Зачем тигру полоски жирафу пятна а зебре черно белая окраска

Зачем тигру полоски, жирафу пятна, а зебре черно-белая окраска

Очень часто дети подходят к нам с такими вопросами, а ответить невероятно трудно сразу и правильно. Статья может вам в этом помочь.

Природа очень мудрая и всегда что-то создает с определенной целью. И понятно, что маскировка здесь стоит во главу угла. Представить себе тигра белого цвета очень сложно. Он умрет с голода, потому что никого явно не сможет поймать. Его будет видно со всех сторон.

❓ Почему тигр полосатый

Поэтому в засаде ему удобно лежать с такими желто-темными полосками, он сливается с землей, освещается солнцем и совсем незаметен в траве. Вот такая борьба за выживание. И биологи определили, что полоски есть и на коже животного, под шерстью.

Тигры — это хищники номер один, у них все приспособлено для охоты: и зубы острые, и лапы сильные с когтями, они быстрые, сильные, имеют интеллект кошачий. Но самое интересное, что все обычные животные совсем не различают яркие цвета.

У них все черно-белого цвета и тигр просто сливается с травой и деревьями. От этого он только выигрывает в маскировке, силе, ловкости и быстроте. Полоски и от врагов защищают и от добычи скрывают. Вот такая мудрая природа!

А жираф пятнистый, с рожками и длинной шеей

А жираф имеет пятна под стать деревьям с листьями, высокая шея позволяет ему издалека видеть хищников, а вот длинные ноги быстро убежать от него или наоборот дать отпор копытом. Пятнистая шкурка совсем не видна в тени деревьев.

Но главное, что он обедает только один на своем верхнем этаже, верхушки деревьев многим недоступны, а там самые вкусные листья. Да, и к тому же язык у жирафа длиной 50 см позволяет ему красиво и ловко захватывать все языком.

Глаза красивого цвета и большие, добрые. А рядом рожки как у всех парнокопытных жвачных животных. Но иногда этих рогов три, а бывает и пять у старых животных.

А такая длинная шея позволяет далеко все видеть, и держат шею все те же семь позвонков, как и у человека, но они такие мощные. Зато давление крови в два раза больше, чем у человека, поскольку сердце находится от головы на расстоянии почти 2 метра, и чтобы кровь туда поднять нужно такое давление.

А спят они мало, зато в такой интересной позе. Боком, поджав ноги под себя, а голову кладут на бедро. Вот такое странное животное жираф.

🐎 А вот у зебры полоски совсем интересные

Они также создают маскировку от хищников, особенно при жаркой температуре они расплываются под палящими лучами солнца, и дезориентируют хищников. А сами полоски в жару еще и визуально увеличивают в размерах животное, что тоже отпугивает хищников, дезориентируя размер зебры.

Слепни и мухи це-це меньше садятся и кусают зебру именно благодаря этим полоскам.

Причем интересный факт, что зебры в утробе матери этих полосок не имеют, они появляются только к их рождению, тем самым эти полоски сохраняют принадлежность к виду. А еще правильно расположенные полоски и выживать помогают зебрам. Потому что чем хаотичнее полоски, тем животное менее приспособлено к выживаемости. Полоски также позволяют самцу выбрать самку и отличить ее.

Но есть более важный момент почему полоски черно-белые

Они работают как кондиционер в пустынях Африки, где очень высокая температура, такая, что воздух плавится. Зебра таким образом защищена от перегрева. Разница температур между белой и черной полоской составляет около 16 градусов. Так как белый и черный цвет совершенно по-разному поглощают и отражают солнечные лучи.

Разница температур от этого и возникает, и кожа сама по себе охлаждается. А узнали об этом и провели исследование известные английские ученые из Оксфорда Элисон и Ст.Кобб.

Но и это не все. Разная длина шерсти черного и белого цвета дает возможность создавать воздушную прослойку, которая тоже служит своеобразной защитой от перегрева.

Все в природе направлено на то, чтобы «выжить в борьбе под солнцем».

Поделитесь с нами своими наблюдениями и интересными данными. Например, у кого чутье развито лучше всех?

Источник

Защитная окраска животных помогает им маскироватся

Давайте для примера нарисуем тигра защитная окраска, которого отсутствует. То есть он будет у нас не полосатый, а совершенно белый. А теперь давайте-ка отправим этого белого тигра на охоту. Как вы думаете, легко ли он сможет найти себе обед?

Ведь не смотря на то, что он такой большой, сильный, страшный и наверняка сумел бы бросится и схватить добычу, если она окажется вблизи, этого не произойдет. Потому, что тигр у которого не защитная окраска, а просто белая шкура, будет очень заметный и животные обнаружат его очень быстро, когда он будет еще далеко. А заприметив хищника – разбегутся. И суждено будет белому тигру шататься по джунглям оголодавшим.

Читайте: 171 Конспект воспитательного часа 171 Кто природу губит тот свой край не любит 187

Ну, а обычный тигр, у которого есть полоски, наверняка сможет кого-нибудь поймать и скушать. Просто потому, что его полоски очень хорошо маскируют тигра среди травы. Темные полоски похожи на тени стеблей травы, а желтые сливаются с бликами яркого африканского солнца. Вот и выходит, что даже самые глазастые животные не смогут сразу заметить, как тигр сидит в засаде. Ведь полосатая защитная окраска тигра, отлично сливается с полосами земной поверхности, которые образуются в результате контраста солнечного свет и теней стеблей травы. И если мимо по тропе к водопою пойдут олень или антилопа, то вряд ли они смогут увидеть, таящегося в засаде хищника.

Защитная окраска леопарда

Леопард тоже умеет отлично маскироваться. Защитная окраска леопарда это шкура желтовато-серого цвета, которая вся осыпана пятнами черного оттенка. Спрячется пятнистая зверюга в ветвях дерева или распластается на земле, тогда все, никто не сможет заметить, где находятся тени от веток и листьев, а где притаился сам леопард.

Теперь вы поняли, как защитная окраска помогает хищным охотникам, таким, как тигр или леопард, прятаться в засаде или тихонько подбираться к добыче?

Но природа мудра. И если она наградила хищников маскировочной окраской, то и их жертвы тоже получили в дар свой защитный окрас.

Защитная окраска жирафа

Взять, например такого животного, как жираф. Эти травоядные живут на африканском континенте среди необъятных просторов саванны. Жирафы едят листья, которые они срывают с высоких деревьев, благодаря своей очень длинной шее. И защитная окраска жирафа, это шкура разукрашенная пятнами. Яркий солнечный свет и листья деревьев, отлично помогают маскироваться этому длинношеему животному. А он, в свою очередь, отлично видит окрестности с высоты своего роста. И если заметит малейшее движение, тут же бросается прочь на своих длинных ножищах, которые в случае нападения хищника служат ему еще и отличным оружием.

Источник

Правила камуфляжа. Биология и математика управляют окраской животных

У Редьярда Киплинга есть сказка о том, как леопард получил свои пятна: когда-то давно все животные на земле были окрашены исключительно равномерно, но потом травоядные ушли в леса, обзавелись полосками, пятнами, а также прочими маскирующими узорами, и хищникам пришлось приспосабливаться к новым условиям. Вскоре после этого сначала почернели люди (Киплинг пересказывает эфиопскую сказку), а потом из охотничьей солидарности они покрыли отпечатками своих рук леопардов, чтобы те снова могли незаметно подбираться к добыче.

Десятки схожих сюжетов о животных можно найти в самых разных уголках мира: даже Чарльз Дарвин считал, что основная функция необычной окраски многих животных — это маскировка, помогающая им либо сливаться с окружающей местностью, либо обманывать зрение хищников (или, наоборот, жертв) и расплываться в их глазах бессмысленными пятнами.

Для многих животных это верно, но не для всех. Например, в исследовании 2016 года канадские, американские и японские ученые показали, что черно-белые полоски зебр не очень хорошо подходят для их естественной среды обитания. Используя данные о зрении львов и пятнистых гиен — главных врагов зебр, исследователи показали, что на открытой местности хищники будут различать полосатых животных так же хорошо, как и своих однотонных родственников. Поэтому окраска зебр, по мнению ученых, не может объясняться классической «камуфляжной» версией.

Часто яркая окраска еще служит для отпугивания хищников, но это тоже не случай зебр. Они, во-первых, не ядовиты, а во-вторых, им совершенно не под кого мимикрировать: в среде обитания зебр нет других ядовитых животных с такой окраской. Поэтому авторы статьи сделали вывод, что полоски несут прежде всего социальную функцию — например, зебры могут их использовать для узнавания сородичей.

Какие вещества окрашивают животных?

У теплокровных животных за окраску отвечает пигмент меланин, который вырабатывают специализированные клетки меланоциты. Меланин бывает разных цветов — черным, коричневым, желтым, красноватым — и содержится в коже, волосах и в радужной оболочке глаза. В отсутствие меланина кожный покров почти бесцветен и подкрашивается только за счет кровеносных сосудов, а с повышением концентрации меланина цвет становится все более насыщенным. Соответственно, темные пятна на шкуре желтоватого леопарда — это области с повышенным активным содержанием меланина.

У холоднокровных животных все немного сложнее. Вместо меланоцитов они используют хроматофоры — пигментообразующие клетки, которые не только дают гораздо более разнообразные цвета, но еще и умеют менять свои размеры. Благодаря им хамелон может менять свою окраску в зависимости от температуры окружающей среды или своего настроения. Под кожей хамелеона есть сразу несколько слоев хроматофоров. Самый верхний содержит клетки с красным или желтым пигментом, который может перераспределяться по клеткам хроматофоров и то собираться у них в центре, то растекаться вширь. В первом случае становится виден второй слой, который содержит клетки с пигментом гуанином, который за счет интерференции света может отражать синий цвет. А самый глубокий слой содержит меланин. В зависимости от соотношения «активностей» этих слоев хамелеон может приобретать самые разные цвета — от красного до синего.

Читайте: Сочинение на тему я очень люблю природу

Что управляет всеми этими процессами?

«Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции», — говорил советско-американский классик генетики Феодосий Добржанский, и окраска животных здесь не исключение: эволюция отбирает только самые лучшие рисунки, которые помогают их носителям выжить.

Самый яркий пример — бабочка березовая пяденица, Biston betularia. До середины XIX века все они были неприметной серой окраски, которая помогала слиться со стволами деревьев. Но вместе с интенсивным ростом промышленности они стали постепенно чернеть, будто покрываясь сажей, чтобы лучше подходить под новые условия.

В какой-то момент численность черных пядениц была даже в несколько раз больше, чем серых, но потом люди стали бороться с загрязнением воздуха, и теперь их только около 5% от всей популяции. В 2016 году ученые однозначно связали такое адаптивное и обратимое изменение окраски бабочек с мутацией в гене crotex, появившейся в популяции пядениц как раз в середине XIX века. Тогда эта «очерняющая» мутация очень помогала выжить своим обладателям, и в результате, поколение за поколением, их становилось все больше. Но теперь, когда деревья реже покрыты толстым слоем сажи (во всяком случае, в Манчестере), эта мутация уже не актуальна. Так окраска животных может меняться под действием эволюционного отбора даже на протяжении человеческой жизни.

Как формируются сложные узоры?

В 1952 году английский математик Алан Тьюринг в поисках ответа на этот вопрос написал статью, в которой сложные, хаотические складывающиеся узоры объяснялись сравнительно простой моделью. Он предположил, что за окраску животных в простейшем виде отвечает не одно вещество, а два, которые взаимодействуют друг с другом и с разной скоростью диффундируют в пространстве. Первое из них придает окраску, ускоряет синтез второго вещества и медленно диффундирует, а второе обесцвечивает ткань, замедляет синтез первого вещества и диффундирует быстро.

Для пояснения такой модели иногда предлагают представить лесной пожар. Он разгорается сразу в нескольких местах (это «первое вещество»), после чего туда вылетают пожарные расчеты и останавливают продвижение пламени (это «второе вещество») — в результате с высоты птичьего полета мы видим зеленый лес с проступившими пятнами черноты.

Очень важная особенность модели Тьюринга — это ее колебательный характер. Вещество A в этой схеме не превращается скучным образом напрямую в B, а волнообразно меняет свою концентрацию: его становится то чуть меньше, то чуть больше, то снова меньше и так в конце концов оно (все равно) перетекает полностью в B.

Здесь тоже есть классический пример — реакция Белоусова-Жаботинскогого. В ее каноническом случае участвует три вещества — катализатор, органический восстановитель и органический окислитель, которые в сумме с помощью своих промежуточных форм могут давать 80 разных реакций. Все эти реакции хитро переплетены между собой во времени и пространстве (не забываем, что у реагентов разные характерные скорости диффузии), и в результате они «рисуют» своеобразные галлюциногенные узоры.

Характер эти рисунков глобально определяется формой пространства, где взаимодействуют вещества, коэффициентами их диффузии и, отчасти, начальными концентрациями. Все вместе это задает общий мотив узора (пятна, полоски, концентрические окружности), а детали рисунка (как именно будут разбросаны пятна) определяются абсолютно хаотическими факторами вроде неизбежных флуктуаций температуры.

По Тьюрингу подобным образом как раз и получается необычная окраска животных: некоторые факторы (диффундирующие вещества, вступающие между собой в реакции) в хаосе своего взаимодействия определяют активности тех же хроматофоров и меланоцитов, а уже те «переносят» получившуюся «химическую» картинку на кожу.

Долгое время этому предположению были только косвенные подтверждения. В многочисленных моделях по правилам Тьюринга получались самые разные узоры, повторяющие окраску самых разных животных: от тропических рыб-зебр до цесарок. Но молекулярная природа реакций оставалась непонятной.

В 2012 году все немного поменялось. Ученые во главе с Джереми Грином из Кингс-Колледжа показали, что формирование периодических неровностей на нёбе мышей определяется двумя веществами, работающими по схеме Тьюринга, — фактором роста фибробластов (FGF) и ингибитором «Ёжик-соник» (Shh). Конечно, это еще не работа про окраску, но, наверное, скоро придут и они — оригинальная статья Тюринга как раз была не только про пигментацию, но и вообще морфогенез, то есть возникновение и развитие органов.

Есть еще одна математическая модель, которая, по-видимому, определяет окраску животных, — это клеточный автомат фон Неймана. Выглядит она следующим образом: представьте себе плоскую решетку, в которой каждая клеточка может быть либо закрашена, либо нет. Вы можете задавать начальное состояние (красить некоторые клетки) и определять правила эволюции модели — на какие соседние клетки должна «смотреть» каждая отдельная клетка, чтобы вычислить, что с ней будет в следующий момент.

Правила могут быть, например, такими: каждая клетка «смотрит» сразу на всех своих соседей. Если клетка пустая, а трое и более соседей закрашено, в следующий момент времени она тоже закрашивается. Если клетка пустая, а менее трех соседей закрашено, то она тоже остается пустой, и так далее.

Читайте: Сокращение пожаров и сохраненные первоцветы

Существует огромное количество разных вариаций клеточных автоматов, и некоторые из них тоже повторяют узоры животных — даже более сложные, чем пятна леопарда или концентрические круги. Например, рисунки на раковине моллюска текстильный конус, Conus textile, очень напоминают клеточный автомат, живущий по «правилу 30».

Совсем недавно выяснилось, что сложные узоры клеточного автомата могут быть частным случаем уравнений Тьюринга. Ученые из Швейцарии и России исследовали глазчатых ящериц Timon lepidus, которые рождаются с коричневой кожей, покрытой белыми точками (это классический узор по Тьюрингу), а потом приобретают лабиринтообразный узор из зеленых чешуек разных оттенков. Каждые две недели на протяжении трех лет ученые фиксировали окраску животных, и оказалось, что перекраска ящериц происходит по простым правилам клеточных автоматов.

Параллельно исследователи показали, что уравнения Тьюринга при некоторых условиях (переменные коэффициенты диффузии, определяемые переменной толщиной кожи между чешуйками ящерицы) могут порождать клеточные автоматы. Простые и начальные условия без всякой магии превращались в хаос красоты.

Источник

Не только для красоты и маскировки: какую роль играют пятна на шкуре жирафа

Почему у жирафов настолько разнообразный рисунок на шкуре, какую роль выполняют пятна разного размера и окраса, передается ли этот специфический рисунок по наследству? Эти и многие другие вопросы волнуют биологов, занимающихся исследованием жирафов. Не так давно австралийские ученые предложили свой вариант решения этих вопросов и выдвинули гипотезу о том, что пятна определяют статус жирафа в популяции, по крайней мере у жирафов-самцов.

Биологи проводили наблюдения за жирафами на протяжении 12 лет. В качестве экспериментальных особей выступали жирафы, обитающие в Намибии, на территории национального парка Этоша с его пустынными и полупустынными ландшафтами.

В ходе эксперимента учеными были исследованы 66 жирафов. Биологи проанализировали рисунок пятен на их шкурах, их размеры и цвет, а также собрали данные о поведении особей и их роли в популяции. Оказалось, что интенсивность окраса пятен связана с тем типом поведения, которое самец демонстрирует в сообществе. Те жирафы, которые обладают более темными пятнами, являются более активными и могут существовать самостоятельно, вне какой-либо группы. Самцы, которые имеют более светлые пятна на шкуре, наоборот, менее самостоятельны, совершенно не конфликты и не склонны к выяснению отношений с другими самцами. Такие особи, как правило, держатся рядом с сообществами самок и молодых жирафов.

Напомним, что еще в прошлом веке ученые выяснили, что рисунок пятен передается по наследству. А не так давно американские биологи исследовали жирафов, обитающих в Кении. Им удалось установить связь между размерами пятен и выживаемостью молодых особей. Оказалось, что, чем крупнее пятна на теле животного, тем больше у него шансов выжить в дикой природе и дожить до взрослого состояния. Но вот почему наблюдается такая связь, пока осталось загадкой.

Источник

Не только для красоты и маскировки: какую роль играют пятна на шкуре жирафа

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник