文／簡麗賢

「斑馬為什麼有黑白條紋？」「斑馬的皮膚是黑色為底？還是白色為底？」我家三個小孩在幼年成長期閒逛木柵動物園時，看到格列威斑馬的黑白條紋，常提出這兩個問題。

「斑馬為什麼有黑白條紋？」大哉問，看似普通的黑白條紋，背後卻隱藏科學的奧祕與學問。這個「條紋之謎」使達爾文等科學家困惑逾一世紀，提出不少論點，其中驅趕蚊蟲、散熱以降低體溫是兩大著名假設。

條紋驅蟲 確有此事



科學強調理性，重視思考與檢驗。科學工作者不固執己見、不妄下決斷，一切由客觀實驗的結果作為判斷標準。為了證明「斑馬的條紋驅趕蚊蟲」的假說，美國加州大學生物學家蒂姆．卡羅（Tim Caro）的研究團隊，曾在馬場近距離觀察純色棕馬與黑白斑馬，以及嗡嗡飛吸食哺乳動物血液的馬蠅或牛虻，經過研究人員站在距離馬兒2公尺方圓內的不同位置，肉眼觀察，並且藉攝錄影機記錄馬與馬蠅的行蹤，再逐一分析錄影畫面，發現停留在斑馬身上的馬蠅數目，遠比在純色棕馬少，亦即該馬場的馬蠅很少停留在斑馬身上。

蒂姆．卡羅的研究團隊從記錄的畫面，看到馬蠅接觸純色棕馬前，先盤旋轉圈再逐漸減速，然後穩穩地降落在棕馬身上，至少能停留10秒，最長停留20分鐘。令人驚訝且費解的是，馬蠅接觸斑馬瞬間幾乎未減速，直接撞上去而被彈開，好像滑手機的行人不注意路況而撞上透明玻璃。

至此「條紋真的能驅趕馬蠅？」研究團隊還不敢妄下定論，因為影響馬蠅飛行軌跡的因素可能還有當時環境的氣味、溫度或風速等。為了解與控制這些變數，研究團隊逐一設計實驗以驗證，最後知道黑白條紋會影響馬蠅的飛行路徑，迷惑馬蠅的判斷，斑馬的黑白條紋具有驅除馬蠅的功能。

馬科動物為何只有斑馬演化出黑白相間的紋理？科學家提出不同角度的假說，其中之一是「斑馬的黑白條紋幫助調節體溫」。不過仍有科學家質疑此說法，認為斑馬黑白紋的主要用途是「影響吸血昆蟲的視覺，令其難以著陸叮咬斑馬」。黑白條紋是否能幫助斑馬調節體溫？仁智互見，也有科學家以兩隻生活於非洲天然棲息地的斑馬為研究對象，分析黑白紋間的溫差，發現在每天最熱的7小時，黑色紋溫度會比白色紋高出約13℃，在斑馬皮膚產生對流而幫助降溫。

「黑白條紋是否有助對流降溫？」引起其他科學家的研究興趣，科學家認為跟條紋最有關聯的因素是溫度，具體而言，天氣愈熱，斑馬身上的條紋就愈多。後來科學家想了解是否有其他機制幫助調控斑馬體溫。

科學家史帝芬（Stephen）及艾利森（Alison）研究發現，斑馬黑色紋上的毛髮會豎起，皮膚分泌的「泡沫汗」會加強對流作用，這是物理學的「冷卻漩渦」理論，當空氣接觸斑馬的皮膚時，黑色比白色易吸熱，黑條紋處的溫度較高，上方氣流流速較快，白條紋處溫度較低，上方氣流較慢，在這兩股反向氣流的交會處，形成氣漩，具有冷卻斑馬皮膚的效果。因為泡沫汗比正常汗水具有較大表面積，可以使皮膚加速蒸發水分，幫助降溫。然而蒂姆．卡羅卻認為，黑白紋以物理方式造成空氣渦流（eddy），應是阻止馬蠅停留在斑馬皮膚的原因。

獨特條紋 降溫保命



斑馬的特色是身上黑白相間的條紋，每一匹斑馬的條紋，就像人類的指紋不會重複，具有獨特性，而此特殊條紋具有散熱降溫及保命的功能。令人好奇的是，斑馬究竟是黑底白紋？還是白底黑紋？加州大學的科學家揭開謎底，斑馬的毛囊主要分泌黑色素，是「黑肉底」。