Lời giải được nhiều bằng chứng ủng hộ nhất hiện nay là sọc giúp ngựa vằn tránh bị ruồi hút máu đốt: ruồi bay tới gần nhưng lúng túng và hạ cánh thất bại trên bề mặt kẻ sọc. Các giả thuyết lâu đời hơn như ngụy trang trước sư tử, làm mát cơ thể hay giúp nhận ra nhau trong đàn đều đã được kiểm tra và không khớp dữ liệu bằng.
Dù vậy, câu chuyện chưa khép lại. Các nhà khoa học vẫn chưa hiểu rõ vì sao sọc làm ruồi bối rối, và sọc có thể phục vụ nhiều mục đích cùng lúc. Phần dưới đi qua từng giả thuyết, các thí nghiệm khá vui đã được làm để kiểm tra, và điều con người học được từ sọc ngựa vằn.
Ngựa vằn trắng sọc đen hay đen sọc trắng
Có ba loài ngựa vằn sống ở châu Phi: ngựa vằn đồng bằng phổ biến nhất, ngựa vằn Grévy với sọc mảnh và dày đặc, và ngựa vằn núi. Mỗi con có bộ sọc riêng không trùng với con nào, giống như vân tay của người. Từng có một phân loài ở Nam Phi tên là quagga chỉ có sọc ở nửa thân trước, đã tuyệt chủng vào cuối thế kỷ 19.
Câu hỏi "trắng sọc đen hay đen sọc trắng" có câu trả lời khá rõ: da ngựa vằn màu sẫm dưới lớp lông. Lông mọc từ những nang có tế bào sắc tố hoạt động thì đen, nang mà tế bào sắc tố bị "tắt" thì lông trắng. Vì thế nhiều nhà sinh học xem ngựa vằn là con vật nền tối, với các sọc trắng là nơi sắc tố bị ngăn lại. Thỉnh thoảng có những con ngựa vằn đột biến với chấm thay vì sọc, hoặc gần như toàn thân sẫm màu, cho thấy hệ thống tạo sọc có thể trục trặc.
Điều đáng chú ý là ngựa vằn có họ hàng gần là ngựa và lừa, những loài không có sọc hoặc chỉ có vệt mờ ở chân. Vậy sọc phải mang lại lợi ích gì đó đủ lớn ở châu Phi để được chọn lọc tự nhiên giữ lại. Từ thời Charles Darwin và Alfred Russel Wallace ở thế kỷ 19, các nhà tự nhiên học đã tranh luận lợi ích đó là gì.
Bốn giả thuyết chính và bằng chứng
Ngụy trang trước kẻ săn mồi. Ý tưởng là sọc phá vỡ đường viền cơ thể trong bụi cỏ, hoặc khiến kẻ săn mồi hoa mắt khi cả đàn chạy. Năm 2016, một nhóm nghiên cứu tính toán khả năng nhìn của sư tử, linh cẩu và thấy rằng ở khoảng cách xa hơn chừng 50 m vào ban ngày, chúng gần như không phân biệt được các sọc, và khi đó ngựa vằn trông như con vật màu xám đồng đều. Ở khoảng cách đủ gần để thấy sọc, kẻ săn mồi đã nghe và ngửi thấy con mồi. Sư tử cũng săn ngựa vằn rất thường xuyên, nên sọc không phải tấm khiên hiệu quả.
Làm mát cơ thể. Sọc đen hấp thụ nhiệt nhiều hơn sọc trắng, nên có người cho rằng sự chênh nhiệt tạo ra các dòng khí nhỏ làm mát da. Một nghiên cứu năm 2015 thấy độ đậm sọc của ngựa vằn đồng bằng ở các vùng khác nhau liên quan khá chặt với nhiệt độ. Nhưng các phép đo trên thùng nước bọc da sọc và da trơn cho kết quả không nhất quán, và giả thuyết này hiện còn tranh cãi.
Nhận diện trong đàn. Mỗi con có bộ sọc riêng, nên có thể sọc giúp ngựa vằn nhận ra nhau. Tuy vậy, ngựa và các loài họ hàng không có sọc vẫn nhận ra nhau tốt bằng mùi, tiếng và dáng. Giả thuyết này không giải thích được vì sao ngựa vằn lại cần sọc còn họ hàng thì không.
Chống ruồi hút máu đốt. Ruồi trâu, ruồi tse-tse ở châu Phi đốt đau, hút máu và truyền nhiều bệnh nguy hiểm cho động vật móng guốc. Lông ngựa vằn ngắn, khiến chúng dễ bị đốt. Đây là giả thuyết có nhiều bằng chứng thí nghiệm nhất, như phần tiếp theo trình bày.
Thí nghiệm áo sọc cho ngựa và sọc vẽ lên bò
Năm 2014, nhà sinh thái học Tim Caro (Đại học California, Davis) và cộng sự công bố trên Nature Communications một phân tích so sánh vùng phân bố của các loài và phân loài ngựa vằn, ngựa hoang, lừa hoang với nhiều yếu tố: kẻ săn mồi, nhiệt độ, độ che phủ rừng, và mật độ ruồi hút máu. Kết quả: mức độ sọc khớp nhất với vùng có nhiều ruồi hút máu hoạt động, không khớp tốt với sự có mặt của kẻ săn mồi hay nhiệt độ.
Để kiểm tra trực tiếp, năm 2019 nhóm của Caro làm thí nghiệm ở một trại ngựa tại Anh, nơi có cả ngựa vằn và ngựa nhà. Họ quay video ruồi trâu bay quanh, và còn cho ngựa nhà mặc áo choàng màu đen, màu trắng hoặc kẻ sọc như ngựa vằn. Ruồi vẫn bay tới gần ngựa vằn và ngựa mặc áo sọc với tần suất tương tự, nhưng khi tới sát, chúng không giảm tốc được để đáp xuống, cứ va vào hoặc bay vụt qua. Số lần ruồi hạ cánh thành công trên áo sọc ít hơn hẳn so với áo màu trơn.
Cùng năm, một nhóm nghiên cứu Nhật Bản vẽ sọc trắng lên bò đen và đếm hành vi xua ruồi như quẫy đuôi, lắc đầu, giậm chân. Bò vẽ sọc bị ruồi đậu ít hơn rõ rệt so với bò không vẽ hoặc chỉ vẽ sọc đen lên nền đen. Các kết quả này độc lập với nhau nhưng cùng chỉ một hướng: bề mặt kẻ sọc làm ruồi khó hạ cánh.
Phần còn bỏ ngỏ: vì sao sọc làm ruồi bối rối
Biết sọc đuổi ruồi rồi, câu hỏi kế tiếp là bằng cơ chế nào, và ở đây vẫn còn tranh luận. Một giả thuyết dựa trên ánh sáng phân cực: nhiều loài ruồi trâu bị thu hút bởi ánh sáng phản chiếu phân cực theo phương ngang, giống mặt nước, và năm 2012 một nhóm nghiên cứu Hungary và Thuỵ Điển cho thấy sọc đen trắng phá vỡ kiểu phản chiếu ấy, khiến bề mặt kém hấp dẫn với ruồi.
Giả thuyết khác dựa trên thị giác chuyển động. Mắt ruồi có độ phân giải thấp và đánh giá tốc độ tiếp cận bằng sự trôi của hình ảnh. Khi bay sát một bề mặt sọc lặp lại đều đặn, hình ảnh có thể gây ra ảo giác chuyển động sai hướng, tương tự hiệu ứng bánh xe quay ngược trong phim, khiến ruồi không phanh kịp. Cũng có ý kiến cho rằng sọc chỉ đơn giản phá vỡ hình dạng tổng thể, làm ruồi không nhận ra đó là một con vật lớn để hạ cánh.
Có thể nhiều cơ chế cùng hoạt động, và sọc cũng có thể mang thêm vài lợi ích nhỏ khác ngoài chống ruồi. Đây là ví dụ hay về cách khoa học thu hẹp một bí ẩn: từ năm, sáu giả thuyết ban đầu, dữ liệu đã loại dần những ý kém thuyết phục, nhưng câu trả lời cuối cùng vẫn cần thêm thí nghiệm về chính đôi mắt của loài ruồi.
Tóm tắt hiện trạng các giả thuyết
Bảng dưới tổng hợp mức độ ủng hộ của bằng chứng cho từng giả thuyết theo các nghiên cứu nổi bật đến nay:
| Giả thuyết | Bằng chứng ủng hộ | Bằng chứng chống | Hiện trạng |
|---|---|---|---|
| Chống ruồi hút máu | Phân bố trùng vùng nhiều ruồi; thí nghiệm áo sọc, bò vẽ sọc | Cơ chế chưa rõ | Được ủng hộ mạnh nhất |
| Làm mát cơ thể | Độ đậm sọc liên quan nhiệt độ ở một số vùng | Đo nhiệt trên mô hình không nhất quán | Còn tranh cãi |
| Ngụy trang, làm rối mắt kẻ săn mồi | Ý tưởng hợp lý trên lý thuyết | Sư tử khó thấy sọc từ xa; ngựa vằn vẫn bị săn nhiều | Ít được ủng hộ |
| Nhận diện trong đàn | Mỗi con sọc riêng | Họ hàng không sọc vẫn nhận ra nhau | Ít được ủng hộ, có thể là lợi ích phụ |
Lưu ý rằng các giả thuyết không loại trừ nhau hoàn toàn. Một đặc điểm tiến hoá vì lý do chính này vẫn có thể mang thêm lợi ích phụ khác.
Con người học được gì từ sọc ngựa vằn
Ruồi hút máu gây thiệt hại thật cho chăn nuôi: bò bị đốt nhiều thì ăn kém, giảm sữa, giảm cân, và có thể nhiễm bệnh do ruồi truyền. Ý tưởng vẽ sọc lên gia súc như thí nghiệm ở Nhật Bản được một số người xem là cách giảm dùng thuốc diệt côn trùng, dù sọc vẽ phai dần và cần làm lại thường xuyên. Áo trùm sọc cho ngựa cũng đã được bán ở một số nước.
Ở Việt Nam, ngựa vằn chỉ có trong vườn thú và công viên động vật hoang dã, nhưng bài học từ chúng áp dụng được cho những người nuôi trâu bò khổ vì ruồi trâu, mòng vào mùa hè. Còn với người tò mò, sọc ngựa vằn là lời nhắc rằng những đặc điểm quen thuộc nhất trong thế giới tự nhiên đôi khi lại có lời giải bất ngờ, và chỉ thí nghiệm cẩn thận mới tách được câu chuyện hay khỏi lời giải đúng.
Một bài học nữa về phương pháp: nhiều năm, giả thuyết ngụy trang được kể như sự thật trong sách thiếu nhi chỉ vì nghe hợp lý. Phải đến khi có người tính toán mắt sư tử thực sự thấy gì và đếm từng con ruồi hạ cánh, câu chuyện mới được viết lại.
Câu hỏi thường gặp
Ngựa vằn có thuần hoá được như ngựa không?
Đã có nhiều người thử trong lịch sử, và một số cá thể được tập kéo xe. Nhưng ngựa vằn nhìn chung khó thuần hoá: dễ hoảng, phản xạ tự vệ mạnh, hay cắn và đá. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng sống giữa nhiều kẻ săn mồi ở châu Phi khiến chúng cảnh giác cao, không hợp làm vật nuôi.
Mỗi con ngựa vằn có sọc khác nhau thật không?
Đúng vậy. Không có hai con ngựa vằn nào có bộ sọc giống hệt nhau, và các nhà nghiên cứu thực địa dùng ảnh chụp sọc để nhận diện từng cá thể, theo dõi quần thể qua nhiều năm mà không cần bắt hay đánh dấu chúng.
Ngựa vằn con mới sinh có sọc ngay không?
Có, ngựa vằn con sinh ra đã có sọc, nhưng sọc thường có màu nâu nhạt hơn và chuyển dần sang đen khi lớn. Ngựa con nhận ra mẹ qua mùi, tiếng và hình dạng sọc trong những ngày đầu, nên ngựa mẹ thường giữ con tránh xa các con khác một thời gian ngắn sau sinh.
Có động vật nào khác có sọc vì lý do chống côn trùng không?
Một số nhà nghiên cứu nghi rằng sọc mờ ở chân của một số loài họ hàng ngựa, hay hoa văn ở vài loài linh dương, có thể cũng liên quan tới côn trùng đốt, nhưng bằng chứng còn ít. Sọc ở hổ, cá hay rắn thường được giải thích bằng ngụy trang hoặc cảnh báo, là chuyện khác hẳn.
Mặc áo kẻ sọc có giúp người bị muỗi đốt ít hơn không?
Chưa có nghiên cứu đáng tin cho thấy áo kẻ sọc giảm muỗi đốt ở người. Muỗi tìm người chủ yếu bằng khí carbon dioxide trong hơi thở, mùi da và nhiệt cơ thể, khác với ruồi trâu dựa nhiều vào thị giác. Phòng muỗi vẫn nên dùng màn, quần áo dài và các biện pháp được khuyến cáo.