斑馬，你為什麼身上有條紋呢？


為什麼斑馬會有黑白相間的紋路呢？這是許多研究團隊想探討的問題。可能的原因有很多種，而在"Motion camouflage induced by zebra stripes"文中，他們探討條紋對蠅蟲的影響。先前的研究顯示，條紋會擾亂一些吸血蠅蟲的視覺，因此可以保護斑馬不受到牠們的侵擾。研究團隊使用受到果蠅視覺啟發的運動檢測演算法：Reichardt model，來分析斑馬不同部位的條紋，會產生什麼樣的影響，並與以下兩個視覺錯覺比較。（因此此研究著重在觀察此算法產生的影響，較不著重生物上斑馬及其觀察者之間的關係。）

視覺錯覺：
當週期性的條紋「動」起來時，時常引發錯覺，如wagon wheel effect、barber pole illusion。
  • wagon wheel effect：車輪效應常出現在以前的電影。在電影的頻閃呈現下，如果有一個車輪旋轉越來越快，超過某個速度後，我們看起來好像車輪反轉了。想像一下下方的輪子順時針轉動，較慢狀況下（圖1左）我們能分辨他是順時針轉，但當速度變快，我們反而看到輪子逆時鐘旋轉。
圖1（圖片來源：https://www.scienceabc.com/eyeopeners/wheels-appear-spinning-backwards-high-speeds.html）

  • barber-pole illusion：大家對於這個在理髮廳外的轉軸應該不陌生。這個轉軸事實上是逆時針在轉動，因此條紋應該是向左運動；然而，看起來似乎又像是往左上移動，又或是整組條紋像是往上移動。這就是孔徑問題（aperture problem）。當我們從小孔（區域）觀察運動，局部運動的方向並不明確。(圖2) 

圖2

結果：
由圖3的結果可發現，wagon wheel（左a）在較慢的速度下（左b），方向結果是逆時鐘的；但如果再加快速度（左c），會出現順時鐘的運動。而barber-pole（右a）的條紋雖然是由右往左移動，右二右三皆可看見方向卻顯示是往左上方移動。再觀察斑馬的條紋（中間的圖），發現在速度快時（中c），側邊也會像wagon wheel一樣速度方向反轉，而臀部則也有像barber-pole一樣，明明是往左移動，卻顯示往左上移動。圖d則是比較沒有紋路的馬的反應。
圖3

同時也有其他團隊，將馬身上披上條紋外套，結果也同樣顯示，蠅蟲較少長時間停留在披上條紋外套的馬身上。因此，這樣對比強烈的條紋，或許真的可以保護斑馬，不受到蚊蟲的侵擾。


撰文：吳芯瑀


Reference
1. How, Martin J., and Johannes M. Zanker. "Motion camouflage induced by zebra stripes." Zoology 117.3 (2014): 163-170.
2. Wikipedia contributors. (2021, May 6). Barberpole illusion. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 07:15, August 25, 2021, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Barberpole_illusion&oldid=1021731763

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