你有沒(méi)有想過(guò)斑馬為什么有條紋?一些答案諸如此類,例如隱蔽方便、混淆捕食者的視覺(jué)、體溫調(diào)節(jié)作用或避免蚊蠅叮咬(導(dǎo)致昏睡病的錐蟲(chóng)通過(guò)它傳播)等,但鮮有人真正知道答案。變異是理解斑馬條紋如何以及為什么進(jìn)化的重要關(guān)鍵。是什么基因編碼使得條紋出現(xiàn)了,或者是什么生態(tài)力量選擇了條紋。

為了確定導(dǎo)致條紋變異的基因,科學(xué)家(來(lái)自加州大學(xué))對(duì)幾個(gè)野生種群進(jìn)行了采樣,包括一些條紋較多的斑馬和一些條紋較少的斑馬。科學(xué)家們還采集了圈養(yǎng)種群的數(shù)據(jù),它們?cè)谌祟愶曫B(yǎng)的環(huán)境里獲得了一種在野外才會(huì)表現(xiàn)出來(lái)的特征。從野生種群和家養(yǎng)種群中取樣,使得科學(xué)家們獲得了它們不同優(yōu)勢(shì)的數(shù)據(jù)(條紋密度)。斑驢項(xiàng)目的研究始于20多年前,當(dāng)時(shí)選擇了18只野生創(chuàng)始斑馬跟其驢雜交。為了恢復(fù)斑驢亞種的最小條紋表型,已經(jīng)連續(xù)繁衍四代作為觀察對(duì)象了。他們非常成功地培育出條紋很少的斑驢。

為得出基因與條紋有關(guān)聯(lián)的結(jié)論,科學(xué)家用高端的設(shè)備仔細(xì)觀察了繁衍后代的DNA。這里獲取DNA還有一個(gè)小故事呢!科學(xué)家們用飛鏢(一個(gè)裝有活檢針的注射器)槍射擊斑驢/斑驢,當(dāng)針刺到斑馬時(shí),它會(huì)切開(kāi)一小塊皮膚組織,然后脫落。當(dāng)斑馬被擊中時(shí),它們可能會(huì)嚇一跳,但它們通常會(huì)立即冷靜下來(lái),繼續(xù)吃草。然后我們定位飛鏢掉落的位置并收集樣本。

2009年,利用之前在繁衍后代和非洲草原斑馬收集的樣本,加州大學(xué)洛杉磯分校羅伯特·韋恩教授的實(shí)驗(yàn)室和南加州大學(xué)謝爾蓋·努日丁教授的實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們進(jìn)行了大量的分析和化學(xué)研究工作,使用高通量基因組測(cè)序技術(shù)在整個(gè)基因組中生成數(shù)萬(wàn)個(gè)標(biāo)記,從而發(fā)現(xiàn)了遺傳變異和條紋變異之間的相關(guān)性。
為了了解條紋格局變化的自適應(yīng)原因,我們利用空間模型將條紋格局變化與環(huán)境變化聯(lián)系起來(lái)。到目前為止,已經(jīng)量化了來(lái)自21個(gè)種群的107只斑馬的條紋,模擬了條紋圖案特征的分布,也顯示了根據(jù)16個(gè)環(huán)境變量和地理距離預(yù)測(cè)的腿部條紋的分布情況。研究模型表明,即使在考慮地理距離后,一些生態(tài)變量也與條紋變化相關(guān),這表明條紋變化可能存在適應(yīng)性成分。
據(jù)研究,北方種群的斑馬腿上有完整的條紋,而南方種群的斑馬腿上的條紋總是較少,但腿部條紋的程度差異很大。還有數(shù)據(jù)表明最大年植被密度(NDVImax)與腿上條紋數(shù)量有關(guān),植被目的高的話條紋就多,反之亦然。這是最密切的環(huán)境變量之一。但是為什么植被密度跟條紋密度有關(guān)呢?也許是植被密度和條紋模式之間影響了捕食風(fēng)險(xiǎn),或者蚊蠅在植被密度較高的地區(qū)更常見(jiàn),多條紋的斑馬在植被密度高的地區(qū)更容易迷惑捕食者和避免蚊蠅叮
咬。
結(jié)論:
通過(guò)加州大學(xué)生物學(xué)家們的大量研究和化學(xué)驗(yàn)證,基本能斷定斑馬身上條紋的由來(lái),是根據(jù)它們生存進(jìn)化和后期環(huán)境影響而形成的。最初的斑馬,可能身上只有些黑色的斑點(diǎn),甚至沒(méi)有任何顏色。但是殘酷的自然界,使得它們的天敵(獅虎狼等)把那些目標(biāo)暴露極其明顯的斑馬都給吃掉了,剩下的斑馬為了生存下去,就得不斷進(jìn)化出讓捕食者迷惑的身軀,敏捷的速度和蚊蒼叮咬的抵抗力等。

睡前故事中斑馬條紋的由來(lái):
“造物主最初創(chuàng)造動(dòng)物的時(shí)候,它們都有一模一樣的暗灰色皮毛。有一天,造物主得到了靈感,創(chuàng)造了許多顏色和圖案都很漂亮的新外套。消息傳出去,說(shuō)動(dòng)物們可以來(lái)領(lǐng)這些衣服,先到先挑。動(dòng)物們前去領(lǐng)取他們的新外套,但斑馬分心了,停下來(lái)吃草。當(dāng)一只長(zhǎng)頸鹿帶著它的新外套經(jīng)過(guò)時(shí),斑馬自言自語(yǔ)地說(shuō):“哦,多漂亮啊,我必須去認(rèn)領(lǐng)一件外套。”但不久,它又停下來(lái)吃草了。這一模式不斷重復(fù),當(dāng)獅子、獵豹、羚羊和其他動(dòng)物經(jīng)過(guò)時(shí),斑馬又受到啟發(fā),想要奪回自己的皮毛,但很快,它就會(huì)被美味的草分散注意力,繼續(xù)吃草。當(dāng)斑馬終于到達(dá)目的地時(shí),只剩下一件純黑色的外套了,于是他穿上了它。但他吃草吃得太胖了,當(dāng)他把外套套在腫脹的肚子上時(shí),外套被撕成了碎片。斑馬認(rèn)為那件被撕碎的黑外套仍然比他的舊灰外套更好,所以他留下了它,這就是斑馬身上條紋的由來(lái)?!?/span>
趣問(wèn)趣答:
問(wèn)題:你們是不是也制作過(guò)1比1的斑馬呢?
回答:我們制作過(guò)很多非洲草原仿真動(dòng)物模型,有獅子、野牛、角馬等。仿真斑馬模型,咱們至少制作過(guò)5/6只了。
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