راز راه راه بودن گورخرها فاش شد
به گزارش بیا شمال، آزمایشی در ژاپن نشان داده است گاوهای سیاهی که با نوارهای سفید شبیه گورخر رنگ آمیزی شدند، حدود 50 درصد کمتر مورد هجوم مگس های گزنده قرار گرفتند؛ یافته ای که از این فرضیه پشتیبانی می کند که الگوی راه راه گورخرها امکان دارد بیشتر از آن که برای استتار یا تنظیم دما تکامل یافته باشد، نوعی دفاع طبیعی در مقابل حشرات باشد.
تینا مزدکی_مدت زیادی در تاریخ علم تکامل، دانشمندان پاسخ قطعی و کاملی برای این پرسش نداشته اند که چرا گورخرها راه راه هستند. البته این مورد به علت کمبود کوشش برای یافتن پاسخ نیست. الگوی خاص بدن گورخر یکی از آشکارترین معماهای زیستی در بین پستانداران روی زمین محسوب می شود؛ الگویی واضح، متقارن و ظاهراً پرهزینه برای حفظ که برعکس خیلی از نقش های راه راه در طبیعت، کاربرد مشخصی ندارد.
استتار در بین پوشش گیاهی ساوانا یکی از اولین و طبیعی ترین توضیحات بود، اما این فرضیه چندان دوام نیاورد. گورخرها در فاصله ای که شیرها و کفتارها معمولا برای شکار به آنها نزدیک می شوند، همچنان به وضوح قابل مشاهده هستند.
به همین دلیل، زیست شناسان به مرور فرضیه های دیگری را مطرح کردند؛ از تنظیم دمای بدن و شناسایی اعضای گروه گرفته تا سردرگم کردن شکارچیان هنگام تعقیب.
با گذشت زمان، بیشتر این نظریه ها شواهد کافی برای اثبات خود پیدا نکردند. سپس در سال ۲۰۱۹ گروهی از محققان کشاورزی ژاپن شش گاو سیاه را با نوارهای سفید رنگ آمیزی کردند و یک گام دیگر به پاسخ یکی از قدیمی ترین معماهای زیست شناسی نزدیک شدند.
آزمایش روی گاوها چطور انجام شد؟ این تحقیق به سرپرستی توموکی کوجیما در مرکز تحقیقات کشاورزی آیچی در مرکز ژاپن انجام شد. طراحی آزمایش نسبتاً ساده بود. شش رأس گاو از نژاد Japanese Black که بطور طبیعی پوستی کاملا تیره دارند، در سه وضعیت مختلف مورد بررسی قرار گرفتند.
در وضعیت نخست، بدن گاوها با نوارهای سیاه و سفید شبیه الگوی گورخر رنگ آمیزی شد. در وضعیت دوم، روی بدن همان گاوها نوارهای مشکی کشیده شد تا مشخص شود آیا خود رنگ یا پروسه رنگ آمیزی روی رفتار مگس ها تاثیر می گذارد یا خیر. در وضعیت سوم هم گاوها بدون رنگ باقی ماندند.
این آزمایش به صورت چرخشی و با بهره گیری از روش آماری معروف به Latin-square rotation انجام شد و گاوها هر یک از این شرایط را در مراتع طبیعی که مگس های گزنده در آن فراوان بودند، تجربه کردند. محققان در فواصل زمانی مشخص از حیوانات عکس گرفتند و تعداد مگس های قابل مشاهده روی بدن هر گاو را در تصاویر شمارش کردند.
نتایج کاملا مشخص بود. گاوهایی که بدنشان با نوارهای سفید و سیاه شبیه گورخر رنگ شده بود، در مقایسه با همان حیوانات در حالت بدون رنگ یا با نوارهای مشکی، حدودا نصف مگس های گزنده را جذب کردند.
گاوهای راه راه همینطور رفتارهای بسیار کمتری برای دور کردن مگس ها از خود نشان دادند؛ رفتارهایی مانند تکان دادن سر، حرکت دادن گوش ها، ضربه زدن با پا، منقبض کردن پوست و تکان دادن دم که گاوها معمولا برای خلاص شدن از حشرات گزنده انجام می دهند.
به بیان ساده، گاوها واقعا کمتر اذیت می شدند. الگوی مشخص رنگ آمیزی عامل اصلی این تفاوت بود. نوارهای سفید و سیاه ظاهراً عملکردی مشخص داشتند.
نوارهای گورخر دقیقاً چه کاری با مگس ها می کنند؟ بهترین توضیح فعلی برای این پدیده به نحوه دیدن و فرود آمدن مگس های گزنده مربوط می شود. مگس ها هنگام نزدیک شدن به یک هدف، صرفا در خط مستقیم به سوی آن پرواز نمی کنند. آنها در مرحله نهائی نزدیک شدن از پدیده ای معروف به جریان نوری یا Optical Flow استفاده می کنند؛ یعنی نحوه حرکت الگوهای بصری در مقابل چشم های مرکبشان به آنها کمک می نماید فاصله، سرعت و زمان مناسب برای پایین آمدن سرعت و فرود را تشخیص دهند.
سطوح یکنواخت، جریان نوری نسبتاً روانی ایجاد می کنند. اما سطوح راه راه چیزی متفاوت به سیستم بینایی مگس عرضه می دهند که تشخیص دقیق آن دشوارتر است. نوارهای متناوب روشن و تیره می توانند سیگنال های حرکتی کاذبی ایجاد کنند و توانایی مگس برای تشخیص فاصله حقیقی خود از سطح را مختل کنند.
بنابراین، مگس ممکنست با سرعت نامناسب به سطح راه راه نزدیک شود و هنگام کوشش برای فرود، از روی آن عبور کند یا با سطح برخورد کرده و باردیگر دور شود، بدون این که بتواند به درستی روی بدن حیوان بنشیند.
این تفاوت کوچک در طول چند ساعت حضور حیوان در چراگاهی پر از مگس، می تواند در مجموع تعداد فرودهای موفق حشرات را به میزان قابل توجهی کم کند. نکته مهم اینست که برای ایجاد چنین اثری، لازم نیست مگس به مفهوم حقیقی کلمه از نوارهای سفید و سیاه «بیزار» باشد. کافی است این الگو فرود آمدن را از نظر فیزیکی دشوارتر کند.
قبل از این چه نظریه هایی درباره ی راه راه بودن گورخرها عنوان شده بود؟ نظریه دفع حشرات دهه ها طول کشید تا به جایگاه فعلی خود برسد، چونکه در تمام این مدت با سه توضیح جدی دیگر رقابت می کرد که زمانی برای زیست شناسان محتمل تر به نظر می رسیدند.
استتار یکی از اولین توضیحات بود. بر طبق این نظریه، نوارهای عمودی ممکنست خطوط بدن گورخر را در بین علف های بلند از بین ببرند یا با الگوی درختان در زمان طلوع و غروب خورشید هماهنگ شوند. این فرضیه در طول قرن بیستم بارها مورد آزمایش قرار گرفت، اما نتوانست دوام بیاورد.
نوارهای بدن گورخرها در فاصله معمول شکار، دید شیرها و کفتارها را کاهش نمی دهد. در فاصله نزدیک هم گورخرها در مقایسه با علف خوارانی که رنگ یکنواخت دارند، حتی بیشتر در بین پوشش گیاهی ساوانا به چشم می آیند.
تنظیم دمای بدن هم یکی دیگر از فرضیه های مهم بود. برخی محققان تصور می کردند نوارهای روشن و تیره می توانند روی پوست گورخر جریان های کوچک همرفتی ایجاد کنند و به خنک شدن بدن حیوان زیر نور خورشید کمک کنند.
اما مطالعه ای در سال ۲۰۱۸ به سرپرستی گابور هوروات و همکارانش که در نشریه Scientific Reports انتشار یافت، این فرضیه را مستقیماً بررسی کرد. محققان برای آزمایش، بشکه های فلزی را با الگوهای مختلف پوشاندند و میزان گرم شدن آنها را مقایسه کردند. نتیجه نشان داد نوارهای شبیه گورخر سبب خنک تر شدن بشکه ها نمی شوند. به همین دلیل، امروزه نظریه تنظیم دما به صورت گسترده فاقد پشتوانه کافی درنظر گرفته می شود.
فرضیه دیگری هم مطرح بود که بر مبنای آن، گله ای از گورخرهای درحال حرکت با بوجودآوردن الگویی بصری شلوغ و متغیر می تواند تشخیص یک هدف مشخص را برای شکارچی دشوار کند. این نظریه نسبت به برخی توضیحات دیگر دوام بیشتری آورده است، اما مطالعات کنترل شده نشان داده اند که تاثیر آن در عمل محدود است.
شواهد در ارتباط با مگس ها چطور جمع شد؟ همزمان با بررسی این فرضیه ها، شواهد در ارتباط با نقش نوارها در دفع حشرات هم کم کم افزوده شد. تیم کارو از دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، در سال ۲۰۱۴ نشان داد که الگوهای راه راه در بین گونه های مختلف خانواده اسبیان، ارتباط زیادی با پراکندگی جغرافیایی مگس های گزنده دارند.
گونه ها و زیرگونه های اسب ها و گورخرهایی که در مناطق دارای مگس های گزنده فراوان زندگی می کنند، معمولا نوارهای بیشتری دارند؛ در حالیکه گونه های ساکن مناطق فقیر از نظر این حشرات، نوارهای کمتری نشان می دهند.
در سال ۲۰۱۹ هم کارو و همکارانش پوشش های راه راه و ساده را روی اسب های زنده آزمایش کردند و مستقیماً کاهش حمله مگس های گزنده به پوشش های راه راه را مشاهده نمودند. آزمایش گاوهای ژاپنی گام بعدی در این راه بود. این آزمایش فرضیه را روی حیوانی آزمایش کرد که اساساً در روند تکامل خود هیچگاه چنین الگویی نداشته است و با این وجود، همان نتیجه را به دست آورد.
چرا یک آزمایش به تنهایی نمی تواند یک نظریه را اثبات کند؟ علیرغم این یافته ها، نمی توان گفت معمای نوارهای گورخر حالا بطور کامل حل شده است. تکامل به ندرت خصوصیت های یک موجود زنده را تنها به یک دلیل بوجود می آورد. کاملا ممکنست جمعیت های اولیه گورخرها تحت تاثیر چند فشار انتخابی مختلف قرار گرفته باشند؛ از مگس های گزنده و شکارچیان گرفته تا مدیریت گرما و ارتباطات اجتماعی.
ممکنست الگوی راه راه امروزی نتیجه تاثیر تجمعی تمام این عوامل باشد. بنابراین، معرفی یک عامل به عنوان تنها دلیل تکامل نوارهای گورخر می تواند نوعی نتیجه گیری بیش از اندازه قطعی باشد؛ موضوعی که بیشتر زیست شناسان تکاملی هم در هنگام تفسیر این یافته ها از آن پرهیز می کنند. اما آزمایش گاوها یک ادعای مشخص را دشوارتر از گذشته قابل رد می کند.
اگر رنگ آمیزی نوارهای سفید روی بدن یک حیوان کاملا سیاه بتواند تعداد مگس هایی را که روی بدن آن فرود می آیند به نصف کم کند، مشخص می شود که نوارها اثر قابل اندازه گیری و مستقیمی در کاهش فرود حشرات دارند؛ اثری که مستقل از سایر خصوصیت های حیوانی است که این الگو را روی بدن خود دارد.
بنابراین، هر دلیل دیگری که ممکنست در تکامل نوارهای گورخر نقش داشته باشد، مگس های گزنده هم احیانا یکی از دلایل تأثیرگذار بوده اند.
آیا این یافته می تواند به صنعت دامداری کمک کند؟ مرکز تحقیقات کشاورزی آیچی حالا درحال بررسی این مورد است که آیا میتوان این شیوه را در مقیاس بزرگ تر هم اجرا کرد یا خیر. مبحث صرفا یک آزمایش دانشگاهی نیست. مگس های گزنده خسارت قابل توجهی به صنعت جهانی دامداری وارد می کنند و می توانند سبب کاهش افزایش وزن در گاوهای گوشتی و کاهش تولید شیر در گاوهای شیری شوند.
استفاده از حشره کش ها برای کنترل این حشرات هم به آلودگی محیط زیست کمک کرده و می تواند باعث ایجاد مقاومت در جمعیت مگس ها شود. اگر رنگ آمیزی بدن گاوها با نوارهای راه راه بتواند بدون استفاده از مواد شیمیایی تعداد فرود مگس ها را تا ۵۰ درصد کم کند، این شیوه می تواند از نظر رفاه حیوانات و کاهش مصرف آفت کش ها اهمیت عملی داشته باشد.
البته اولین رنگی که محققان استفاده کردند تنها چند روز روی بدن گاوها باقی ماند و بعد از آن احتیاج به رنگ آمیزی مجدد داشت. به همین دلیل، پژوهشگران حالا روی فرمول هایی با ماندگاری بیشتر کار می کنند.
در نقطه ای از مرکز ژاپن، احیانا همین حالا چراگاه کوچکی وجود دارد که در آن چند گاو با ظاهر متفاوت و نوارهای سفید نه چندان دقیق روی بدنشان، بخشی از آزمایشی هستند که ظرف یک دهه گذشته به کنار گذاشتن خیلی از نظریه های رقیب درباره ی دلیل راه راه بودن گورخرها کمک کرده است.
منبع: scienceblog
هم زمان با بررسی این فرضیه ها، شواهد در رابطه با نقش نوارها در دفع حشرات هم کم کم اضافه گردید. در سال ۲۰۱۹ هم کارو و همکارانش پوشش های راه راه و ساده را روی اسب های زنده آزمایش کردند و مستقیماً کاهش حمله مگس های گزنده به پوشش های راه راه را مشاهده نمودند. مگس های گزنده خسارت قابل توجهی به صنعت جهانی دامداری وارد می کنند و می توانند سبب کاهش افزایش وزن در گاوهای گوشتی و کاهش تولید شیر در گاوهای شیری شوند.
این مطلب بیاشمال را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب