Co łączy matematykę, genetykę, socjologię i historię? Pasiasty koniowaty.
Grafika okładkowa: Piotr Pawłowski
Wśród długiej listy dzikich zwierząt, które można spotkać w ogrodach zoologicznych, zebry z pewnością należą do najbardziej oczywistych – oraz najmniej imponujących. Ot co, koń w czarne paski. Tymczasem te pozornie banalne koniowate mogą zadziwić w niemalże każdej dziedzinie nauki.
Nie „po prostu zebra”
Wbrew powszechnie przyjętej opinii, słowo „zebra” niekoniecznie odnosi się do pasiastego koniowatego zamieszkującego sawannę. Ta nazwa określa bowiem aż trzy gatunki – zebra stepowa (Equus quagga, najliczniejsza), zebra pręgowana (Equus grevyi) oraz zebra górska (Equus zebra, najmniejsza, a jednak imienniczka całej grupy) – dzielące się następnie na liczne podgatunki, z czego jeden wymarły (Equus quagga quagga).
Jak same nazwy wskazują, nie wszystkie zebry zamieszkują równiny. Spotkać je można w najróżniejszych środowiskach takich jak: łąki, sawanny, lasy, cierniste zarośla czy góry. Nie oznacza to jednak, że popularne skojarzenie zebry ze stepem nie ma uzasadnienia: szacuje się, że w przyrodzie występuje ok. 750 000 zebr stepowych, jedynie 2 500 pręgowanych i 9 000 górskich. Tak duża dysproporcja wynika przede wszystkim z kłusownictwa oraz niszczenia naturalnego środowiska tych gatunków. Najbardziej zagrożona Equus zebra szczególnie odczuwa skutki ogradzanych pól uprawnych, które blokują jej dostęp do źródeł wody. W rezultacie, statystycznie rzecz biorąc, jeżeli spotykamy pasiastego koniowatego, prawdopodobnie jesteśmy na stepie.
Na co komu dziś paski
Po co zebrom paski? Hipotez istnieje kilka. Najbardziej rozpowszechniona mówi o ochronie przed owadami. Naprzemienność białych i ciemnych stref miałaby dezorientować np. muchy tse-tse, powstrzymując je przed lądowaniem, a w konsekwencji przed ukąszeniem. Inną zaletą byłaby swoista klimatyzacja: czarne pasy nagrzewają się szybciej niż białe, powodując ruch powietrza – szybszy na ciemnym, wolniejszy na jasnym.
Istnieje też możliwość, że paski stanowią odpowiedź na zagrożenie ze strony drapieżników. Po pierwsze, gdy zebry stoją w stadzie, trudno rozróżnić, gdzie kończy się jedna, a gdzie zaczyna kolejna. Po drugie, w nocy jednobarwne umaszczenie, nawet czarne, wyróżnia się na tle stepu, w przeciwieństwie do heterochromatycznego, biało-czarnego. Biorąc pod uwagę status zebry jako szybkiej przekąski dla większości mięsożerców, każda przewaga może uratować życie.
Liczba pasków
Nic jednak, co dotyczy zebry, nie jest oczywiste – nawet jej paski. Chociaż z jednej strony pozwalają wtopić się w masę stada, czyniąc osobnika niezauważonym, z drugiej nie ma dwóch zebr o identycznych pasach. Podobnie jak ludzkie odciski palców, każda posiada wyjątkowy wzór o innych kształtach i liczbie.
Charakterystyczny fason nie wynika jednak z przypadku, a z gatunku, do którego przynależy dany okaz. Średnio wynosi około 26 pasów dla zebry stepowej, 43 dla zebry górskiej, sięgając do 80 dla zebry pręgowanej. Odnotowano również okazy wyjątkowe: nakrapiane zamiast pasiastych, o białych wzorach na czarnym ,,tle” czy nawet czarnych na brązowym.
Biała w czarne paski?
Na arytmetyce sprawa się jednak nie kończy – egzystencjalnej debacie „czarna w białe” czy „biała w czarne” należy położyć kres. Ostatecznie, jak mówi masajskie przysłowie, zebra zabiera swoje paski, gdziekolwiek pójdzie.
Patrząc na niemalże jednolicie białe źrebaki, kuszące jest stwierdzenie, że zebra ma czarne paski na białym tle. Wydaje się również, że większa „powierzchnia” zwierzęcia pozostaje biała (ewentualnie brązowa u niektórych osobników). Naukowcy nie uznali tego jednak za wystarczające. Przepis na rozwiązanie dręczącej zagadki okazuje się nadzwyczaj prosty i szybki – wystarczy ogolić zebrę. Po wycięciu pasiastego włosia objawia się jednolicie czarna skóra (w przeciwieństwie do np. tygrysa, którego pręgowane wzory odzwierciedlone są również pod futrem), ustanawiając ostatecznie koniowatego jako czarnego w białe paski.
Zebra = koń?
Cztery kopyta, para chrapów, ogon i grzywa – na papierze wszystko się zgadza, zebra wydaje się po prostu pasiastym koniem. Dlaczego więc pierwsi ludzie nie opuścili Afryki na ich grzbietach? Otóż tym, co łączy oba gatunki, jest jedynie wygląd. O ile kolonialiści w XVIII i XIX w. podjęli się kilku prób oswojenia gatunku, o tyle nigdy nie udało się go udomowić.
Po pierwsze, zebrę należy złapać. Ta zaś, w odpowiedzi na liczbę zwierząt traktujących ją jak produkt garmażeryjny, rozwinęła liczne strategie defensywne. Do powyższych można zaliczyć np. wspomniane wzory na sierści, gryzienie czy zdolność do długotrwałego biegu, ale również brykanie i potężne kopniaki mogące złamać nawet czaszkę lwa.
Gdyby jednak udało się pochwycić upartego koniowatego, wciąż należy uporać się z jego charakterem. Tam, gdzie konie gromadzą się w stada o ściśle określonej hierarchii i związkach rodzinnych, zebry mają w najlepszym wypadku towarzyszy podróży. W ten sposób, na dłuższą metę, schwytane konie mogą w człowieku dojrzeć dziwnego członka stada, za którym należy podążać… a zebry w najlepszym razie irytującą małpę.
Rodzaj ludzki słynie jednak z wytrwałości – dlatego kilka udomowień miało rzeczywiście miejsce. Kolonialiści niemieccy próbowali wytresować zebry jako zamienniki koni, a Walter Rotschild posiadał ich cały zaprzęg. Niestety, upartość i strachliwość tego koniowatego wstrzymały dalsze próby projektowe – zwłaszcza w obliczu alternatywy w postaci koni.
Migrujące haremy
W przeciwieństwie do ich udomowionych kuzynów, strukturze społecznej zebr daleko do prostoty. U osobników stepowych i górskich są to głównie haremy: jeden ogier, kilka klaczy oraz ich źrebięta. Niemniej nie stanowią one zupełnie zamkniętych grup. Obserwuje się bowiem dosyć płynną dynamikę (ang. fission-fusion): zwierzęta gromadzą się w społeczności o zmiennej liczebności, zależnie od np. pory dnia lub regionu (większe zespoły nocą, dla ochrony; mniejsze za dnia, do poszukiwania pożywienia). Sprawy inaczej mają się u zebry pręgowanej. Tam ogier po prostu wyznacza obszerne terytorium i monopolizuje klacze, które na nim przebywają. W obu wypadkach samce zbyt młode, by szukać szczęścia w pojedynkę, gromadzą się w tzw. grupy kawalerskie, w których migrują do czasu dojrzałości.
Jadłospis pasiastego koniowatego wyklucza bowiem długie trwanie w miejscu. Żywiące się mało odżywczymi, twardymi trawami grupy zmuszone są do podążania za deszczami i spowodowaną przez nie bardziej obfitą wegetacją – podobnie jak wołowate z rodzaju gnu (Connochaetes sp.). O ile te ostatnie posiadają rekord najliczniejszej migracji naziemnej w Afryce (stada potrafią liczyć ponad 1,5 miliona osobników), o tyle to zebry ustanowiły rekord najdłuższej migracji lądowej. Badania ośmiu klaczy zebry stepowej, prowadzone w 2012 i 2013 r., udokumentowały łączną wędrówkę 500 km w linii prostej, przyznając temu gatunkowi miano zwierzęcia o najdłuższej znanej drodze migracji w Afryce.
Kontrola zalesienia
Nie ograniczając się do bycia częścią afrykańskiego krajobrazu, zebry przyczyniają się do jego rzeźbienia. Po pierwsze, jak wspomniano wyżej, stanowią stałe źródło pożywienia dla większości dużych drapieżników sawanny (np. w Serengetti za 30% śmierci osobników odpowiadają lwy i hieny). Dzięki zaś regularnym polowaniom i eliminacji najsłabszych okazów, stada pozostają zdrowe i wolne od chorób.
Po drugie, zebry, jako roślinożerne „pionierki”, odżywiają się wszystkimi rodzajami traw – nawet najtwardszymi czy najdłuższymi odmianami. Przeczyszczają w ten sposób pastwisko dla innych, bardziej wybrednych roślinożerców, często w rezultacie migrujących za nimi.
Nawet populacja insektów zależna jest w sposób pośredni od zebr. Ponieważ te pasiaste koniowate często pasają na tych samych roślinach co owady inwazyjne, ograniczenie dostępu do pożywienia również ogranicza ilość insektów. Wyginięcie zebry mogłoby z kolei spowodować gwałtowny wzrost populacji owadów, a to z kolei poważne problemy w, już trudnych, afrykańskich uprawach.
Wierzchowiec dr. Frankensteina
Ostatnia przedstawicielka gatunku Equus quagga quagga zmarła w ogrodzie zoologicznym w Amsterdamie w 1883 r. Jak w wielu innych przypadkach tamtych czasów, wówczas nawet nie zauważono, że tym samym właśnie wyginął cały gatunek. W rezultacie nietypowe (nawet dla zebry) częściowo pasiaste, częściowo białobrunatnożółte umaszczenie kwagi można od wtedy oglądać na jedynym istniejącym zdjęciu, ewentualnie na 23 zachowanych eksponatach (większość z nich znajduje się w Europie, z czego część w Niemczech).
Istniało jednak wyjście z tej sytuacji. Założony w 1987 r. „Project Quagga” zakładał przywrócenie gatunku dzięki badaniom DNA. Okazało się bowiem, że kwaga nie stanowi wcale oddzielnej gałęzi ewolucyjnej, a jedynie podgatunek zebry stepowej (a przynajmniej jest jej bardzo bliska, brak konsensusu naukowego w tej sprawie). Projekt zakładał więc, na drodze prostej selekcji hodowlanej, przywrócenie wymarłej odmiany, krzyżując wybrane Equus quagga (zebry stepowe).
Plan zakończył się sukcesem i „kwagi 2.0” można już spotkać czy to półdziko, czy w prywatnych zagrodach południowo afrykańskich. Pojawia się jednak pytanie, czy gatunek tak „po prostu” wyglądał. Tak jak inne rodzaje zebr, oryginalna Equus quagga quagga na pewno miała własne adaptacje do środowiska, o których dziś nic nie wiadomo. Dyskusja nad podstawnością „Project Quagga” pozostaje więc otwarta.
Turing a zebra
Co łączy informatykę i zebry? Alan Turing. Genialny kryptolog, pra-twórca komputera i matematyk w 1952 r. stworzył zbiór równań mających na celu modelowanie wzorów widocznych w przyrodzie, takich jak np. paski zebry.
Zaprzęgając do pracy najlepszy dostępny mu komputer – Ferranti Mark I – wyprowadził tak zwany model „reakcji-dyfuzji”, tłumaczący, jak w zarodku mogą powstać plamy, pasy, łaty czy inne typy umaszczeń. W uproszczeniu, wszystko opiera się o dwie substancje, jedną roznoszącą się z większą prędkością niż druga. „Czarna” zaczyna rozlewać się pierwsza, później dołącza do niej „biała”, która jednak rozprzestrzenia się szybciej: tak powstaje jeden pas.
O ile te równania nie zyskały specjalnie na popularności w momencie ich publikacji, o tyle znalazły poparcie w nowych odkryciach embriologicznych, przyczyniając się do rozwoju zarówno zoologii, jak i medycyny.
Zebry wśród nas
Słychać tętent kopyt – jakie to zwierzę? W większości przypadków – dokładnie 9 995/10 000 – można stwierdzić, że koń. Jednak dla tych pozostałych 5/10 000 poprawna diagnoza może zmienić życie. I nie chodzi tu tylko o stwierdzenie, czy mamy do czynienia z pasiastym koniowatym – istnieją osoby, które mówią o sobie „zebry” nawiązując do zbyt częstego „upraszczania do konia”. Do lekarzy, u których spędzają wiele czasu, nawołują: gdy słyszysz tętent kopyt, myśl czasem ,,zebra”, nie zawsze „koń”.
28 lutego obchodzony jest ich dzień – międzynarodowy Dzień Chorób Rzadkich, zbioru różnorakich patologii tak niespotykanych, że ich diagnoza zajmuje średnio od 4 do 8 lat. W Polsce na te choroby cierpią łącznie 3 miliony mieszkańców (z czego więcej niż połowa pacjentów ma mniej niż trzy lata); w Europie 30 milionów. Charakteryzują ich niespecyficzne objawy takie jak ból głowy czy ból mięśni. Dochodzą do tego konsultacje u lekarzy 7-8 różnych specjalizacji i ogólne załamanie własnym stanem. Pytania typu „może jednak nic mi nie jest?” czy „może to jednak hipochondria?” są na porządku dziennym.
Opóźnienie diagnozy może bowiem mieć fatalne skutki – tak jak np. w przypadku fenyloketonurii, gdzie brak leczenia prowadzi do nieodwracalnego uszkodzenia mózgu. Chorzy, na skutek mutacji, nie produkują poprawnie enzymu PAH (hydroksylazy fenyloalaninowej), niezbędnego do rozkładania aminokwasu fenyloalaniny. W rezultacie ten ostatni gromadzi się w organizmie, upośledzając rozwój umysłowy. O ile w przypadku fenyloketonurii wprowadzono badania przesiewowe u noworodków, o tyle stanowi ona przestrogę diagnostyczną. Chcąc uniknąć dalekosiężnych skutków zbyt późnego poprawnego rozpoznania choroby, dobrze pamiętać o metaforze z zebrą – może okazać się, że koniowaty w paski uratuje nawet komuś życie.
Zebra z pewnością należy do jednych z pierwszych egzotycznych zwierząt, jakie pokazuje się dzieciom. Może dlatego wydają się takie „oczywiste”, do stopnia, w którym stają się banalne, niewarte czyjegoś czasu. Tymczasem, według afrykańskiego przysłowia – nie wszyscy, którzy gonili zebrę, ją złapali. Jednak każdy, kto ją złapał, kiedyś ją gonił.