 |
Zebror, zebror och åter zebror. En hjord av vanlig zebra (Equus burchelli, numera Equus quagga burchelli). När det gäller rändernas funktion, finns det flera hypoteser. Ser man på denna bild, kan man mycket väl tänka sig, att lejonen har svårt att urskilja en enskild zebra bland alla ränderna. Denna tanke har bland annat lanserats i barnboken "Just så-historier" av författaren Rudyard Kipling, mera känd för att ha skrivit "Djungelboken".
Andra hypoteser är att ränderna gör insekter mindre bitbenägna, att ränderna gör att zebrorna lättare känner igen varandra och att ränderna underlättar kylning av zebrorna päls. Såvitt man nu vet, är skydd mot bitande insekter den sannolikaste hypotesen. Men det behövs fler studier och man kan inte utesluta att ränderna har flera funktioner. Läs mer i texten nedan. Courtesy of Peter Steen Leidersdorff from Encyclopedia of Life under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License. |
|
Varför har zebror ränder? Det är en fråga som forskare har ställt sig i mer än hundra år, utan att kunna besvara den. Först under 2000-talet har man på allvar angripit den i en rad vetenskapliga studier och börjat närma sig svaret.
Frågan kan besvaras på två sätt beroende på vad man menar med ordet varför.
Vilken är den evolutionära fördelen med ränder?
För det första kan man med ordet varför fråga sig vilken funktion ränderna har, det vill säga vad som har gynnat randiga djur under hästsläktets evolution i Afrika. Det finns flera hypoteser.
En hypotes är att ränder gör det svårare för rovdjur, i zebrornas fall framför allt lejon och hyenor, att se bytesdjuren. Zebrorna kanske smälter ihop med bakgrunden så att lejonen har svårt att se dem. Detta må synas egendomligt för oss människor som ser zebrorna så tydligt, men man får betänka att lejon och hyenor inte ser världen på samma sätt som vi. Bland annat så har de inte vårt välutvecklade färgseende. Alternativt så försvårar randningen lejonens avståndsbedömning eller så gör randningen det svårare för lejonen att urskilja en enskild zebra bland alla de andra zebrorna.
Enligt en annan hypotes gör randningen bromsar och tsetseflugor, kanske också andra blodsugande insekter, mindre benägna att sticka zebrorna. Denna hypotes stöds av försök. Modellförsök har visat att bromsar är mindre benägna att bita randiga ytor. Tsetseflugor föredrar stora, helt mörka djur. Bromsar sprider flera sjukdomar. Tsetseflugor sprider sjukdomar som kallas trypanosomoser till zebror och andra djur, inklusive människor. Stickande insekter orsakar dessutom blodförluster och andra hälsoproblem.
Enligt en tredje hypotes har ränderna en social funktion. Eftersom randningen är olika hos olika individer, så skulle ränderna till exempel kunna fungera som igenkänningstecken inom flocken.
Enligt en fjärde hypotes skulle de olikfärgade ränderna vid uppvärmning av pälsen ge upphov till luftvirvlar som underlättar kylning av huden i en varm miljö.
Sammanfattningsvis kan man säga att ingen av de ovan redovisade hypoteserna ännu kan uteslutas. Det behövs fler fältstudier av zebror, av deras predatorer och av stickande insekter i djurens naturliga miljö. Hypotesen att ränderna lurar stickande insekter har dock starkast stöd. Men de olika hypoteserna utesluter inte varandra. Zebrornas ränder kan alltså ha flera funktioner. Den intresserade hittar en utförligare diskussion i faktarutan längst ner på denna sida. Texten fortsätter under bilden.
 |
Bilden visar ett färgat blodutstryk med trypanosomer. De är flagellater, en slags encelliga organismer. De är varken djur eller bakterier, utan så kallade protister. På bilden är de långsträckta slingrande strukturerna trypanosomer. I ena änden är varje trypanosomcell försedd med en långsträckt trådformad flagell (gissel). De mörka ovala strukturerna inuti cellerna är cellkärnor. De stora runda, ljust färgade strukturerna mellan trypanosomerna är blodets röda blodkroppar. De saknar kärnor. I Afrika finns olika arter av trypanosomer som infekterar människor och djur och orsakar en rad sjukdomar. Trypanosomerna sprids oftast av tsetseflugor. De mest kända sjukdomarna är sömnsjuka hos människan (en slags hjärninflammation) och nagana hos nötkreatur. Courtesy and copyright of Steve J. Upton. |
|
Hur uppkommer ränderna under fosterutvecklingen?
För det andra kan man med ordet varför fråga sig hur randningen uppkommer under zebrornas fosterutveckling, det vill säga vilka som är de bakomliggande orsakerna till randigheten. Hudens pigmentceller härstammar från den så kallade neurallisten som anläggs under embryonalutvecklingen. Nervsystemet anläggs som en inbuktning av huden längs med embryots mittlinje på ryggsidan. Inbuktningen sluts sedan till ett rör, nervröret. I samband med nervrörets bildning uppkommer de båda längsgående neurallisterna på båda sidor om nervröret under huden. Neurallisternas celler vandrar ut i kroppen och ger upphov till en rad strukturer, bland annat större delen av det perifera nervsystemet och, som sagt, hudens pigmentceller. Pigmentcellernas pigmentkorn byggs sedan in i hudens hornlager och i pälsens hår. På så sätt får hud och päls sina färger. Hos zebrorna kommer pigmentcellerna påverkas så att embryots päls indelas i omväxlande pigmenterade svarta och pigmentfria vita zoner. Pigmentcellerna i de svarta ränderna bildar svart pigment, som byggs in i hårstråna. I de vita ränderna hämmas pigmentcellernas pigmentbildning, vilket innebär att hårstråna helt saknar pigment. Man vet mycket lite om hur detta går till. Läs om nervröret och neurallisten och om hur pigmentfria hår blir vita på andra sidor. Läs också artikeln "Färgad päls och fjäderdräkt: hur däggdjurens hår och fåglarnas fjädrar bildas och får sin färg" på en annan sida.
Är zebrorna vitrandiga eller svartrandiga?
Är zebrorna vitrandiga eller svartrandiga? Eftersom de vita och svarta ränderna ofta är ungefär lika breda, kan man med fog hävda att denna fråga språkligt är meningslös. Zebrorna är helt enkelt svart-och-vit-randiga. Men det finns faktiskt argument som talar för att de är svartrandiga och argument som talar för att de är vitrandiga. Texten fortsätter under bilden.
 |
Ett av de få bevarade fotona av en levande kvagga, (Equus quagga quagga), en utrotad zebraunderart. Det är taget under 1800-talet i en djurpark i London. Djuret franstår som mörkt med vita ränder på framkroppen och enfärgad bakkropp. In the public domain. |
|
Om man jämför med andra hästdjur, skulle man kunna dra slusatsen att zebrorna är mörkrandiga mot ljus botten. Zebrornas nu levande släktingar bland hästdjuren är Przewalskis häst (Equus przewalskii), den afrikanska vildåsnan (Equus africanus), kiangen (Equus kiang) och den asiatiska vildåsnan (Equus hemionus). Dessa arter har en ljus färg på rygg och flanker: grå, gråbrun, brun eller rödbrun. Stora delar av kroppen är oftast vita, framför allt buken. Ett undantag är kiangen, vars vinterpäls vanligen är mörkbrun på rygg och flanker, dock långt ifrån svart. Den ena underarten av den afrikanska vildåsnan har tunna zebraliknande svarta streck mot ljus botten på benen. I övrigt är ingen av arterna randiga. Flera av arterna har dock ett mörkt streck längs med ryggen, en så kallad ål. Ser vi tiill zebrorna, kan vi notera att två av de tre zebraarterna, grevyzebran (Equus grevyi) och bergszebran (Equus zebra), har markant vit buk. Hos den vanliga zebran, (Equus burchelli), tendera dock ränderna att mötas på buken Benens insidor kan dock vara mer eller mindre vita hos denna art och varianter med vit bakkropp förkommer ibland. Sammantaget, kan allt detta tolkas som om den ursprungliga färgen hos hästdjuren var ljus med helt vita inslag och att svarta ränder har uppkommit hos zebrorna. Texten fortsätter under bilden.
Men det har också hävdats att zebrorna tvärtom är vitrandiga mot mörk botten. Ett argument för detta skulle vara de tunna svarta eller grå ränder som hos den vanliga zebran uppkommer i mitten av vita ränder, om de senare är mycket breda. Detta har tolkats så att någon slags hämning av pigmentbildningen bli för svag om de vita ränderna är för breda och att grundfärgen skulle vara mörk. Pälsmönstret hos den utdöda kvaggan har tolkats som om den var ljust randig mot mörk botten, se nedan.
Huden under zebrornas päls svart. Även detta kan tolkas så att djuren är vitrandiga mot en mörk botten. Men många däggdjur och fåglar har en svart hud under en ljus päls eller fjäderdräkt. Ett exempel är isbjörnen. Ingen skulle få för sig att kalla den svart. Det är emellertid mycket märkligt att ett tropiskt djur, som zebran, har svart hudfärg. Detta borde öka dess värmeupptag genom att öka absorptionen av det synliga ljus som passerar genom den tunna pälsen. Läs om vita fåglar med svart hud på en annan sida. Texten fortsätter under bilderna.
 |
 |
Två uppstoppade kvaggor. Exemplaret i Berlin (överst) framstår som vitrandigt mot brun botten med tunna vita ränder. Exemplaret i Basel (nederst) framstår mörkrandigt mot ljusbrun botten med breda mörkbruna ränder. Båda är randiga över större delen av kroppen. From Wikimedia Commons, courtesy of Naturkunde Museum, Berlin, and FunkMonk under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License (above) and Naturhistorisches Museum, Basel, and Vassil, in the public domain (below). |
|
Den utdöda kvaggan: mörkrandig eller ljusrandig?
Kvaggan (Equus quagga quagga), en utdöd sydafrikansk zebraunderart, uppvisade stora variationer i färg och randning, se bilderna ovan. Den var oftast randig huvudsakligen på huvudet och framkroppen. Men ibland var den randig över hela kroppen. De ljusa ränderna var ofta tunna. Man anser vanligen att den framtill var ljusrandig mot en brun bottenfärg, påminnande om den enfärgade bakkroppens färg. Detta framgår av de få svartvita fotografier som bevarats. Å andra sidan ger flera samtida illustrationer och några av de bevarade uppstoppade djuren det motsatta intrycket. När det gäller de uppstoppade djuren skulle detta kunna bero på blekning av färgerna.
Man försöker nu "återskapa" kvaggan genom att korsa lämpliga zebror tillhörande en närbesläktad underart. I detta "Quagga Project" försöker man få fram individer med samma pälsmönster som kvaggan hade. Men detta innebär inte att man återupplivar kvaggan, bara att man avlar fram zebror med ett likartat pälsmönster
|
Fördelar med att vara randig. Utförlig diskussion
I en studie från 2012 visade man genom experiment att zebraliknande randning gör en yta mindre attraktiv för bromsar. Bromsar är blodsugande flugor inom familjen Tabanidae som angriper både hästar och zebror. De attraheras mer till svarta än till vita hästar. I försök med svarta, vita och randiga hästmodeller fann man att bromsarna var allra minst attraherade till randiga modeller, vars ränder var av ungefär samma bredd som zebrornas. Man fann också att det reflekterade ljusets polariseringsegenskaper hos hästmodellerna överensstämde väl med egenskaperna hos zebraskinn. Det reflekterade ljusets polarisering är av stor betydelse för bromsarnas beteende, när de söker efter djur att suga blod från. I två senare undersökningar har dessa resultat bekräftats.
Man skulle gärna vilja att fler försök gjordes med zebror i deras naturliga afrikanska miljö samt att försöken omfattade både bromsar och tsetseflugor. Icke desto mindre, stödjer dessa studier hypotesen att zebrornas randning skyddar dem från blodsugande insekter. Texten fortsätter under videorna.
|
|
Två synvillor genom vilka zebror kan tänkas lura iakttagaren att tro att de rör sig åt ett annat håll än de verkligen gör. Den översta videon visar den så kallade vagnshjulseffekten, ofta sedd i westernfilmer. Vid vissa rotationshastigheter får man intrycket att det ekrade hjulet roterar åt motsatt håll mot vad det verkligen gör. Den nedersta videon visar den så kallade "barber-pole"-illusionen. Man får det falska intrycket att den roterande cylindern rör sig uppåt hela tiden. From YouTube, courtesy of Msbehavin5 (above) and Jesus Dominguez (below). |
|
I en annan studie har man genom datasimuleringar visat att randningen skulle kunna ge upphov till synvillor hos de rovdjur som ser zebrorna röra sig. Sådana optiska illusioner kan ge betraktaren uppfattningen att zebrorna rör sig i en annan riktning än de verkligen gör, så kallat rörelsekamouflage. Videorna ovan visar hur detta kan gå till. Synvillorna kan tänkas lura såväl lejon och andra rovdjur som tsetseflugor, bromsar och andra insekter. Men detta har inte bekräftats genom direkta observationer i naturen.
I en studie från 2016 beräknade man mått på förmågan att med synen urskilja kontraster hos zebror samt deras viktigaste predatorer, lejon och fläckig hyena. Man beräknade dessa mått för tre olika ljusstyrkor, motsvarande dag, skymning eller månljus natt samt månfri natt. Man utgick emellertid från data från tamkatt. Man drog slutsatsen att zebrorna inte vara svårare att urskilja för predatorerna än andra bytesdjur. Men inte heller detta har bekräftats genom direkta studier.
I en omfattande studie från 2014 mätte man graden av randighet med flera olika mått hos vilda hästdjur (zebror, halvåsnor, åsnor och Przewalskis häst). Man tog också fram mått på risken att bitas av bromsar och tsetseflugor i olika delar av världen. Man fann hästdjuren var "randigare" i de områden som var svårast plågade av bromsar och tsetseflugor. Man fann inget stöd för hypoteserna att randighet skulle göra det lättare att undkomma rovdjur, att den skulle underlätta kylning av huden eller att den skulle ha en social funktion. Detta stärker ytterligare hypotesen att zebrornas randning skyddar dem från blodsugande insekter, men man måste ha i minnet att studien visar på korrelationer, om än starka sådana, inte orsakssamband.
I en studie från 2016 fann man inget stöd för hypotesen att det från zebrapäls reflekterade ljusets polariseringsgrad skulle förvirra bitande insekter. Däremot fann man visst stöd för tanken att andra egenskaper hos pälsen skulle skydda mot bitande insekter, till exempel de ovan nämnda synvillor som ränderna kan ge upphov till. Studien var emellertid teoretisk och byggde på ögats egenskaper hos spyflugor, inte hos stickande insekter.
I en studie från 2015 fann man ett samband mellan rändernas mönster och omgivningens temperatur. Man utgick från fotografier av en zebraart i olika delar av dess utbredningsområde. Man drog slutsatsen att ränderna underlättar avkylning av huden. De svarta ränderna värms till högre temperaturer än de vita av det synliga solljuset. Luften närmast ovanför de svarta ränderna kommer därför att bli varmare än luften ovanför de vita. Eftersom varm luft stiger snabbare uppåt, ju varmare den är, kommer luften att röra sig snabbare över de svarta än över de vita ränderna. Enligt temperaturhypotesen skulle detta kunna ge upphov virvlar av kylande luft närmast pälsen. Denna hypotes testades experimentellt i en studie publicerad 2018. Man täckte vattenfyllda tunnor med päls från zebra, nötboskap och häst. Man mätte temperaturen mitt inne i tunnorna medan de förvarades utomhus under fyra månader. Den inre temperaturen svarar mot temperaturen i kroppens kärna. Eftersom däggdjur reglerar kärntemperaturen, inte hudens temperatur, är den ett bättre mått än hudtemperaturen. Dessa försök stödde inte kylningshypotesen. Tunnorna med zebraskinn blev inte svalare än tunnor med grått hästskinn. Det finns också andra invändningar mot kylningshypotesen.
Om det är en stor fördel med att vara randig, kan man fråga sig varför inga andra av savannens djur är så markant randiga som zebrorna. En förklaring, som framkastats, är att det beror på att zebrorna har tunnare päls än många andra savanndjur. Därmed skulle de vara mindre skyddade från stickande insekter och mindre isolerade från den infallande solstrålningen. Å andra sidan finns det många savanndjur med två ganska starkt kontrasterande pälsfärger, till exempel leopard, gepard, hyenor och flera antiloparter. Dessa djur är antingen randiga eller fläckiga. Girafferna uppvisar en mycket markant färgkontrast mellan fläckarna och angränsande områden. Det är dock oklart om dessa pälsmönster utgör kamouflage eller om de har någon annan funktion.
Skydd mot bitande insekter framstår nu som den sannolikaste fördelen med zebrornas ränder, men det sista ordet är inte sagt i frågan. Det behövs fler studier av levande zebror i deras naturliga miljö, men sådana är inte alltid lätta att utföra. Och de olika hypoteserna utesluter inte varandra.
|
|
Referenser
M. Blahó et al.: Stripes disrupt odour attractiveness to biting horseflies: battle between ammonia, CO2, and colour pattern for dominance in the sensory systems of host-seeking tabanids (Physiology & Behavior 119:168-174, 2013).
K. H. Britten, T. D. Thatcher, and T. Caro: Zebras and biting flies: quantitative analysis of reflected light from zebra coats in their natural habitat (PLoS ONE 11:e0154504, 2016).
T. Caro et al.: The function of zebra stripes (Nature Communications 5:3535, 2014).
Á. Egri et al.: Polarotactic tabanids find striped patterns with brightness and/or polarization modulation least attractive: an advantage of zebra stripes (Journal of Experimental Biology 215:736-745, 2012).
Encyclopedia of Life (retrieved 6 April 2017).
S. F. Gilbert: DevBio.com (retrieved 10 April 2017).
M. Gosling: Biting flies, lions, and the evolution of zebra stripes (Ecology 98:2227-2229, 2017).
M.D. Hofmeyr: Thermal properties of the pelages of selected African ungulates (South African Journal of Zoology 20:179-189, 1985).
Gábor Horváth et al.: Experimental evidence that stripes do not cool zebras (Scientific Reports 8:9351, 2018).
M. J. How and J. M. Zanker: Motion camouflage induced by zebra stripes (Zoology 117:163-170, 2014).
B. Larison et al.: How the zebra got its stripes: a problem with too many solutions (Royal Society Open Science 2.1:140452, 2015).
R. Lydekker: Note on the skull and markings of the quagga (Proceedings of the Quarterly Journal of the Geological Society 26:426-431, 1904).
A. D. Melin et al.: Zebra stripes through the eyes of their predators, zebras, and humans (PLoS ONE 11:e0145679, 2016).
G. Vaduva: The evolution of striped coat patterns in African mammals - what function do the stripes have? (Journal of Biology and Life Science 7:53-70, 2016).
J. K. Waage: How the zebra got its stripes - biting flies as selective agents in the evolution of zebra coloration (Journal of the Entomological Society of South Africa 44:351-358, 1981).
Till början på sidan
Till "Djurfakta"
|
