Rudyard Kipling เขียนอย่างสนุกสนานว่าลายทางม้าลายเกิดจาก “เงาลื่นของต้นไม้” ตกลงมาบนตัวของมัน แต่นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้ความจริงมากขึ้นไหม
ในเดือนกุมภาพันธ์ 2019 ที่ลานม้าในสหราชอาณาจักร มีการทดลองที่น่าสนใจเกิดขึ้น ทีมนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส และผู้ทำงานร่วมกันในสหราชอาณาจักรได้ตรวจสอบสาเหตุที่ม้าลายมีลายทาง ในนามของวิทยาศาสตร์ พวกเขาแต่งตัวม้าบ้านหลายตัวที่ Hill Livery ด้วยเสื้อโค้ตลายทางม้าลาย และศึกษาพวกมันควบคู่ไปกับม้าลายจริงๆ
Terri Hill เจ้าของฝูงม้าลายที่เธอได้มาจากสวนสัตว์ทั่วสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นคอลเล็กชั่นที่เกิดจากความหลงใหลในการอนุรักษ์สัตว์น้ำของ Hill ของ Hill การดูแลรักษาฝูงสัตว์ซึ่งอาศัยอยู่บนคอกข้างสนามม้าขนาด 2 เอเคอร์ที่มีบ่อทรายและสวนสมุนไพร เป็นวิธีการรักษาแหล่งเพาะพันธุ์สำหรับสวนสัตว์ และช่วยปกป้องสัตว์จากการสูญพันธุ์ในอนาคต
มีคนพูดถึงลายม้าลายมานานกว่าร้อยปีแล้ว
สำหรับทิม คาโร นักนิเวศวิทยาจากมหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูว์ ซึ่งศึกษาลายทางม้าลายมาเกือบสองทศวรรษแล้ว ม้าลายที่ค่อนข้างเชื่องของลานตกแต่งนี้เปิดโอกาสให้หายากที่จะยืนในระยะไม่กี่เมตรจากพวกมันและสังเกตพวกมัน “ผู้คนพูดถึงลายทางม้าลายมานานกว่าร้อยปีแล้ว แต่มันเป็นเพียงเรื่องของการทดลองจริงๆ และคิดอย่างชัดเจนเกี่ยวกับปัญหาเพื่อให้เข้าใจมันดีขึ้น” เขากล่าว
อย่างไรและทำไมม้าลายถึงวิวัฒนาการมาเป็นกีฬาลายทางขาวดำเป็นคำถามที่ได้ทดสอบนักวิทยาศาสตร์มานานกว่าศตวรรษ นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอเหตุผลอย่างน้อย 18 ประการ ตั้งแต่ลายพรางหรือสีเตือนไปจนถึงคำอธิบายที่สร้างสรรค์มากขึ้น เช่นเครื่องหมายพิเศษที่ช่วยระบุตัวบุคคล เช่น ลายนิ้วมือของมนุษย์ แต่ทฤษฎีใหม่ถูกนำมาใช้เป็นเวลานานโดยไม่มีการทดสอบอย่างเข้มงวด
สีดำแถบขาว?
ม้าลายพร้อมกับม้าและลาเป็นสมาชิกของสกุล Equus ม้าลายที่มีชีวิตสามสายพันธุ์ที่เดินเตร่ทางตะวันออกและทางใต้ของแอฟริกาด้วยขนสีเข้มที่หักด้วยแถบสีขาวและไม่มีสี เป็นม้าลายเพียงตัวเดียว รูปแบบการสตริปและความเข้มแตกต่างกันไปตามสปีชีส์และตำแหน่ง ความแตกต่างของแถบลายเหล่านี้ ประกอบกับความท้าทายที่ม้าลายเผชิญในสภาพแวดล้อม ทำให้เราเข้าใจวิธีการทำงานของลายทาง ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ยังคงถกเถียงกันถึงที่มาและหน้าที่ของลายทางม้าลาย ป้องกันแมลงกัดต่อย การควบคุมอุณหภูมิ และการป้องกันจากผู้ล่า
แมลงวันกัดดูดเลือดเป็นภัยคุกคามต่อสัตว์ในแอฟริกา แมลงหวี่และแมลงวันเซทยังถ่ายทอดโรคต่างๆ เช่น โรคนอนไม่หลับ โรคม้าแอฟริกัน และโรคไข้หวัดใหญ่ในม้าที่อาจถึงตายได้ ขนบางของม้าลายอาจเป็นอุปสรรคต่อแมลงวันกัดได้เล็กน้อย แต่การวิเคราะห์อาหารของแมลงวัน tsetse ไม่พบร่องรอยของเลือดม้าลาย
เป็นเวลาเกือบศตวรรษแล้วที่หลักฐานและการทดลองกับแบบจำลองที่ไม่มีชีวิตได้แสดงให้เห็นซ้ำแล้วซ้ำเล่าว่าแมลงวันมักจะไม่ลงจอดบนพื้นผิวที่เป็นลาย หลักฐานจำนวนมากมาจากการศึกษาในปี 2014 โดย Caro และเพื่อนร่วมงานของเขา พวกเขารวบรวมข้อมูลสภาพอากาศ การปรากฏตัวของสิงโต และข้อมูลขนาดฝูงม้าลาย และเปรียบเทียบปัจจัยเหล่านี้กับลายทางของม้าลายที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ การสตริปนั้นเด่นชัดกว่าในสภาพแวดล้อมที่ชอบม้าลายตามคำกล่าวของ Caro
มีแมลงวันเกาะม้าลายน้อยลงมาก – หรือม้าที่สวมเสื้อคลุมลายทาง
“[การศึกษาในปี 2014] แสดงให้เห็นสิ่งที่น่าทึ่งจริงๆ สำหรับเรา” Caro กล่าว “เรายังพบว่าไม่มีการสนับสนุนสมมติฐานอื่นๆ เลย”
การวิจัยที่ Hill Livery เมื่อต้นปีนี้ ทำให้เกิดแสงสว่างใหม่แก่ทีมของ Caro พวกเขาสังเกตฝูงม้ารอบม้าลายและม้า ม้าบางตัวสวมเสื้อคลุมสีดำ สีขาว หรือลายทาง แมลงวันบินวนอยู่รอบๆ ม้าลายและม้าในปริมาณที่ใกล้เคียงกัน แต่มีแมลงวันน้อยกว่ามากที่ตกลงบนม้าลาย – หรือม้าที่มีเสื้อคลุมลายทาง
แมลงวันจะพยายามลงจอดบนแถบลาย แต่แล้วก็ล้มเหลวที่จะชะลอตัวลงเหมือนปกติที่พวกมันจะเข้าใกล้พื้นผิวที่ไม่มีลายและกระเด็นออกไป “ดูเหมือนว่าพวกเขาจะไม่รู้จักพื้นผิวขาวดำนั้นว่าเป็นจุดลงจอดที่ดี” Caro กล่าว
Caro กล่าวว่าทีมของเขากำลังทำงานกับ “ข้อมูลที่ไม่ได้เผยแพร่จำนวนมาก” จากวิดีโอของแมลงวันที่กำลังเข้าใกล้รูปแบบต่างๆ เพื่อเรียนรู้ว่าลายทางทำให้แมลงวันลงจอดอย่างไร และในมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการ แดเนียล รูเบนสไตน์ และผู้ทำงานร่วมกันของเขากำลังแก้ปัญหาโดยใช้ “การมองเห็นแบบบินได้ในความเป็นจริงเสมือน”
เย็นลง
อย่างไรก็ตาม นักวิจัยม้าลายคนอื่นๆ เช่น Alison Cobb ช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการสัตว์ที่เกษียณอายุแล้ว และนักสัตววิทยา Stephen Cobb จาก Oxford ในสหราชอาณาจักร ไม่เชื่อคำอธิบายที่ยับยั้งปรสิต พวกเขาเชื่อว่าลายทางม้าลายช่วยในการควบคุมอุณหภูมิเป็นหลัก ขณะที่อลิสันเห็นด้วยกับการค้นพบของคาโร เธอคิดว่าแมลงวันกัด “ดูเหมือนผลกระทบที่ไม่สำคัญเกินไป” ที่จะขับเคลื่อนวิวัฒนาการของลายทางม้าลาย “ม้าลายทุกตัวต้องหลีกเลี่ยงไม่ให้ร้อน และแมลงวันกัดจะมาในบางสถานที่และบางช่วงเวลาของปี แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะเป็นภัยคุกคามที่แน่ชัดหรือบ่อยครั้งเท่ากับความร้อนสูงเกินไป” คอบบ์กล่าว
นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำการควบคุมอุณหภูมิมานานแล้วว่าเป็นหน้าที่ของลายทางม้าลาย แนวคิดพื้นฐานคือแถบสีดำจะดูดซับความร้อนในตอนเช้าและทำให้ม้าลายอุ่นขึ้น ในขณะที่แถบสีขาวสะท้อนแสงได้มากกว่า และอาจช่วยให้ม้าลายเย็นลงขณะที่พวกมันกินหญ้าเป็นเวลาหลายชั่วโมงท่ามกลางแสงแดดจ้า อย่างไรก็ตาม ตรรกะที่ดูเหมือนตรงไปตรงมานี้ได้รับการสนับสนุนที่หลากหลาย
Caro และทีมของเขาพบเพียงช่องว่างที่ทับซ้อนกันระหว่างรูปแบบแถบและอุณหภูมิสูงสุดเท่านั้น อีกหนึ่งปีต่อมา การศึกษาแบบจำลองเชิงพื้นที่ของม้าลายที่ราบ ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่มีจำนวนมากที่สุดตั้งแต่แอฟริกาตะวันออกถึงแอฟริกาใต้ นำโดยเบรนดา ลาริสันแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิสพบรูปแบบลายทางที่แข็งแรงกว่าในพื้นที่ที่มีอากาศอบอุ่นหรือได้รับแสงแดดที่แรงกว่า .
การทดลองจนถึงขณะนี้ยังไม่ได้รับความชัดเจนเพิ่มเติมเช่นกัน ผลการศึกษาในปี 2018 พบว่าน้ำในถังที่ทาสีด้วยลายทางไม่ได้ทำให้เย็นลงมากไปกว่าน้ำในถังที่ไม่มีลาย แต่รูเบนสไตน์ไม่มั่นใจ – เขาคิดว่าการทดลองนี้มีตัวอย่างน้อยเกินไปและมีการเปลี่ยนแปลงข้อมูลมากเกินไป Rubenstein กล่าวว่าการศึกษาต่อเนื่องของทีมของเขากับขวดน้ำจำนวนมากขึ้นแสดงให้เห็นว่าลายเส้นช่วยในการระบายความร้อน โดยอ้างข้อมูลที่ไม่ได้เผยแพร่ เขากล่าวว่าพวกเขาได้ตรวจสอบอุณหภูมิพื้นผิวของสัตว์ในฝูงผสม และพบว่าอุณหภูมิของม้าลายนั้นเย็นกว่าสัตว์ที่ไม่มีลายสักสองสามองศา
เช่นเดียวกับม้าและมนุษย์ ม้าลายทำให้เหงื่อออก
แต่ถังและขวดไม่สามารถจับทุกส่วนของกลไกการระบายความร้อนของม้าลายได้ ซึ่งอาจจะทำให้การศึกษาเหล่านี้ง่ายเกินไปที่จะอธิบายจุดประสงค์ของลายทางม้าลายอย่างเต็มที่ เช่นเดียวกับม้าและมนุษย์ ม้าลายทำให้เหงื่อออกเย็นลง การระเหยของเหงื่อช่วยขจัดความร้อนจำนวนมาก แต่การระเหยจะต้องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว มิฉะนั้น เหงื่อจะติดอยู่และเป็นฉนวนของสัตว์เช่นซาวน่าม้ายักษ์ Equids มีโปรตีนที่เรียกว่า latherin ที่ช่วยกระจายเหงื่อไปยังปลายผม เพิ่มการสัมผัสกับอากาศและการระเหย
ในเดือนมิถุนายน Cobbs รายงานใน Journal of Natural History ว่าในช่วงเวลาที่อากาศอบอุ่นของวันลายทางสีดำบนม้าลายที่มีชีวิตนั้นสูงกว่าแถบสีขาว 12-15 องศาเซลเซียสอย่างสม่ำเสมอ พวกเขาเสนอว่าความแตกต่างของอุณหภูมิคงที่ระหว่างลายทางจะทำให้เกิด “อากาศที่ปั่นป่วนเล็กน้อย” พวกเขาค้นพบเพิ่มเติมว่าเส้นขนบนแถบสีดำตั้งขึ้นในช่วงเช้าและเที่ยงวัน ขนที่ตรงเหล่านี้สามารถดักจับความร้อนในช่วงเช้าที่เย็นและช่วยให้เหงื่อระเหยในตอนเที่ยงได้ง่ายขึ้น
ซ่อนอยู่ในสายตาธรรมดา?
สำหรับสมมติฐานลายทางม้าลายสุดท้ายเกี่ยวกับการปกป้องจากผู้ล่า คาโรไม่เชื่อ ในเอกสารปี 2016 ของเขาZebra Stripes Caro แสดงหลักฐานมากมายที่ขัดแย้งกับม้าลายโดยใช้แถบลายเพื่อซ่อนหรือทำให้ผู้ล่าสับสน ม้าลายใช้เวลาส่วนใหญ่ในทุ่งหญ้าโล่งซึ่งลายของพวกมันดูเด่นสะดุดตา และมีเวลาเพียงเล็กน้อยในป่าที่ลายทางอาจอำพรางพวกมันได้ พวกเขายังมีแนวโน้มที่จะหนีจากการคุกคามมากกว่าที่จะซ่อน และดูเหมือนว่าสิงโตจะไม่มีปัญหาในการกินม้าลายให้มาก
อย่างไรก็ตาม Rubenstein ยังคงทำงานเกี่ยวกับสมมติฐานเกี่ยวกับการปล้นสะดม ซึ่งเขาอธิบายว่าเป็นสมมติฐานที่ “ยากที่สุด” ในการทดสอบ เขาตั้งข้อสังเกตว่าการศึกษาก่อนหน้านี้ได้ทดสอบว่าลายทางทำให้มนุษย์สับสนหรือไม่ แต่ไม่ใช่กับสิงโต “เมื่อพูดถึงการโจมตี [บนม้าลาย] เราไม่รู้ว่า [สิงโต] ประสบความสำเร็จหรือไม่” ทีมของเขากำลังศึกษาวิธีที่สิงโตโจมตีวัตถุที่มีลายและลาย
ดังนั้น คำถามที่ว่าทำไมม้าลายถึงมีลายทางจึงพิสูจน์แล้วว่าทำได้ยากมากและไม่มีความเสี่ยง – สตีเฟน คอบบ์ ถูกกัดที่แขนและเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลถึงสองครั้ง แม้ว่างานล่าสุดจะเข้มข้นเป็นพิเศษ แต่คำตอบก็ยังไม่สามารถสรุปได้ ดังนั้นลายเส้นอาจพัฒนาเพื่อแก้ปัญหาหลายอย่าง พวกมันได้รับการพิสูจน์แล้วว่าปกป้องม้าลายจากการถูกแมลงวันกัด และอาจแสดงให้เห็นว่าเป็นเครื่องมือสำคัญในการแก้ปัญหาม้าลายเพื่อให้ความร้อนสูงเกินไป ปัญหาคือแมลงวันกัดมักจะมีมากที่สุดที่ไหนและเมื่อใดที่อากาศอบอุ่นและชื้น “คุณหยอกล้อ (สองปัจจัย) เหล่านี้ออกจากกันอย่างไร? นั่นเป็นส่วนที่ยาก” รูเบนสไตน์กล่าว “ฉันไม่มีปัญหากับทั้งคู่ทำงานพร้อมกัน”
