Il mistero del motivo per cui le zebre hanno strisce è stato finalmente risolto

Le strisce zebrate abbattono mosche pungenti, riducendo la loro capacità di effettuare atterraggi controllati

di GrrlScientist per Forbes | @GrrlScientist

NOTA: originariamente pubblicato sotto il titolo: "Perché i cavalli dovrebbero indossare un pigiama a righe"

Nel corso dei secoli, ci sono state molte spiegazioni per cui le zebre hanno strisce e i cavalli no.
(Credito: Igorowitsch / CC0)

Un articolo recentemente pubblicato dall'ecologo comportamentale ed evoluzionista, Tim Caro, che studia la colorazione degli animali presso l'Università della California a Davis, e un team internazionale di ricercatori riferisce che le zebre hanno sviluppato strisce per ridurre la predazione mordendo le mosche. Questa conclusione è venuta da un'elegante serie di esperimenti con cavalli, zebre di pianura in cattività e cavalli in pigiama a strisce, che ha rivelato che le superfici a strisce impediscono alle mosche mordaci di effettuare un atterraggio controllato (ref).

Così tante persone curiose, così tante idee curiose

Da scienziati come Alfred Russel Wallace e Charles Darwin a scrittori famosi come Rudyard Kipling, le persone hanno riflettuto a lungo sul motivo per cui le zebre sono striate mentre i loro cugini stretti, i cavalli, sono semplici. Negli ultimi 150 anni circa, il pubblico ha intrattenuto una varietà di spiegazioni per le strisce zebrate che vanno dalla fornitura di mimetismo (ref), alla confusione dei predatori (ref & ref) e alla segnalazione ad altre zebre (ref: US / UK), alla riduzione surriscaldamento (ref), ma solo recentemente queste idee sono state prese abbastanza seriamente per essere testate scientificamente.

Un paio d'anni fa, il professor Caro ha proposto una nuova e sorprendente risposta a questa domanda secolare: le strisce impediscono alle mosche mordaci di atterrare su una zebra (ref) - un'ipotesi che sta guadagnando una diffusa accettazione da parte dei ricercatori. Ma perché o come si ottengono le strisce? Nessuno lo sapeva per certo.

Le mosche mordaci comportano gravi rischi per la salute

Coloro che vivono vicino o lavorano con i cavalli sanno quanto possano essere fastidiosi i morsi delle tafani. Ma mordere è una parte fondamentale del loro ciclo di vita: le mosche tabanidi femminili richiedono un pasto di sangue per produrre uova.

In Africa, dove vivono le zebre, le mosche Tabanid portano una serie di malattie mortali per le zebre, tra cui tripanosomiasi, anemia infettiva equina, peste equina africana e influenza equina (ref). Trasmettono queste malattie attraverso il loro morso, che è invasivo come una siringa ipodermica. Le zebre sono molto sensibili alle infezioni attraverso le punture di insetti perché hanno la pelle sottile, consentendo alle mosche mordaci un facile accesso a un capillare. Ma perché le strisce sono così efficaci nel ridurre gli attacchi delle mosche? Poiché le zebre selvatiche sono difficili da avvicinare, è difficile sapere come esattamente le strisce influenzano il comportamento delle mosche.

Le superfici a strisce abbagliano le mosche Tabanid, impedendo atterraggi controllati

Il team di ricerca ha confrontato il comportamento dei tafani (Haematopota pluvialis e Tabanus bromius) mentre cercavano di atterrare e mordere tre zebre e nove cavalli bianchi, grigi, marroni e neri uniformemente colorati che vivevano in recinti simili all'Hill Livery di Bristol, nel Regno Unito. I video dei ricercatori hanno registrato singoli cavalli e zebre o preso appunti da osservazioni ravvicinate per un totale di 16,3 ore mentre i tafani ronzavano attorno a questi animali.

Un cavallo indossa un cappotto a strisce per questo studio.
(Credito: Tim Caro)

Il professor Caro e i suoi collaboratori riferiscono che i tafani si avvicinarono, girarono in cerchio e toccarono allo stesso modo i cavalli e le zebre dello studio, probabilmente attratti dal profumo, ma atterrarono sulle zebre meno di un quarto delle volte. Perché? Questo effetto era dovuto a diversi profumi o a diversi modelli di colore della superficie? Per rispondere a questa domanda, il professor Caro e i suoi collaboratori hanno vestito sette dei cavalli da studio con un mantello a strisce nero, bianco o bianco e nero. Hanno scoperto che i tafani atterrano molto meno spesso sul mantello a strisce stesso (Figura 2) - ma sono comunque atterrati altrettanto spesso sulle teste nude dei cavalli da studio, un'elegante conferma della loro ipotesi.

Fig 2. Numero medio (e SE) di mosche tabanidi (a) toccando o (b) atterrando su cappotti di stoffa di diversa tonalità e modello, e © atterrando sulla testa nuda di 7 diversi cavalli. *** = p <0,0001.
(Doi: 10.1371 / journal.pone.0210831)

Ma poiché i tafani infastidivano equamente sia i cavalli che le zebre, quando sono diventati evidenti gli effetti delle strisce? Per rispondere a questa domanda, i video dei ricercatori hanno registrato o preso ampie note sui comportamenti dei tafani intorno alle zebre di studio e ad alcuni dei cavalli di studio.

Hanno scoperto che, a differenza di quanto hanno visto per i cavalli, le tafani si sono avvicinate alle zebre a una velocità molto più veloce, non riuscendo a rallentare mentre hanno chiuso la distanza dall'animale, spesso schiantandosi contro la zebra prima di volare via (Figura 3).

Fig 3. Velocità media di volo (in pixel per fotogramma video) di tabanidi durante gli ultimi 0,5 secondi di avvicinamento di cavalli (linea continua) e zebre (linea tratteggiata). Area grigia = ± SE. N (avvicinamento del cavallo) = 39; N (avvicinamento zebra) = 26.
(Doi: 10.1371 / journal.pone.0210831)

Questo effetto è stato visto solo nell'ultimo momento dell'approccio di una tafano, quando si trovavano a 1-2 metri dalle zebre. Pertanto, è possibile che le strisce della zebra abbagliano e confondano avvicinando i tafani. Il professor Caro e i suoi collaboratori propongono che questa confusione possa derivare dalla visione a bassa risoluzione dei tafani, che si basa sul rilevamento del movimento. (Tale "abbagliamento del movimento" creato da schemi ad alto contrasto che interferiscono con la percezione di un osservatore del movimento di un oggetto a strisce è stato segnalato anche per altri insetti [ref]).

Curiosamente, il professor Caro e i suoi collaboratori hanno scoperto che i cavalli grigi avevano molte meno probabilità di essere circondati e toccati da tafani rispetto alle zebre, sebbene il tasso di atterraggio fosse simile per entrambi. Ciò contrasta con i tassi circolanti e toccanti per zebre e cavalli non grigi, che erano gli stessi, sebbene i tafani atterrassero su una zebra molto meno spesso. Ciò è peculiare perché le zebre sembrano grigie da una distanza alle mosche.

Le zebre reagiscono in modo aggressivo all'attacco dei tafani

I ricercatori hanno anche confrontato le reazioni dei cavalli e delle zebre dello studio all'attacco dei tafani. Fondamentalmente, le risposte dei cavalli erano molto più passive di quelle delle zebre. Ad esempio, il professor Caro e i suoi collaboratori hanno osservato che le zebre dello studio hanno smesso di nutrirsi quando sono state ripetutamente circondate da una mosca, spesso scattandole con la bocca o addirittura scappando - comportamenti che non sono mai stati osservati nei cavalli di studio.

Le zebre dello studio hanno anche mostrato tassi molto più alti di spavento della coda rispetto ai cavalli di studio. Questa osservazione è coerente con i tassi di frustata coda di zebre selvagge e piane e di zebre in cattività detenute dallo zoo di Berlino. Ma poiché la coda di una zebra può raggiungere solo il 25% della lunghezza del suo corpo, ci devono essere anche altri fattori in gioco: quelle strisce abbaglianti.

Le persone possono imparare molto dalle zebre

Le strisce di zebre sono un deterrente sofisticato contro gli insetti pungenti. Al contrario, i cavalli non si sono evoluti in presenza delle stesse pressioni evolutive affrontate dalle zebre, e questo si riflette nella loro mancanza di strisce. Ma i risultati di questo studio possono essere adattati da allevatori e allevatori di cavalli per migliorare la qualità della vita dei loro cavalli fornendo loro coperte a strisce.

Un cavallo scuro con un cappotto a strisce.
(Credito: Tim Caro.)

I risultati di questo studio sono applicabili anche alle persone: campeggiatori, escursionisti, birdwatcher e altre persone che vivono all'aperto potrebbero raccogliere i frutti della riduzione delle punture di insetti indossando abiti e colori per il corpo con strisce ad alto contrasto. In effetti, un altro studio è stato pubblicato solo un mese fa da un diverso team di ricercatori che ha scoperto che le strisce in bianco e nero funzionano bene per ridurre gli attacchi di mosca contro gli umani (ref). Gli autori di questo studio sapientemente progettato hanno osservato che tatuaggi o body painting a strisce bianche sono una pratica comune tra le popolazioni indigene di Africa, Australia e Papua Nuova Guinea. Queste persone hanno la pelle marrone scuro e vivono in regioni dove ci sono molti insetti pungenti. Sebbene i disegni a strisce abbiano un importante significato culturale per queste persone, le strisce riducono anche l'irritazione e la trasmissione di malattie da parte di insetti succhiatori di sangue.

Come tutte le buone ricerche, questo studio solleva alcune domande interessanti. Ad esempio, le reazioni dei tafani di Bristol sono simili a quelle delle mosche e di altri insetti pungenti trovati in Africa? In che modo i tipi di materiali con cui sono stati realizzati i mantelli dei cavalli possono influenzare le risposte dei tafani? In che modo i diversi carichi di calore dalle strisce nere rispetto a quelle bianche possono influire sulla capacità di una mosca di cavallo di trovare un capillare una volta atterrato? E cosa funziona meglio per confondere i tafani pungenti: strisce sottili o spesse? Il professor Caro e i suoi colleghi sono già al lavoro per rispondere a quest'ultima domanda. Stanno anche studiando come altri modelli e diversi colori contrastanti potrebbero funzionare per ridurre l'atterraggio con successo dei tafani sui loro ospiti.

Fonte:

Tim Caro, Yvette Argueta, Emmanuelle Sophie Briolat, Joren Bruggink, Maurice Kasprowsky, Jai Lake, Matthew J. Mitchell, Sarah Richardson e Martin How (2019). Vantaggi delle strisce zebrate: comportamento delle mosche tabanidi attorno a zebre e cavalli, PLoS ONE, 14 (2): e0210831 | doi: 10.1371 / journal.pone.0210831

Originariamente pubblicato a Forbes il 21 febbraio 2019.