Зачем зебрам полоски?

Рис. 1. Три вида современных зебр — зебра Греви (Equus grevyi), бурчеллова (степная) зебра (Equus quagga) и горная зебра (Equus zebra) — и их ареалы. Указаны основные различия между видами. Рисунки с сайта ru.wikipedia.org

Все живые создания прекрасны и удивительны, если к ним присмотреться повнимательнее, но некоторые удивляют с самого первого взгляда. К числу последних относятся зебры, необычная окраска которых вызывает бурные зоологические дебаты вот уже более столетия. За это время было придумано почти два десятка гипотез, объясняющих полосатость зебр, но ни одна не считается общепризнанной и лишенной недостатков. Наиболее популярные из существующих объяснений: гипотеза терморегуляции, гипотеза защиты от хищников, которая за прошедшее столетие претерпела несколько любопытных метаморфоз, гипотеза избегания паразитов и самая свежая из всех — гипотеза межвидовой коммуникации. Широта научной эрудиции, потребовавшейся для того, чтобы сформулировать эти гипотезы, впечатлит любого объективного наблюдателя. Тут и попытки привлечь различные биотические взаимодействия, и смелые (иногда даже чересчур) экскурсы в самые разные разделы физики: от термодинамики до оптики. При этом наука о зебрах, которую я называю «зебрологией», живет достаточно бурно для такого небольшого и отвлеченного научного направления. Здесь и периодическая смена парадигм, и конкуренция, и взаимная критика. Не избегла зебрология и проблем, с которыми в наше время сталкивается вся фундаментальная наука. В этой статье я, опираясь на свежий литературный обзор, посвященный окраске зебр, расскажу о том, с чем зебрология вступает во вторую четверть XXI века, и немного порассуждаю о сложностях и подводных камнях современной науки.

Если вы не знали, «зебрология» — наука о зебрах — наука серьезная и устоявшаяся, со своими традициями и бурными дебатами. Не хуже, чем у других. Физики, например, мечтают создать теорию всего, доказать наличие во Вселенной темной материи и изучить свойства нейтрино, а вот для зебрологов существует только один фундаментальный вопрос: «Зачем зебре полоски?» Первые работы, посвященные этому вопросу, появились более столетия назад. С того времени на него придумано множество ответов — от самых, казалось бы, очевидных до весьма неожиданных и изощренных, причем очевидность ответов зачастую обратно пропорциональна их соответствию эмпирическим данным. Широта научной эрудиции, потребовавшейся для того чтобы сформулировать эти ответы, впечатлит любого объективного наблюдателя. Тут и попытки привлечь различные биотические взаимодействия, и смелые (иногда даже чересчур) экскурсы в самые разные разделы физики. При этом зебрология развивается достаточно бурно для такого отвлеченного научного направления. Только за последние 20 лет появилось сразу несколько новых теорий, объясняющих полосатость африканских лошадок. Давайте попробуем в них разобраться. Но сначала нужно поговорить о самих зебрах.

Полосатые ослы

Внешний вид зебры, безусловно, запоминается и впечатляет. Не зря эти животные служат излюбленным предметом вдохновения и производителям игрушек, и художникам-иллюстраторам, и просто детям, изрисовывающим альбомы полосатыми четвероногими. Тем удивительнее, что эволюционные силы, стоящие за яркой и необычной окраской зебр, до конца неясны, а вокруг вопроса об адаптивности этой окраски сломано немало копий. Однако прежде чем перейти к обсуждению этих сил, давайте вспомним, кто такие эти зебры.

Зебра — собирательное название для трех существующих ныне видов: саванной, горной и зебры Греви. Строго говоря, зебр правильнее называть ослами, а не лошадьми, поскольку с последними их филогенетические дороги разошлись несколько раньше. Зебры отделились от лошадей 2,1–3,4 миллиона, а от ослов примерно 2 миллиона лет тому назад — мгновение по эволюционным меркам. Для сравнения, люди отделились от весьма похожих на нас шимпанзе заметно раньше — больше 5 миллионов лет тому назад. Неудивительно поэтому, что зебры прекрасно скрещиваются и с лошадьми и с ослами, но получившиеся гибриды обычно стерильны. У ослов и лошадей при этом ничего похожего на полосатую окраску не наблюдается. Детеныши самих зебр тоже не сразу приобретают свой яркий черно-белый облик. Поначалу они щеголяют коричневыми полосками, которые спустя несколько месяцев темнеют, отчего жеребята приобретают характерную для взрослых зебр расцветку. В этом же возрасте они окончательно отказываются от грудного молока. Я не случайно упомянул этот факт — он нам пригодится в дальнейшем. Только не думайте, что детеныши зебр белеют от молока. Живут зебры обычно небольшими группами, состоящими из одного взрослого жеребца, его гарема и потомства. Иногда (особенно при сильной угрозе хищничества) они присоединяются к более крупным стадам других обитателей саванны, но в целом большие скопления не для них.

Внутри видов зебр выделено несколько подвидов. Как виды, так и подвиды отличаются между собой по структуре, яркости и ширине полос на теле. Например, у саванных зебр, обитающих ближе к северной части ареала, полоски обычно шире, чем у их южных сородичей. Наконец, помимо макрогеографических различий в полосатости, существуют еще и «микрогеографические» — в пределах самой зебры (рис. 2). Так, полоски обычно лучше заметны на спине и боках животного. Ближе же к «югу», то есть на животе и внутренней части ног, полосы нередко «выцветают», причем если на спинах и боках зебр черные и светлые полоски имеют примерно одинаковую ширину, то на животе преобладает белый цвет. Все это может иметь адаптивное значение, а может и не иметь.

Рис. 2. У двух сражающихся жеребцов (слева) отлично заметно выцветание полосок на животе и внутренней поверхности ног — факт, не дающий покоя многим зебрологам. Справа: обычно зебры предпочитают пастись небольшими семейными группами, но иногда (особенно когда хищников поблизости много) объединяются в более крупные скопления с представителями других видов, например антилопами-гну. Фото с сайта en.wikipedia.org

Исследователи из Шотландии задались целью оценить, насколько хорошо существующие теории полосатости объясняют то, что мы знаем об окраске зебр. В своем обзоре они составили список из 19 вопросов, на которые должны отвечать выдвинутые гипотезы. Многие из этих вопросов я уже сформулировал в неявном виде. Сами вопросы, на мой взгляд, весьма неравноценны по важности. Например, вопрос «Существуют ли эмпирические данные в поддержку той или иной теории?» кажется мне несравнимо важнее вопроса о том, объясняет ли гипотеза полосатую окраску гривы или хвоста.

Но давайте перейдем к самим гипотезам, которых насчитывают до 18 (G. Horvath et al., 2018. Experimental evidence that stripes do not cool zebras). Все их мы, конечно, рассматривать не будем. Тем более, что многие из них плавно переходят одна в другую. О степени их разнообразия можно судить хотя бы по тому, что исследователи никак не могут договориться о том, служит ли полосатость формой камуфляжа или же, напротив, должна привлекать чье-то внимание. В чем эти исследователи сходятся, так это в том, что полоски нужны зебрам для взаимодействия с другими животными или их избегания. Однако есть одна гипотеза, которая не связывает полоски зебр с биотическими взаимодействиями. С нее и начнем.

Вихри полезные веют над нами

Гипотеза предполагает, что зебры используют свою полосатую шкуру для терморегуляции, то есть, попросту говоря, для охлаждения. Они и впрямь могут страдать от перегрева. В саванне жарко, а особенности пищеварительной системы зебр заставляют их проводить больше времени в поисках корма, чем их соседей по саванне — жвачных копытных. Короткая шерстка зебр намекает на то, что кое-какие очевидные меры против жары они приняли. При этом разница в температуре светлых и темных участков на шкуре зебры может достигать 15°C. Предполагается, что разница температур создает вихревые потоки над зеброй, способствуя дополнительному охлаждению. Гипотеза неплохо объясняет как увеличение контрастности полосок (в более жарких регионах они ярче), так и отсутствие полосок на внутренней стороне ног (она редко оказывается под воздействием солнечных лучей).

Но если приверженцы этой гипотезы правы, то полосатость объекта — замечательный способ добиться его охлаждения. Полезнейшее свойство в условиях глобального потепления. Может быть, стоит начать здания в цвета зебры перекрашивать? Однако ничего подобного не замечено ни в мире животных, ни в эксперименте с рукотворными объектами. Справедливости ради отмечу, что эти эксперименты не лишены недостатков (рис. 3). Кроме того, кажется, что даже небольшой ветерок, который всегда присутствует на открытых просторах саванны, должен играть несравнимо большую роль в создании воздушных потоков над зеброй, чем разница температур на светлых и темных участках ее шкуры.

Рис. 3. Слева: круп зебры, овеваемый предполагаемыми вихревыми потоками. Специалистов в иных отраслях знания такая картинка могла бы фрустрировать, но зебрологи не таковы. Справа: экспериментальная установка для проверки влияния полосатости на температуру объекта. Не уверен, что ставить знак равенства между зебрами и обтянутыми разноцветными чехлами бочками корректно. Однако и более изощренные методы не смогли обнаружить над зебрами искомых конвекционных потоков. Изображения из статьи G. Horvath et al., 2018. Experimental evidence that stripes do not cool zebras

Знаете, у Я. Гашека в его известном романе о Первой мировой войне есть сцена, где арестованные Швейк и Марек разыгрывают туповатого капрала, поставленного их охранять, утверждая, что русские изобрели специальное оружие против унтер-офицеров: какие-то особенные токи, которые взаимодействуют со звездочками на их мундире, вызывая взрыв. «Хотя капрал и до военной службы был настоящий осел, — пишет далее Гашек, — но и он наконец понял, что над ним смеются». Так вот, когда мне пытаются доказать, что полоски нужны зебрам для создания каких-то специальных охлаждающих конвекционных потоков, то я чувствую себя в шкуре этого капрала. Нужно ли говорить, что никаких эмпирических данных, подтверждающих эту идею, равно, как и внятной теоретической модели, объясняющей формирование таких потоков, не существует. На данном этапе я отношусь к гипотезе терморегуляции с изрядным скепсисом. Перейдем к биотическим объяснениям полосатости.

Зебры — корабли саванны

Исторически первым объяснением необычной окраски зебр была защита от хищников. Предполагалось, что, почуяв угрозу, зебры замирают и прячутся в высокой траве. Полосы на теле имитируют отдельные травинки, что делает животное неприметным. Проблема в том, что эта теория совершенно не соответствует поведению зебр. При встрече с хищниками они не затаиваются и не прячутся в густой траве. Эти полосатые ослы больше рассчитывают на быстроту своих ног и тяжесть копыт, которыми могут отбиться от хищников. В забеге на длинные дистанции с ними не может потягаться даже их основной естественный враг — лев, а на близком расстоянии окраска зебры скорее делает ее заметной для хищника, чем камуфлирует.

Однако теорию защиты от хищников можно попытаться спасти, предположив, что полосатость — не способ укрыться от хищника, а возможность запутать его, сбить с толку, а то и наоборот — сообщить ему нечто такое, что отобьет у него охоту нападать. Действительно, многие виды животных яркой окраской предупреждают хищников о своей несъедобности. Однако зебры более, чем съедобны. Да, при прочих равных в рационе львов есть и более лакомые блюда — те же гну, но и зебры им вполне по вкусу (M. Hayward, G. Kerley, 2005. Prey preferences of the lion (Panthera leo)). Что же касается способности полосатой окраски сбивать хищника с толку (дословно — «ослеплять»; от английского «dazzle»), то эта гипотеза звучит куда убедительнее. Когда смотришь на корабли времен Первой мировой войны (рис. 4), раскрашенные с целью камуфляжа в безвкусную темную и светлую полосочку, то почти начинаешь в нее верить (см. Ослепляющий камуфляж). На расстоянии такая окраска сливается в серую, несильно увеличивая заметность объекта. Зато вблизи она затрудняет объективную оценку расстояния до него, а также его скорости и курса. Увидеть такое судно вблизи было легче, чем окрашенное однотонно, но вот попасть в него — труднее.

Рис. 4. Судьбы зебр тоже чем-то похожи на судьбы боевых кораблей: либо ты, либо тебя. У судна поддержки времен Первой мировой войны (справа) и впрямь не разберешь, где нос, а где корма, что может ввести противника в замешательство. Возможно, ослепляющий камуфляж и впрямь неплохо работает, однако зебре на рисунке слева он не помог. На врезке: жезл цирюльника (barber's pole). Вращение такого жезла вокруг продольной оси может создать иллюзию прямолинейного движения. Возможно, полоски зебр вызывают у хищников похожие нарушения восприятия, но, положа руку на сердце, в иллюзии я не очень верю. Фото с сайта wikipedia.org

Учитывая, что зебры сражаются со своими естественными врагами в «ближнем бою», очевидна польза, которую они могут извлечь из такого камуфляжа. Более того, возможно, некоторые участки шкуры зебр могут создавать иллюзии, напоминающие иллюзию тележного колеса или иллюзию жезла цирюльника (M. How, J. Zanker, 2014. Motion camouflage induced by zebra stripes). Первая нередко встречается в кино. Многие из вас обращали внимание на то, что в фильмах колеса движущегося автомобиля часто вращаются в неестественном направлении или визуально остаются в неподвижности. Название иллюзия получила от поклонников вестернов, где на экране вращались не колеса автомобиля, а колеса телег. Вызвана она тем, что колеса движутся непрерывно, а кинокамера выхватывает кадры с определенной частотой. Того же эффекта можно достигнуть, освещая движущийся объект частыми вспышками света. Как оказалось, при естественном освещении похожий эффект тоже возможен, хотя у меня не создалось впечатление, что в обыденной жизни его доводится так уж часто наблюдать.

Иллюзия жезла цирюльника возникает при вращении вокруг продольной оси цилиндра, раскрашенного косыми разноцветными полосками. Кажется, что поверхность жезла покрыта лентой, беспрерывно скользящей вверх или вниз в зависимости от направления вращения цилиндра, хотя в реальности никакого движения в вертикальном направлении, разумеется, не происходит. Когда-то такими цилиндрами парикмахерские завлекали (да и сейчас завлекают в некоторых странах) клиентов — отсюда и название (см. barber's pole). Но вернемся к зебрам.

Есть ряд аргументов против гипотезы ослепляющей окраски. Авторы обсуждаемого обзора указывают, что такой камуфляж наиболее эффективен для объектов, движущихся плавно и однонаправленно: те же корабли, ящерицы или змеи. Движение же скачущих лошадей (да пусть даже ослов) слишком сложное и неравномерное, чтобы полосатая окраска могла всерьез дезориентировать хищника. Другой аргумент — недостаточная четкость зрения хищников, позволяющая им различать полоски только на очень близком расстоянии. Наконец, не совсем понятно, стоит ли игра свеч: имеет ли смысл привлекать к себе хищника яркой и хорошо заметной окраской, чтобы потом ей же пытаться этого хищника смутить. Да и успех львов в охоте на зебр говорит о том, что не так уж эти полоски хороши в качестве защиты, хотя на последний аргумент я мог бы возразить, что никто не знает, насколько хорошо львы охотились бы на зебр, будь те раскрашены иначе.

Впрочем, и аргумент про зрение хищников не безупречен. Во-первых, спекуляции на тему зрения львов в сравнении с нашим (а мы прекрасно различаем полоски зебр) кажутся несколько натужными. Все-таки мы не крота с орлом сравниваем. Зрение и мозг кошачьих, с одной стороны, достаточно хорошо развиты, а с другой — вряд ли настолько изучены, чтобы мы могли с уверенностью «влезть» к ним в голову и рассуждать о том, что они видят и чувствуют. Во-вторых (и это даже важнее), и на близком расстоянии мгновенное замешательство хищника спасло в ходе эволюции немало жертв. Только представьте себя на месте льва, преследующего агрессивного полосатого осла, несущегося со скоростью курьерского поезда. В боку ломит, сердце работает как насос, вы постоянно начеку, стараясь не попасться под coup de grace увесистого ослиного копыта, а тут еще в последние мгновения перед завершающим прыжком у вас в глазах начинает рябить от полосок. Очень может быть, что охота окажется не такой уж славной. Я уж не говорю о том, что вычленить из полосатого месива зебр одну-единственную, самую аппетитную — тоже задача непростая.

Мне кажется, что теория ослепляющей окраски не сказала своего последнего слова: возможно, для нее еще наступит белая полоса. При этом сами «зебрологи» оценивают ее довольно критично. Не уверен, что их критика совсем лишена лукавства. Дело в том, что авторы последних крупных обзоров, посвященных зебриным полоскам, продвигают иные гипотезы происхождения полосатости, а потому, возможно, склонны чуть-чуть «притапливать» альтернативные.

Хотя гипотеза ослепляющей окраски кажется мне симпатичной, я бы все-таки поставил на другую лошадку. Последние десятилетия развития эволюционной теории показали, что роль хищников в эволюционном процессе, вероятно, несколько преувеличена. Помимо львов, у зебр есть куда более опасные противники, которых тоже следует избегать.

Чужой важнее Хищника

В своей книге «Эгоистичный ген» Ричард Докинз писал про выдающегося ученого-эволюциониста Уильяма Гамильтона, что на все большее число каверзных эволюционных вопросов он отвечает одним словом: «паразиты». За прошедшие полвека этот ответ все чаще стали использовать и другие эволюционисты. Действительно, сейчас именно паразитов считают ответственными за формирование, например, таких явлений, как появление вторичных половых признаков у животных и полового процесса как такового, а роль паразитов в экосистемах переоценивают в сторону все большей важности (P. Hudson et al., 2006. Is a healthy ecosystem one that is rich in parasites?). В частности, современные исследователи совершенно иначе смотрят на взаимоотношения хищников и их жертв, задавшись вопросом, а так ли важен хищник? Да, хищники ловят своих жертв, но не паразиты ли диктуют им, кого ловить? Даже небольшие фенотипические изменения, вызванные паразитом, могут делать своего хозяина на порядки более доступной добычей для потенциального хищника (K. Lafferty, K. Morris, 1996. Altered Behavior of Parasitized Killifish Increases Susceptibility to Predation by Bird Final Hosts). Что уж говорить об инфекциях, которые ослабляют своего хозяина всерьез? Поэтому задача жертвы зачастую заключается не в том, чтобы избежать хищника, а в том, чтобы избежать паразита, делающего ее подходящей для хищника добычей.

Зебрологи не остались в стороне от новых научных веяний. Пожалуй, наиболее популярная на сегодняшний день теория связывает полосатость у зебр с защитой от паразитов, точнее, от кровососущих мух (biting flies) и переносимых ими заболеваний. К числу несомненных плюсов этой гипотезы относится наличие экспериментальных данных в ее пользу. Ранее «Элементы» писали об этой гипотезе подробно (см. новость Почему зебры полосатые?, 08.03.2012).

Дело в том, что многие насекомые, в частности мухи семейства Tabanidae (слепни), отчего-то очень не любят садиться на черно-белые полосатые поверхности. Точнее, они в равной степени не любят полностью белые, а также полосатые, клетчатые и пятнистые черно-белые объекты. И если нелюбовь мух к белой поверхности можно объяснить желанием избежать внимания насекомоядных птиц или ее более холодной температурой (взлет насекомых энергозатратен, поэтому они любят поверхности погорячее), то их отвращение к перемежающимся черно-белым участкам понять сложнее.

Наиболее убедительное объяснение заключается в том, что многие насекомые предпочитают садиться на поверхности, излучающие линейно поляризованный свет. Слепням это, вероятно, служит адаптацией для поиска воды, поскольку для откладывания яиц им необходима влага. Помимо воды, линейно поляризованный свет отражает темная шерсть большинства животных, кровью которых самки слепней питаются. А вот белые поверхности свет не поляризуют. Вероятно, чередование участков, отражающих различно поляризованный свет, создает у мухи впечатление неровности или подвижности, в ее фасеточных глазах «рябит», и она не может найти себе на таких поверхностях надежную посадочную площадку.

Так или иначе, но мухи и впрямь не любят садиться на полосатое (рис. 5). Учитывая, что кровососущие насекомые являются переносчиками многих заболеваний зебр, полезность полосатости — налицо. Кроме того, избегание паразитов хорошо объясняет, например, большую яркость полосок в южной части ареала зебр, где слепни более многочисленны. От себя добавлю, что эта гипотеза хорошо соотносится и с тем фактом, что молодые зебрята белеют незадолго до отлучения от материнской груди. Для потомства многих млекопитающих грудное молоко служит источником антител (пассивный иммунитет; см. P. van de Perre, 2003. Transfer of antibody via mother's milk), а вот после прекращения грудного вскармливания молодое животное вынуждено избегать инфекций уже своими силами.

Рис. 5. Гипотеза избегания паразитов и впрямь может похвастаться свидетельствами в пользу полосатой окраски. В многочисленных экспериментах на самых разных объектах показано, что мухи-кровососы избегают полосатых и пятнистых черно-белых поверхностей (справа). Однако замечу, что большинство исследований подобного рода было проведено не на зебрах, а на их муляжах или лошадях, одетых в пестрые попоны (слева). Будь успешные эксперименты проведены на зебрах, отличающихся по своей полосатости, это выглядело бы куда убедительнее. По иронии судьбы, пока я писал эту заметку, одна из зебрологических работ получила шуточную Шнобелевскую премию. На врезке: раскрашенная под зебру корова, из этой нашумевшей статьи. Рисунки из статей M. How et al., 2020. Zebra stripes, tabanid biting flies and the aperture effect и T. Kojima et al., 2020. Cows painted with zebra-like striping can avoid biting fly attack

Однако авторы обсуждаемого обзора приводят довольно много аргументов против этой теории, на мой взгляд, несколько пристрастных, поскольку Паразитическая теория — основной конкурент их собственной, о которой ниже. Однако проигнорировать эти аргументы нельзя. Рассмотрим же их!

Во-первых, далеко не всех кровососущих мух отвращают полосатые поверхности. На это можно возразить, что многих все-таки отвращают. Во-вторых, авторы считают, что польза от избегания мух не совсем очевидна, поскольку зебры не слишком страдают от большинства известных заболеваний, переносимых табанидами. Этот аргумент мне не нравится совсем, потому что заключает в себе логическую ошибку, сильно смахивающую на «ошибку выжившего», причем сразу в двух смыслах. Устойчивость зебр к инфекциям может свидетельствовать не о том, что эти болезни им не страшны, а о том, что их полосатый камуфляж работает. Кроме того, возможно, зебры так хорошо переносят инфекции, потому что давление отбора на них было очень велико, то есть любое недомогание на протяжении многих полосатых поколений с высокой вероятностью приводило к гибели животного. Напомню, что в некоторых системах «хищник — жертва» даже небольшие изменения в поведении жертв, вызванные паразитом, радикально склоняют чашу весов в сторону хищника. Да и что такое — легкое недомогание? Со стороны зрителя National Geographic, «штаны пришедшего клешить», уменьшение скорости бега зебры на 5 км/ч — мелочь, а со стороны самой зебры и преследующего ее льва — очень серьезный гандикап. Поэтому отсутствие сильных симптомов в глазах эволюциониста не означает, что этих симптомов нет на взгляд самой матушки-эволюции.

В-третьих, в паразитической гипотезе есть некоторые нестыковки, связанные с окраской зебр. Например, непонятно, почему некоторые полосы на шкуре зебр такие широкие. Мух особенно отвращает более частое чередование черного и белого. Кроме того, неясно, зачем зебре иметь полосатую гриву. В ней нет живых тканей, и мухи ей не страшны. Затем, если зебрам так страшны кровососущие насекомые, то почему их шерсть заметно короче, чем у видов антилоп, с которыми зебры сосуществуют? Наконец (и это и впрямь довольно странно), полоски у многих подвидов зебр наименее ярки на животе и внутренней поверхности ног животного, а ведь именно эти части тела лошадей особенно уязвимы для кровососов?

Первые три нестыковки вряд ли очень существенны. Формирование окраски в процессе эмбриогенеза — не механический процесс, и ожидать, что все полосы будут тонкими и одинаковыми не стоит. В конце концов, и такой окрас неплохо отпугивает мух. Полосатую гриву можно объяснить теми же соображениями эмбрионального развития. Эволюция не ищет идеала. Если что-то работает не так уж плохо, то поиски идеала чреваты понижением приспособленности. Возможно, полосатая грива не приносит пользы, но и вред от нее небольшой: в худшем случае речь идет затратах на синтез или растворение пигмента. При этом мутация, которая сделает гриву однотонной, вполне может иметь и негативные побочные эффекты, которые не позволят ей закрепиться в популяции. Да и не стоит забывать, что зебры — род молодой, и подходящей мутации могло просто не найтись за отведенное этим лошадкам эволюционное время. Короткая же шерсть говорит, скорее, в пользу паразитической теории. В условиях африканской жары «теплая шуба» едва ли адаптивна, а потому короткошерстность зебр может быть полезным побочным эффектом полосатости. Зачем защищаться от кровососов с помощью длинного и жаркого волоса, если полосатая окраска вполне справляется с этой задачей?

С выцветанием полосок на животе и ногах зебр разобраться будет сложнее. Действительно, зачем морочиться с такой причудливой окраской, если наиболее уязвимые части тела она все равно не защищает. Авторы не слишком стараются защитить «паразитическую» гипотезу от этого аргумента, хотя я все-таки мог бы попробовать ее спасти. Во-первых, данные об уязвимости нижней части тела для мушиных укусов получены на домашних лошадях. У зебр все может быть иначе. Так, они очень активно используют хвост, чтобы отпугивать кровососов. Может быть, за нижнюю часть тела отвечает именно хвост. Во-вторых, дикие зебры часто пасутся плотными скоплениями, так что атакующим с воздуха насекомым видны в первую очередь спины и головы животных. Подлетать же к ним снизу или сбоку, рискуя попасть под удар хвоста или оказаться затертыми между мускулистыми крупами, не всякой мухе захочется — кровососы бессмертны только в фильмах про вампиров.

Наконец, третье объяснение сугубо паразитологическое. Дело в том, что животным не нужно полностью избегать паразитической угрозы. Большинство просвещенных читателей знает, что лучший способ перестать бояться многих инфекционных болезней — переболеть ими. Главное, не загнуться во время первого столкновения с инфекцией, а напротив, перенести болезнь максимально легко. У людей эта задача решается с помощью вакцинации. Зебры же могут просто попытаться уменьшить число патогенов, с которыми они сталкиваются, то есть число укусов зараженными мухами, за короткий промежуток времени. Дело в том, что тяжесть протекания многих инфекционных заболеваний положительно коррелирует с числом вирусов, бактерий, простейших и пр., попавших в процессе заражения в организм хозяина. Существует понятие «инфицирующая доза» — численность патогена, ниже которой инфекция протекает легко. При этом иммунный ответ на заболевание вполне может сформироваться. Получается подобие естественной прививки. Вполне возможно, полосатая окраска не спасает зебр от инфекции полностью (рано или поздно найдется муха, которая исхитрится их укусить), а уменьшает риск тяжелого течения болезни, поскольку таких мух будет немного. Собственно, это то, что, по утверждению самих авторов, и имеет место в природе: зебры относительно легко переносят инфекции.

В целом, мне кажется, что «паразитическая гипотеза» — неплохое объяснение полосатости зебр. Все-таки в ее поддержку говорят экспериментальные данные, хотя большинство подтверждающих экспериментов были проведены на домашних лошадях, разодетых, как зебры, а не на самих зебрах. Насколько это допустимо — большой секрет. Но, к сожалению, оно не дает ответа на второй по важности вопрос зебрологии: «Если полосатая окраска приносит так много пользы, то почему, черт возьми, только зебры «догадались» в ходе эволюции ее приобрести»?

На этот вопрос пытается ответить последняя из «сотканных из пылких и блестящих натяжек» гипотез, о которых я решил вам рассказать.

Как здорово, что все мы здесь сегодня собрались...

Теория эта пытается вновь представить окраску зебры в качестве приспособления по борьбе с хищниками, однако в довольно неожиданном ключе, переходя с индивидуального уровня защиты на коллективный. Давно известно, что основная функция группового образа жизни животных — защита от хищников. Объяснений этому много. Тут и «эффект многих глаз»: в группе отдельное животное может меньше времени тратить на высматривание угрозы и больше, скажем, на поиск корма. И сугубо геометрические соображения: чем крупнее группа, тем больше отношение площади, которую она занимает, к ее периметру, а значит, меньшая доля животных может стать объектом атаки. И коллективная защита. И многое-многое другое. Поэтому угроза хищничества заставляет животных собираться в стаи, стада, косяки и прочие скопления, причем чем сильнее угроза, тем эти скопления крупнее.

Зебры в этом смысле не исключение. Обычно они живут небольшими гаремно-семейными группами, но при сильном давлении хищников обнаруживаются в куда более крупных стадах копытных, причем обычно смешанного состава, где есть не только зебры, но и различные виды жвачных животных. По мнению авторов обсуждаемого обзора и «гипотезы инклюзивности» (назовем ее так), зебры являются очень приятными соседями по группе. Их рацион несколько отличается от рациона жвачных, с которыми зебры сосуществуют, поэтому увеличение группы не приводит к сильному увеличению конкуренции. Их сенсорное восприятие отличается от такового у антилоп и газелей, а потому «состадники» могут рассчитывать на их чутье при появлении хищника. Агрессия полосатых жеребцов полезна при нападении на стадо гиен, а лидерский опыт наиболее заслуженных кобыл, которые обычно ведут за собой зебриный гарем, может пригодиться и смешанному по составу стаду. В общем, одни плюсы и никаких минусов: все животные в стаде травоядные, все разные, и все только выигрывают от этих различий. Ф. Фукуяма мог бы ими гордиться.

Теория предполагает, что зебры служат «центрами кристаллизации» больших скоплений травоядных животных. Их яркая окраска сигнализирует жвачным, что во всех отношениях полезная в коллективе зебра здесь и готова вступить в группу. Технически это объясняет и то, что зебра единственна в своей полосатости (напомню, что другие виды сильнее конкурируют за пищу друг с другом, а потому не столь привлекательны как соседи), и менее яркую окраску внутренней поверхности ног (все равно ее со стороны не видно), и даже черно-белую гриву (ее-то видно издалека), но... Я все-таки позволю себе усомниться в корректности этой гипотезы.

В этой теории уж слишком много натяжек даже по меркам весьма терпимой к натяжкам зебрологической науки. Просто проведите следующий мысленный эксперимент. Представьте себе, что в водоемах Среднерусской возвышенности, помимо сереньких лещей, голавлей, плотвичек и умеренно бросающих вызов общественному вкусу линей и окуней, водится рыба, окраской напоминающая рыбу-клоуна. Вы идете к знакомому зоологу и спрашиваете его, отчего же среди серой, одноцветной и однородной рыбьей плазмы вдруг вспыхнуло такое яркое, ни на что не похожее чудо? А он вам отвечает, закуривая трубку (зоологи курят трубки): «Все очень просто. В минуты особенно сильной угрозы со стороны щуки, псевдорыба-клоун выплывает на середину водоема, сигнализируя другим рыбам, что пора собраться в стаю, тем самым защищая себя и других рыб от хищников». Вряд ли этот ответ удовлетворит вас полностью.

Да и аргумент про зебр как удобных соседей вызывает у меня некоторые сомнения. Пищеварительная система зебр менее эффективна, чем у жвачных, а потому они потребляют чуть ли не в два раза больше корма. Пускай их спектр питания не полностью пересекается с таковым у антилоп-гну и газелей, но все же в большом стаде и они оказываются лишними ртами. Мне кажется, авторы гипотезы несколько лукавят, утверждая, что добавление в стадо зебр мало влияет на конкуренцию.

С «гипотезой инклюзивности» есть еще одна проблема, которая немного субъективна и, скорее, относится не к самим зебрам, а к тому, как делается наука. Возможно, вы сочтете меня параноиком, но за тем, как авторы подают свою идею, я чувствую не только дух свободного научного поиска, но и легкий душок современной повестки. Где-то авторы в своей теории перебарщивают. Тут и мудрые опытные самки, и сильные, агрессивные самцы, и отсутствие конкуренции, и объединение разных и таких непохожих животных в одно цельное, эффективное и безопасное сообщество. Все это очень напоминает человеческий социум, каким его видят либеральные интеллектуалы (и лично я ничего не имею против такого общества, существуй оно в реальности), но совсем непохоже на живущую «по законам джунглей» африканскую саванну, населенную львами, гиенами и такими вкусными зебрами и антилопами. Если уж на то пошло, то желание зебр объединяться с гну в условиях высокого пресса хищников проще объяснить сугубо эгоистичными соображениями. Поскольку при прочих равных львы предпочитают охотиться на гну, а не на зебр, присутствие в стаде этих несуразных антилоп дает полосатым циникам дополнительную гарантию того, что не они станут мишенью для кровожадных кошачьих.

Напоследок позволю себе маленькую художественную зарисовку. Когда я встречаю конструкции, подобные «гипотезе инклюзивности», мне почему-то представляется научно-популярный фильм об африканской саванне, снятый в тридцатые годы прошлого столетия какой-нибудь немецкой экспедицией. Фильм, разумеется, черно-белый. В этом воображаемом фильме пара маститых немецких профессоров с пышными усами и в пробковых шлемах с пикой доходчиво объясняют изумленным зрителям, что вот перед ними жеребцы Зебмунд и Зебфрид, а вот кобыла Зебрильда. И вся эта троица озабочена созданием идеального представителя зебр: высокого (в холке), стройного и полосатого. А полосатость нужна этим лошадям для того, чтобы подчеркнуть свою зебрийское бесстрашие в условиях крайне агрессивной и опасной окружающей среды. Профессора добавляют, что эти зебры созданы для того, чтобы вести за собой более глупых и примитивных жвачных на поиски нового жизненного пространства. И так далее и тому подобное. И наверняка нашелся бы солидный научный журнал, который все это напечатал.

Заключение

Известно, что в своей знаменитой сатире на человечество Дж. Свифт вывел англичан в виде лилипутов, населяющих крохотный островок, но тем не менее разделяющих ошибки и заблуждения остального большого мира. Само окончание слова «лилипут» иногда производят от латинского «putus», означающего, по деликатному определению одного исследователя, детей, предающихся порокам взрослых (J. Söderlind, 2008. The word Lilliput). Если вы когда-нибудь наблюдали за губами бразильского футболиста, промахнувшегося из выгодной позиции, то наверняка обнаружили бы, что в романских языках производные от этого слова до сих пор в ходу.

Зебрология — наука маленькая, но и она заражена пороками, характерными для современного «большого» научного процесса: здесь и назойливый прозелитизм в продвижении своих гипотез, и поиск соринок в чужих глазах, и апелляция к социальной повестке, и замена экспериментальной работы отвлеченными рассуждениями. Из-за недостатка экспериментальных данных иногда создается впечатление, что исследователи делят шкуру неубитой зебры. Тем не менее нельзя отрицать, что основной вопрос зебрологии интересен, а высказанные гипотезы не лишены здравого смысла и оригинальности. Дело только за их подтверждением.

Предлагаю читателям поделиться в комментариях своими соображениями насчет того, какая гипотеза им пришлась по душе, а может быть, даже высказать свою собственную идею, объясняющую, зачем все-таки зебре полоски.

Источник: Hamish M. Ireland, Graeme D. Ruxton. Zebra stripes: the questions raised by the answers // Biological Reviews. 2025. DOI: 10.1111/brv.70063.

Михаил Гопко