Mode oder Funktion? Zebrastreifen auf der evolutionären Landebahn

Zebra-Print ist in der modernen Gesellschaft allgegenwärtig. Es findet sich auf Kleidern, Geldbörsen, Handytaschen, aber vor allem Zebras selbst. Dienen Zebrastreifen mehr als eine Modeaussage? Seit Jahrzehnten haben Studien untersucht, warum Zebras dieses einzigartige Muster über die Entwicklungszeit hinweg beibehalten haben, während eng verwandte Tiere wie Pferde weitaus weltlicher sind. Es gibt viele Erklärungen für ihr einzigartiges Muster, von Raubtierverirrung bis zur Thermoregulation. Viele von ihnen haben sich jedoch beim Test nicht gehalten. Ein Team um Dr. Tim Caro von UC Davis schlug ihre eigene Erklärung vor. Caro und seine Mitarbeiter untersuchten die Idee, dass Zebrastreifen eine Abschreckung gegen beißende Fliegen darstellen. Aber bevor ich mich mit den Details der Studie beschäftige, habe ich das Gefühl, dass ich etwas zu erklären habe. Warum beißen Fliegen? Und vor allem, warum gerade Zebrastreifen und nicht irgendein anderes Merkmal?

Beißende Fliegen, insbesondere Pferdefliegen der Tabanidengattungen, sind ein üblicher Zebra-Ektoparasit und ein Vektor für viele tödliche Krankheiten (Caro et al., 2019). Sie sind besonders wirksam bei der Verbreitung von Krankheiten in großen Herden aufgrund ihrer häufigen Bewegung zwischen den Wirten (Foil 1989). In Anbetracht der Tatsache, dass Zebras soziale Tiere sind, die die meiste Zeit um andere herum verbringen, ist es sinnvoll, Fliegen um jeden Preis zu beißen. Ich persönlich habe es schwer genug, eine gewöhnliche Stubenfliege zu vermeiden, und ich bin viel besser gerüstet, um mit ihnen umzugehen, da ich eine Fliegenklatsche verwenden kann. Ich würde mir definitiv mehr Verteidigungslinien wünschen, wenn ich bei jeder Fliege tödlichen Krankheiten ausgesetzt bin. Da Zebras keinen Zugang zu einem Fliegenstreifen oder einer Fliegenklatsche haben, zeigen sie ein Verhalten wie Schwanzwischerei und Entfernung von Fliegen, um die Bissbelastung zu begrenzen (Caro et al, 2019). Es scheint, dass es bereits einen Mechanismus zur Vermeidung von Fliegen in Zebras gibt. Wo kommen dann Streifen ins Spiel? Eine Studie zur Variation der Streifen zwischen Equid-Arten, Mitgliedern der Pferdefamilie, zeigte einen starken positiven Zusammenhang zwischen Streifen und Tabanidfliegenaktivität (Caro et al, 2014). Diese Assoziation blieb stark, wenn man sich die Streifenpräsenz in bestimmten Bereichen der Körper- und Tabanidaktivität ansah (Caro et al, 2014). Die Zuordnung der Beinstreifendichte und der Tabanidaktivität ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Phylogenie der Equid-Unterart und ihrer Beinstreifenintensität (dargestellt durch den Innenkreis zwischen weiß und schwarz) und den Grad der Tabanidaktivität (dargestellt durch den Außenkreis zwischen dunkelblau und rot) Zeichnungen von Rickesh Patel (Caro et al., 2014).

Aber warum gab es eine so starke Verbindung? Dieselbe Studie aus dem Jahr 2014 untersuchte die Haarlänge verschiedener Zebra-Arten und stellte fest, dass sie viel kürzer war als andere ähnliche Pflanzenfresser (Caro et al, 2014). Der Vergleich ist in Abbildung 2 zu sehen. Längere Haare reduzieren nachweislich den Zugang zu Ektoparasiten. Dies könnte entweder bedeuten, dass Streifen so wirksam gegen Tabanide waren, dass längeres Haar nicht erforderlich war. Oder es zeigte sich, dass Streifen notwendig waren, um den Mangel an schützendem Haar auszugleichen.

Abbildung 2: Mittlere Haartiefe (oben) und Haarlänge (unten) von Zebraarten, nicht gestreiften Äquiden und Artiodactylen, gemessen mit Standardtechniken Längen und Tiefen wurden anhand von Durchschnittswerten von sieben verschiedenen Messpunkten im gesamten Körper berechnet. Die drei rechten Balken sind Maße der Mundteile von beißenden Fliegen. Alle Maße sind in mm (Caro et al, 2014).

Aus diesen früheren Studien geht hervor, dass weitere Untersuchungen zur Rolle der Beinstreifen in Tabanid erforderlich sind. Dort kehren wir zum Hauptereignis zurück. Das UC Davis-Team sah diese Erkenntnisse und wollte aus erster Hand sehen, ob Zebrastreifen eine Abschreckung für Tabanidenfliegen darstellen oder einfach mit ihrer Aktivität in Verbindung stehen.

Wo soll ich anfangen? Die Forschung begann mit einem Vergleich der Tabanidaktivität bei Pferden (E. caballus) und in Gefangenschaft gehaltenen Zebras (Equus burchelli oder E.quagga). Einzelpersonen wurden entweder mit Video aufgenommen oder direkt vor Ort beobachtet. Das Berühren, Umkreisen und Landen von Gastgebern wurde aufgezeichnet. Wie bereits erwähnt, unterscheiden sich Zebras und Pferde im Verhalten der Flugvermeidung. Sie haben auch einen unterschiedlichen natürlichen Geruch. Beide Faktoren hätten den zuvor gefundenen Unterschied im Flugverhalten erklären können. Um dies zu berücksichtigen, verglichen die Forscher in einer Pferdemodoshow die Landefrequenz von Pferden mit Pferden, die verschiedenfarbige Mäntel tragen. Mäntel waren schwarz, weiß und gestreift schwarz und weiß, um einen Zebrakittel nachzuahmen, ließen aber den Kopf frei. Die gleiche Aktivität wie zuvor wurde von zwei Beobachtern aus erster Hand gemessen. Wie in Abbildung 3 unten dargestellt, landeten Pferdeflugzeuge auf gestreiften Pferden im Vergleich zu einfachem Schwarz und Weiß deutlich weniger. Es gab keinen signifikanten Unterschied bei den Kopflandungen zwischen den drei Mänteln.

Abbildung 3: Durchschnittliche Anzahl der Tabaniden (einschließlich Standardfehler), die (a) oder Landung (b) auf Pferdemantelmänteln unterschiedlicher Farbe und Muster berühren. Dies wird mit der Landung auf dem nackten Kopf der gleichen Pferde verglichen (c). n = 7 (Caro et al., 2019).

Das Verhalten von Tabaniden, wenn sie sich in der Nähe der Tiere befanden, wurde auch mit Hilfe von Video-Tracking untersucht. Ihre Flugmuster waren in Anflug, Abflug und Untersuchung unterteilt. Annäherung und Verlassen sind ziemlich selbsterklärend und die Untersuchung entsprach der Zeit, in der die Fliege um das Tier schwebte. Beispiele für diese Flugbahnen bei Pferden und Zebras sind in Abbildung 4 dargestellt. In Abbildung 5 ist die durchschnittliche Fluggeschwindigkeit von Tabaniden in der Nähe von Pferden und Zebras dargestellt.

Abbildung 4: Beispielhafte Flugbahnen von Tabaniden um Hauspferde und Zebras in Gefangenschaft. Rote Linien entsprechen der Flugbahn und die roten Pfeile zeigen die Flugrichtung an. Blaue Sterne zeigen, wo Kontakt hergestellt wurde oder Landeplätze. Blaue Pfeile zeigen an, wo Manöver ausgeführt wurden, die zu Geschwindigkeits- oder Richtungsänderungen führten (Caro et al., 2019).Abbildung 5: Durchschnittliche Fluggeschwindigkeit in Pixeln pro Frame der Tabaniden während 0,5 Sekunden vor dem Anflug von Pferden (durchgezogene Linie) und Zebras (gestrichelte Linie). N Zebra nähert sich: 26 Mittelwert (Caro et al., 2019).

Die Ergebnisse der Studie zeigten Beweise dafür, dass Streifen die Landung von Tabaniden abschreckten, nicht aber die Annäherung über große Entfernungen. Kombiniert mit Zebra-Verhaltensvermeidung minimierte Bisse von Tabaniden. Alles in allem unterstützt dies die Idee, dass Zebrastreifen zur Tabanidenabschreckung dienen.

Aber halten Sie Ihre Pferde (ich musste, Entschuldigung). In der Studie wurde viel unternommen, was die Gültigkeit dieser Ergebnisse verringert. Wo ist das Studium fehlgeschlagen? Die Probengröße war ein großer Nachteil. Nur drei Zebras wurden über die gesamte Dauer der Studie getestet und insgesamt wurden weniger als zehn Pferde verwendet. Dies ist eine winzige Stichprobe und spiegelt sich in vielen der großen Standardfehlerbalken in den Abbildungen wider. Die Stichprobengröße wurde durch die Tatsache verstärkt, dass die Geschlechterverhältnisse der beobachteten Tiere stark in eine Richtung verdrehten. Es wurden nur weibliche Zebras und eine Mehrheit der männlichen Pferde verwendet. Ohne den Sex von der Gleichung zu entfernen, ist es schwer zu sagen, dass er keinen Einfluss auf die Ergebnisse hatte. Die Datenerhebung hatte auch einige Mängel. Bei der Aufzeichnung von Tabanid- und Wirtstieraktivität standen Beobachter extrem nahe. Dies könnte das Verhalten des Tieres sowie die Abschreckung und Anziehung der Tabaniden beeinflussen. Auch das graue Pferd in der Studie hatte eine noch geringere Berührungs- und Zirkulationsrate als die Zebras, sodass es vielleicht nicht alles trocken und trocken ist. Ich denke, diese Studie hat den richtigen Ansatz für eine interessante Frage gefunden. Ich habe jedoch Schwierigkeiten, in der Lage zu sein, sie auf der Grundlage verschiedener Aspekte der Methoden und der Größe der winzigen Proben ernst zu nehmen. Zebrastreifen mögen zwar zur Abschreckung von Fliegen dienen, aber ich brauche ein wenig mehr Überzeugung, bevor ich es als Tatsache nehme.

Verweise:

Caro T, Argueta Y, Briolat ES, Bruggink J, Kasprowsky M, Lake J, et al. (2019) Vorteile von Zebrastreifen: Verhalten von Tabanidenfliegen um Zebras und Pferde. PLoS ONE 14 (2): e0210831. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0210831

Caro, T. et al. Die Funktion von Zebrastreifen. Nat. Commun 5: 3535 doi: 10,1038 / ncomms4535 (2014).

Folie, L. D. "Tabaniden als Vektoren von Krankheitserregern." Parasitology today 5,3 (1989): 88–96.

Ruxton, Graeme D. „Die möglichen Fitness-Vorteile einer gestreiften Fellfärbung für Zebra.“ Mammal review 32.4 (2002): 237–244.