科学者たちはシマウマの縞模様の歴史を解明し続けている

シマウマの印象的な白黒の縞模様は、生物学者を長い間困惑させてきた。過去数十年にわたり、科学者たちはこの模様の奇妙な存在を説明するために、さまざまな説を考案してきた。おそらく、この大胆な縞模様の毛皮は、動物を涼しく保ったり、周囲に溶け込んだりするのに不可欠である。あるいは、害虫を撃退したり、動物同士が仲良くなったりするのに不可欠である可能性もある。意外な研究者による最新の証拠によると、この鮮やかな色は、動物たちが暮らす厳しい暑さから解放してくれる可能性があるという。

今週、自然史ジャーナルに最新の研究結果を共同発表したアリソン・コブ氏は、正式な科学教育を受ける前は40代だった。父親に科学や大学の学位を取ることを止められ、生物学や生化学の教育を受けたのはもっと後になってからだった。彼女は、現在のイギリスのオックスフォード・ブルックス大学で技術者となり、アフリカで自然保護研究を行っていた夫のもとに赴いた。

85歳のアマチュア科学者は今回、動物学者で環境コンサルタントの夫スティーブン・コブ氏と共同執筆した初の科学研究を発表した。この研究では、2003年に夫婦がケニアを旅行した際のデータが使用された。地元住民の助けを借りて、コブ夫妻は2頭の半ば飼い慣らされたシマウマと会うことができたが、そのうち1頭は「非常にいたずら好きな」ペットで、コカコーラを飲むことも許されていたとコブ氏は言う。

2 頭のシマウマを被験者として、衣類ラックの上に広げたシマウマの皮を対照として (生きた動物に縞模様が別の影響を与えるかどうかを調べるため)、彼らはフィールド データを収集し始めました。レーザー赤外線温度計を使用して、コブは 2 頭の動物とシマウマの皮のそれぞれに 6 本の縞模様を計測しました。首に 2 本ずつ隣接する白黒の縞模様、真ん中に 2 本ずつ、そしてシマウマのお尻に 2 本ずつです。彼女は日中、15 分ごとにこれらの場所で温度を記録し続けました。

一日を通して、黒と白の縞模様の間の温度差は大きくなり、黒の縞模様の方が華氏18度から27度高温になった。コブ以前の他の研究では、この温度差によって対流、つまり熱の移動によって生じる空気の流れが動物を冷やすと示唆されている。

しかしコブス氏は、それ以上の何かがあると考えている。対流は起きている可能性は高いが、動物全体を冷やすには小さすぎると彼女は言う。彼らは、もっと複雑なメカニズムが働いていると考えている。

シマウマは馬と同じように、体温を下げるために汗をかきます。汗をかくと汗が泡立ち、汗の表面張力が緩んで、汗が毛先で蒸発しやすくなります。コブ氏は、縞模様の温度差によって生じる小さな空気の流れが「毛の表面上の無秩序な空気の動き」を生み出し、蒸発プロセスをさらに加速させると示唆しています。

また、フィールドワークの過程で、コブ氏はシマウマが黒い毛を逆立てて、まるでベルベットのような見た目と手触りにできる一方で、白い毛は平らにしていることに初めて気づいた。この特徴は、皮を通した空気の流れを助け、蒸発を助ける可能性もある。これらの発見は、対照群のシマウマの皮が生きたシマウマよりも華氏29度も高かった理由を説明するのにも役立つだろう。動物の冷却は、縞模様だけによるものではなく、はるかに複雑である。

カリフォルニア大学デービス校の野生生物学者ティム・カロ氏は、縞模様の間に微小な対流があるという考えはあり得るが、あまり納得していないと話す。対流は動きや風によって簡単に乱されてしまうからだ。カロ氏自身は、シマウマの縞模様の背後にある最も有力な説は刺すハエを撃退するためだと考えているが、専門家全員がこれに同意するわけではない。

実際、シマウマの縞模様がハエを寄せ付けないことを示す研究結果が、コブ夫妻が旅行から10年以上経って自分たちのデータを振り返るきっかけとなった。

「縞模様が進化した十分な理由だとは考えていません」とコブ氏はハエよけ説について語る。アフリカのシマウマのさまざまな個体群を観察すると、縞模様のシマウマの大半（すべてではない）が赤道付近に集中しており、シマウマが温暖な気候の地域に行けば行くほど縞模様が少なくなる。彼女によると、縞模様は主に気温に応じて進化した可能性があるという傾向があるという。しかし、ハエよけ説と彼女自身の説を結び付ける方法はある。

おそらく、異なる温度の縞模様によって生じる微気流は、私たちには気づかれないが、ハエが着地するには非常に厄介で乱気流の多い環境を作り出しているのだろう。突風の中、小型飛行機が着陸に苦労するのと似ている。今年初め、カロによる研究では、着地する数ミリ秒前に、シマウマに着地しようとするハエが制御を失い、昼食にしようとしていたものに衝突して跳ね返ることが明らかになった。体温調節には、厄介で危険なハエを遠ざけるという追加のメリットがあるのか​​もしれない。

カロ氏は、コブス夫妻の観察は彼らの理論を証明するものではないが、「その情報を得るのは良いことだ」と語る。「それが問題の根本に迫っているかどうかはわかりませんが、記述的な研究としては良いものです」と同氏は言う。

コブ氏、カロ氏、その他多くの科学者がシマウマの縞模様が何をするのかについて見解を表明しているが、そのメカニズムを突き止めることができた者はいない。

それでも、コブさんは自分の貢献に満足している。彼女は新しい同僚たちに、なぜ黒い毛だけが逆立っているのか、縞模様の上の空気の微小な流れをどうやって検知するのかなど、考えるべきことをたくさん残した。しかし、それは彼らが探求すべきことだと彼女は言う。「私は85歳ですから」