯(cuò)過(guò)每條有趣科學(xué)推文！

原創(chuàng)文章版權(quán)歸微信公眾號(hào)
“把科學(xué)帶回家”所有

轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系：bd@wanwuweb.com

凡本公眾號(hào)轉(zhuǎn)載、引用的文章 、圖片、音頻、視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有人所有，因此產(chǎn)生相關(guān)后果，由版權(quán)所有人、原始發(fā)布者和內(nèi)容提供者承擔(dān)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。

▲ 關(guān)注我們，點(diǎn)亮在看，分享一下