为什么要在牛屁股上画画？

文章来源：“科学大院”公众号（ID：kexuedayuan）作者：苏澄宇

在牛屁股上画画？还一边屁股画一个？这是人干的事？！

没错，这是人干的，还是科学家干的。而且画的图形很奇怪，一些牛被画上了类似眼睛的图案：

图片来源：Ben Yexly/UNSW

还有一些牛则被画上了十字……

图片来源：文献1

根据形状来看，这些图案应该不是科学家们的恶作剧，那么他们为什么会在牛屁股上画画呢？

为啥在牛屁股上画画？

说起来有些难以置信，在牛屁股上画画是对牛的一种保护。

有心的读者可能已经注意到了，牛屁股上类似眼睛的东西，特别像自然界的一种动物——猫头鹰蝶的翅膀上的纹理。

图片来源：pixabay

猫头鹰蝶之所以叫这个名字，就是因为它独特的外观。
猫头鹰蝶翅膀上的那两个类似眼睛的东西，也就是眼斑，具有拟态的作用，可以让它的身体看起来酷似猫头鹰的脸。

图片来源：butterfly planet；pixabay

类似于猫头鹰双眼的翅膀纹理，让那些想吃蝴蝶的捕食者，比如癞蛤蟆，误以为有一只大眼睛动物在虎视眈眈地瞪着它，不由得感到害怕而不敢攻击猫头鹰蝶。
不光捕食者会感到害怕，人看着这双“眼睛”也会感到不太舒服。很明显，这是一种用于防止天敌进攻自己的伪装。
据此推测，科学家在牛屁股上画眼睛很可能也是为了保护牛。

为啥画眼睛？

屁股被画眼睛的这群牛，住在博茨瓦纳。博茨瓦纳位于非洲南部，是一个拥有大片草原的内陆国家。
在博茨瓦纳奥卡万戈三角洲等地，栖息着多样的野生动植物，其中就包括住在国家公园的狮子、花豹、猎豹、鬣狗和非洲野狗等多种肉食动物。

图片来源：pixabay

当地的畜牧业比较发达，畜牧业带来的收入约占总农业收入的80%左右，其中最主要的就是养牛。而那些居住在国家公园边缘的肉食动物，可不仅对草原上的牛羚和羚羊感兴趣，公园外那些住在围栏里的牛，也同样是它们的猎食目标。
在野外，干旱缺水是常有的事，缺少了生命之源，如何在这片大草原上生存自然成了问题，恶劣的生存环境迫使食肉动物冒险去抢食人类养的牛。
根据博茨瓦纳统计局去年的普查，该国的牲畜数量从2011年的250万头下降到了2015年的170万头，这其中有不少进入了食肉动物的肚子。
在矫健的食肉动物面前，围栏也难以保护牛的性命。在下面这张图中可以看到，狮子在围栏周围悠闲踱步，最终跳了过去。

图片来源：Ben Yexly/UNSW

捕食者看到农民养的牛群，就像看到了美味的的牛排，毕竟被人类圈养的家畜和外面的野生动物比起来，逃生能力差得不是一星半点，大部分只能沦为盘中餐。

被狮子吃完之后余下的小牛骨头

图片来源：experiment.com

看到自己的牛被吃掉，农民自然很不爽，因此他们会想方设法捕杀这些食肉动物，有的选择拿起武器射杀，有的选择投毒，甚至有的农民会用长矛攻击它们。即便在博茨瓦纳狩猎是违法的，但有些人为了自己的利益依旧会选择冒险。
为了保护农民的利益，也为了保护狮子等食肉动物，新南威尔士大学(UNSW)的研究人员尼尔 · 乔丹Neil Jordan便想到通过在牛屁股上画眼睛来吓退捕食者。
据说，尼尔想到这办法是因为在一次实地考察中，他看到一只狮子跟踪了一只黑斑羚近30分钟，但当羚羊转头看狮子的时候，狮子突然放弃了跟踪。尼尔认为也许是黑斑羚的目光救了它自己。
那么，如果在动物屁股上画一对眼睛，是不是不用回头就可以让狮子望而却步呢？

科学家的奇怪想法

老实说，尼尔自己一开始对这个办法也没什么信心。2015年，尼尔选择在博茨瓦纳北部一个野生动物保护区边缘的农场做了一个小规模的预实验。
他先准备了一个“眼睛”模板，之后只要把模板涂上颜料，往牛屁股上一扣就可以了。同时，他还准备了一个带有GPS的牛项圈，以便跟踪牛的位置，并方便了解它们是否被猎杀。

制作模板的过程和牛项圈

图片来源：experiment.com

之后，他便给其中23头牛的屁股画上了眼睛，另外39头牛作为对照，屁股上没有画任何东西。

研究人员给牛屁股画眼睛

图片来源：Elsa Lijeholm

然后这些牛都被放出了牛栏，隔段时间后再根据GPS找它们回来。
结果，那些屁股没画眼睛的牛，有3头被杀死了；而那些屁股画眼睛的牛，全部安全回家了。

图片来源：Elsa Lijeholm

这个结果让研究者相信，在牛屁股上画眼睛是有用的。
于是，尼尔在2016年筹集了6323美元（预期是4510美元，超出了130%）作为实验资金，开始正式实验。他准备给当地农场里更多的牛屁股画上眼睛，并且他还给这个项目取了一个看起来很有科技感的名字：i-cows……（他一定是个苹果迷）

这次实验花了整整4年时间，研究人员在683头牛屁股上画了眼睛，543头牛屁股上画了十字，另外835头牛屁股作为对照什么也没画。
可以看出实验方式和前面一样，只是规模更大了，时间更长了，当然这样得到的数据就更可信。

图片来源：文献1

在4年的时间里，那些屁股画了眼睛的牛，一只都没丢；那些屁股画了十字的牛，丢了4头；那些屁股光溜溜的，丢了15头。
这个实验结果还是很明显的：屁股上画眼睛对“牛身安全”确实起到了很好的保护作用。
这一结果让科学家们都有点意外，他们根据动物的习性给出了以下的解释。

画眼睛为什么有用？

不管是狮子、猎豹，或是其他捕食者，一般都是靠伏击来捕猎的。
狮子可能会灵活些，偶尔会直接冲过去就是干，相比之下独行的猎豹则会完全使用伏击狩猎的策略，在捕猎之前会先把自己藏在草丛之中。

图片来源：Roie Calitz

绝大多数情况下，捕食者都是靠出其不意的攻击，来增大捕食猎物的成功率，如果被猎物看到了，它们很有可能会放弃捕猎。因为一旦被看到，猎物就会马上跑掉，虽然捕食者依旧可以追上去，但失去了攻击的最佳机会，也意味着失败的概率会大大增加。
加上捕食过程中需要耗费大量的体力，如果抓到了猎物还能饱餐一顿，补充体力，没抓到猎物就只能白费力气了。这么一来，精准有效的进攻对于这些大猫来说非常重要。
在牛屁股上画眼睛，这些假眼睛向潜在的捕食者发出信号，让捕食者意识到自己已经被发现了，进而阻止了它们进一步的攻击，这种方式被称为“追踪威慑”。
这就是在牛屁股上画眼睛会有用的原因——眼睛的注视让狮子知道它扑过去可能会失败。
既然画眼睛在牛屁股上有保护作用，那么对人来说应该也有用。以后去非洲的话，可以穿件背后有眼睛的衣服（当然也可以在屁股上画），碰到狮子说不定还能当个护身符……

参考文献：

[1]Radford, C., McNutt, J.W., Rogers, T. et al. Artificial eyespots on cattle reduce predation by large carnivores. Commun Biol 3, 430 (2020). https://doi.org/10.1038/s42003-020-01156-0

https://en.wikipedia.org/wiki/Owl_butterfly

[2]https://experiment.com/projects/i-cows-can-intimidating-eye-patterns-painted-onto-cows-reduce-lion-attacks

[3]http://www.new-ag.info/en/country/profile.php?a=845

本文由科普中国融合创作 出品，苏 澄宇制作，中国科学院计算机网络信息中心监制 。 本文出品自“科学大院”公众号（kexuedayuan），转载请注明公众号出处。
科学大院是中科院官方科普微平台，由中科院科学传播局主办、中国科普博览团队运营，致力于最新科研成果的深度解读、社会热点事件的科学发声。

微信编辑 | 谢爽