图像处理有助于解决“为什么斑马有条纹”这个古老的谜题。

发布的丽莎哈维，2019年5月30日

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为什么斑马有条纹?假设是多种多样的。条纹的作用是伪装、温度调节还是条形码，以便在群体中区分个体?

到目前为止，最流行的理论可以追溯到19世纪70年代查尔斯·达尔文的自然选择理论，那就是斑马的条纹是一种伪装，用来抵御狮子等掠食者。去年,科学家们测试了该理论认为，这些条纹在动物的皮毛上创造了一个小气候，帮助它们保持凉爽。事实证明，这两种解释都不准确。

图片来源:Frans Lanting/国家地理创意

在他的书中斑马的条纹加州大学戴维斯分校(University of California Davis)的蒂姆·卡罗(Tim Caro)教授用了十年时间来测试关于斑马条纹用途的各种假设。他注意到，在叮咬苍蝇或虻较多的地方，条纹最为密集。了解到斑马对苍蝇的敏感性和苍蝇携带的疾病的脆弱性，卡罗得出结论，黑白条纹是一种适应，以避免苍蝇叮咬和它们携带的疾病，这些疾病对斑马来说往往是致命的。

一匹装扮成斑马的马

最近发表在《公共科学图书馆•综合》卡罗教授和来自埃克塞特大学、艾瑞斯大学和布里斯托尔大学的研究小组发现，斑马身上的条纹是一种阻止苍蝇叮咬的机制。为了验证这一假设，研究人员拍摄了马蝇试图降落在斑马、马和穿着斑马图案的马身上的过程。然后，他们使用图像处理技术来分析希望以这些动物为食的虻的飞行模式和成功“着陆”的百分比。

图片来源:蒂姆·卡罗/加州大学戴维斯分校

研究人员从固定距离收集了斑马和马的视频记录。从这些视频中，我们可以记录下tabanids留在动物外套上的时间长度、着陆点的大致位置，以及tabanids是自愿离开还是被动物强迫离开。通过每0.02秒标记一次位置，从视频中提取出蜘蛛在马和斑马附近的飞行轨迹MATLAB．使用定制的缩放工具确保飞行位置可以数字化到最近的像素，从而产生精确和可重复的轨迹。

红蜘蛛的飞行轨迹以0.1秒的间隔显示出来。蓝色的星星表示接触点(着陆点)。图片来源:蒂姆·卡罗/加州大学戴维斯分校，PLOS One。

虽然研究小组没有发现苍蝇在马和斑马附近盘旋的频率有显著差异，但他们确实发现苍蝇在斑马身上的实际降落频率有显著下降。为了确保这不是由于斑马的不同气味，研究小组给马穿上了斑马纹，并录下了斑马的行为。斑马条纹再次发挥了作用。新的数据显示，穿斑马装的马比没有穿斑马纹的马着陆的次数少得多。唯一的例外是马的头，没有覆盖在斑马印花布上。