В мире интересного. Пример мимикрии у растений
Мимикрия
Мимикрия
В процессе эволюции одни организмы начинают подражать другим — либо чтобы отпугнуть возможных хищников, сигнализируя об опасности, либо чтобы приобрести сходство с теми видами, которых принято избегать.
В соответствии с теорией эволюции, живые организмы стремятся развивать те признаки и особенности, которые повышают их приспособленность, то есть способность передавать свои гены следующему поколению. Некоторые виды в результате такой эволюции приобрели поразительное внешнее сходство с другими видами — это явление называют мимикрией.
У многих видов в процессе их развития сформировалась система заблаговременного предупреждения, предостерегающая потенциальных противников, — вспомните белые полоски скунса или бросающуюся в глаза полосатость жалящих насекомых, вроде ос или пчел. Причина формирования таких сигналов ясна. Противник, столкнувшийся со скунсом или осой со всеми вытекающими последствиями, в будущем, вероятно, будет избегать встречи с представителями этого вида. Следовательно, представители этого вида, несущие гены этих отличительных признаков, будут выживать в течение более длительного времени и оставят больше потомства — классический пример естественного отбора в действии. Однако для того, чтобы система предупреждения была действенной, столкновения между потенциальными агрессорами и представителями вида должны происходить достаточно часто. Вот эту способность воспроизводить знаки, предупреждающие об опасности, и стараются развить в себе другие виды, выживающие за счет мимикрии.
Впервые одну из форм мимикрии описал в 1852 году Генри Бейтс. Самый наглядный пример так называемой бейтсовской мимикрии можно наблюдать у бабочек. Гусеницы бабочки-монарха накапливают гликозид — токсичное химическое вещество, образующееся у них как побочный продукт метаболизма, и это вещество передается взрослой бабочке. Из-за этого бабочка неприятна на вкус (и даже ядовита) для птиц — главных охотников на бабочек. Поэтому, однажды попробовав бабочку-монарха, птицы в дальнейшем уже не посягают на них. Несколько вполне приятных на вкус и безвредных бабочек использовали в своих целях дурную славу химического оружия, которое бабочка-монарх применяет для защиты от хищников. Например, бабочка-ленточник имеет такую же черно-оранжевую окраску, как и бабочка-монарх, и их легко перепутать. Поэтому хищники не трогают бабочку-ленточника, а значит, с точки зрения теории Дарвина, она тоже «более приспособлена».
Другую форму мимикрии впервые описал в 1878 году немецкий натуралист Фриц Мюллер (Fritz M&覴ller, 1822–97). Наилучшей иллюстрацией мюллеровской мимикрии, как ее теперь называют, являются жалящие насекомые, такие как осы и пчелы. На теле этих насекомых имеется хорошо заметный полосатый рисунок. Идея заключается в том, при расширении «кольца» насекомых с отличительной окраской потенциальные агрессоры с большей вероятностью пройдут описанный выше процесс обучения. Например, птица, ужаленная осой одного вида, будет избегать ос и других видов. Согласно принципу мюллеровской мимикрии, каждый вид с подражательной окраской или формой может оставить о себе неприятные воспоминания — острую боль в случае пчел и ос.
При бейтсовской мимикрии между имитатором и моделью существует неустойчивое равновесие. Например, если в определенной местности популяция ленточника будет чрезмерно многочисленной, птице, вероятно, попадется одна из вкусных бабочек ленточника раньше, чем она увидит бабочку-монарха. В этом случае защита монарха (и подражание ленточника) резко упадет в цене. (Применительно к паре «монарх—ленточник» такое равновесие было нарушено в январе 2002 года, когда из-за сильного шторма в Мексике, где зимует бабочка-монарх, погибло почти четверть миллиарда этих бабочек.) Следовательно, бейтсовская мимикрия эффективна лишь в том случае, когда имитатор значительно уступает модели в численности. Как это часто бывает в жизни, хорошего понемножку.
Итак, основное различие между двумя формами мимикрии заключается в следующем: осы действительно жалят, поэтому в основе мюллеровской мимикрии лежит реальность, тогда как бейтсовская мимикрия не более чем блеф, и хищников, игнорирующих отпугивающую окраску, не ожидают никакие неприятности.
Источник : elementy.ru
sbio.info
Подражание, маскировка у животных и насекомых
Мимикрия бейтса
Птицы после приобретения некоторого опыта избегают гусениц бабочки-медведицы (Arctia caja). Ее бросающаяся в глаза окраска служит для врагов предостерегающей, но одновременно для самой гусеницы она является защитной: когда гусеница находится внутри уже полностью распустившегося соцветия, сверху она незаметна.
В 1862 году английский натуралист Генри Уолтер Бейтс, одиннадцать лет изучавший животных в бассейне реки Амазонки, совершил открытие и по сей день имеющее важные последствия. Он установил, что несъедобным для птиц бабочкам из семейств геликонид и итомид подражают обликом и даже манерой полета съедобные бабочки-представители других семейств, например такие, как белянки рода Dismeгрhia и др. Бросающийся в глаза узор крылышек геликонид и их расцветка встречаются, как было вскоре установлено, и у многих других семейств бабочек. Точно так же несъедобным бабочкам данаидам, гусеницы которых питаются главным образом ядовитыми растениями семейства ластовневых, подражают махаоны и нимфалиды. Бейтс первым пришел к мысли о том, что «подражатель» благодаря отклонению от облика родственных ему форм приобретает лучшие возможности для выживания.
Жук-бомбардир
Жужелица
Безобидное прыгающее прямокрылое насекомое Condylodera tricondiloides подражает хищной воинственной жужелице. Жук-бомбардир,брызжущий кислотой, служит образцом для подражания безобидному прямокрылому-лжекузнечику.
Неприятные на вкус животные имеют бросающуюся в глаза окраску, чтобы предполагаемые враги могли еще издали легко их распознать. На хищников, хотя бы раз ощутивших их отвратительный вкус, такая окраска действует как предупреждающая, дабы впредь они не хватали то, что не следует. Но, повинуясь этому сигналу, они нередко пропускают и съедобных животных, имеющих предупреждающую окраску и похожих на несъедобных. Такие съедобные, но притворяющиеся несъедобными животные носят, словно актеры, фальшивую предупреждающую личину. А поскольку одно из названий безмолвного актера - мим, то и «игру» в ложную предупредительную окраску назвали поэтому мимикрия. Так как первым обратил внимание на это явление именно Бейтс, то в его честь оно названо «мимикрия Бейтса». Существуют и иные виды мимикрии, о которых мы поговорим позже. Маскировку (окраску или форму тела), при помощи которой живые существа подражают предметам окружающей среды, принято называть миметизмом и отличать ее от собственно мимикрии. Маскировка - это уподобление «фону», безразличному для наблюдателя, в то время как мимикрия - уподобление объектам, представляющим для наблюдателя интерес.
Центральной фигурой во всех случаях мимикрии становится ее адресат, то есть наблюдатель, которого необходимо ввести в заблуждение. Подобные признаки, настораживающие живые организмы, называют сигналами, а самих животных, воспринимающих их реципиентами (получателями сигналов). Поскольку люди ориентируются преимущественно при помощи глаз, то исследователи мимикрии заметили прежде всего лишь зрительно воспринимаемые (оптические) сигналы: предупреждающую, маскировочную или защитную (критическую) окраску и облик. Однако многие животные ориентируются предпочтительно по запаху (с помощью обоняния) или по звуку (по слуху). На этом основании сегодня мы можем говорить просто об оптических, акустических или обонятельных предупреждающих, маскировочных или миметических сигналах.
Бабочка павлиний глаз с отпугивающими пятнами глазков на раскрытых крыльях и в состоянии покоя с маскирующими ее сложенными крыльями. Фото: Peter Broster
Примеры мимикрии Бейтса встречаются большей частью у насекомых. Существует множество насекомых, которые внешне выглядят как осы, но ни одно из них не обладает такой же защитой. Некоторые виды тараканов (род Prosoplecta обитающие на Филиппинах, подражают своим обличьем местным несъедобным для насекомоядных божьим коровкам. Жук-бомбардир Pheropsophus agnathus, который, если его потревожить, выбрасывает из железы струю едкой жидкости имеет яркую предупреждающую окраску, служит прекрасной моделью для почти так же окрашенного безвредного прямокрылого Gryliacris, а прямокрылое насекомое вида Condylodera tricondyloides настолько походит обликом и своей манерой бегать на жука-скакуна (Tricondyla),что оно не раз помещалось в музейных коллекциях среди этих жуков. Личинка богомола Hymenopus bicornis выглядит в точности так же, как неприятный на вкус хищный клоп-редувий, а взрослый богомол обманывает наблюдателя, прикидываясь цветком. Личинка другого богомола, похожая на муравья, напоминает его и поведением. Она не сидит, замерев в ожиданий добычи, как это обычно делают богомолы, а бегает туда-сюда, словно муравей.
Таким образом, мимикрию Бейтса можно определить как предупреждающий облик и соответствующее поведение. У бабочек мимикрия часто присуща лишь женскому полу. У различных парусников (кавалеров), нимфалид и белянок лишь самки воспроизводят облик представительниц других семейств бабочек. Самый удивительный пример представляет собой один из африканских видов парусников (Papilio dardanus).У него существует множество подвидов, самки которых сильно отличаются друг от друга. в то время как у всех самцов на кончиках задних крыльев имеются знаменитые «шпоры», как и следует ожидать от кавалеров. Некоторые из самок этих бабочек внешне напоминают данаид, и лишь при самом тщательном изучении в них вообще можно распознать парусников. Самки парусников одного и того же подвида подражают самым различным данаидам - это женский полиморфизм. В опытах по скрещиванию и по возвратному скрещиванию было получено значительно больше, чем известно в природе, морф самок парусников. Мимикрия этой бабочки возникла, таким образом, не как следствие единичной мутации, результаты которой сохранились в дальнейшем без изменения.
Среди фигур самых разнообразных очертаний круг обладает своего рода магической притягательной силой для глаза. В природе подобные формы-пятна так называемых «глазков» - имеют совершенно определенное назначение.
С помощью этих фигур зоолог Блеет произвел модельные опыты с животными. Оказалось, что подопытные животные сильнее всего пугались при виде кругов.
Напротив, существуют дополнительные наследственные видоизменения, посредством которых регулируется действие генов, ответственных за рисунок на крыльях. Имитаторы не возникают внезапно, в уже готовом виде. Только если случайная мутация сообщает «беззащитному» виду легкое сходство с видом защищенным, мутированный ген приобретает среди особей популяции все более широкое распространение, ибо он приносит с собой определенные преимущества. Однако результаты его влияния постепенно видоизменяются, и благодаря этому миметическое сходство становится еще более совершенным. Много общего с мимикрией имеет маскировка (миметизм). Маскировочная окраска полностью определяется окружающим фоном. Животным, обитающим среди снежных и ледяных полей полярных областей, белому медведю, песцу и зайцу-беляку. белой куропатке и полярной сове или такой птице, как гренландский сокол. свойственна защитная белая окраска. Гусеницу бабочки-пяденицы легко принять за сучок, а красная с белыми разводами окраска беспанцирного бороздчатобрюхого моллюска Neomenia corallophila, относящегося к классу Solenogastres, походит на цвет благородных кораллов, среди ветвей которых этот моллюск прячется. Такие названия прямокрылых отряда привиденьевых, как «палочник», «странствующий лист», «странствующий сучок», даны им за их сходство с теми или иными частями растений. Точно так же листовидную бабочку каллиму (Kallima) легко спутать с сухим увядшим листком.
В Восточной Африке встречается растение, покрытое прелестными «цветами». Оно напоминает цветущий дрок, причем «цветы» его сидят на вертикальных стеблях, как у люпина. Даже опытные ботаники пытались сорвать это «соцветие», но, к их крайнему изумлению, в руках у них оставался лишь голый стебель: все «цветы» превращались в желтых (Ityraea gregoryi)или белых цикад (Oyarina nigritarsus)и улетали. Даже отдельно сидящее насекомое иногда настолько напоминает цветок, что человек вновь и вновь попадается на этом сходстве. Так, у цикады вида Ityraea nigrocincta особи двух морф: зеленые и желтые. Они усаживаются именно на вертикальные стебли растений, причем цикады зеленого цвета располагаются, как правило, на кончиках стеблей, а желтые под ними, и создается полная иллюзия соцветия. Так называемые глазки (глазчатые пятна) на крыльях бабочек, на теле гусениц, на павлиньих перьях или на различных частях тела других животных относятся к наиболее распространенному типу рисунка в мире животных. Их возможным прообразом послужили в первую очередь глаза птиц; наиболее вероятно, что такие глазки, особенно если ими украшены насекомые, отпугивают именно хищных птиц. Ведь птицы-главные враги насекомых.
В 1957 году зоолог Блеет поставил соответствующие эксперименты. Он поместил выращенных в неволе (то есть специально не подготовленных) овсянок к различным бабочкам с глазками на крыльях. Птицы шарахались от них всякий раз, как только бабочка дневной павлиний глаз (Nymphalis io),внезапно распахнув крылышки, показывала свои устрашающие глазчатые пятна на передней стороне крыльев. Но стоило удалить с крыльев бабочки цветные чешуйки, как птицы переставали пугаться таких «безглазых» бабочек и спокойно их склевывали. Подобные результаты давали опыты и с другими насекомыми, например с «глазчатыми» гусеницами. Блеет проводил также моделирующие эксперименты: он сажал овсянок, зябликов и больших синиц на дощечку, покрытую мучными червями (личинками мучного хрущака). Как только птицы собирались клевать их, он проецировал различные фигуры справа и слева от кормушки. Больше всего птицы пугались именно кругов, а крестов и параллельных балочек - значительно меньше. Но сильнее всего их устрашали глазчатые пятна. Из других опытов известно, что для птиц при распознавании какого-либо хищника главным раздражителем являются именно его глаза, поэтому можно предположить, что глазчатые пятна насекомых отпугивают птиц и при их помощи насекомые обманывают своих главных врагов.
Бабочка-парусник. Фото: Thomas Bresson
В семействе бабочек-парусников в Малайзии встречаются несъедобные и съедобные виды. Все виды бабочек рода Atropha-пиrа (левые половинки рисунков) не съедобны и служат образцом для подражания беззащитным парусникам (Рарiliо тстпоп) (правые половинки). Самки Pupilio тстпоп могут имитировать виды со шпорами (на фото внизу) и без шпор,тогда как самцы всегда имеют шпоры на крыльях.
Каждая маскировочная окраска должна соответствовать фону. Животные, часто меняющие место пребывания и места отдыха, вынуждены каждый раз заново приспосабливаться к тому, чтобы достичь такого соответствия. Для этого имеются две возможности: они или «подгоняют» свою окраску к тому или иному фону, или же ищут фон, подходящий им по цвету. Первая возможность предполагает, что животное способно изменять свой цвет. И действительно, свойство менять окраску распространено в мире животных довольно широко. Необыкновенным «талантом» к приспособлению отличаются многие виды камбаловых рыб. В их коже есть несколько групп разнообразных клеток, красящее вещество которых может распространяться на большую поверхность, окрашивая ее, или концентрироваться на очень небольшом пространстве и тогда словно «выключаться» из всей окраски. В целом окраска рыбы регулируется нервной системой. Соответствие возникающей каждый раз расцветки фону обеспечивается сложными процессами в нервной системе.
Животное наблюдает фон глазами, но не сравнивает с ним расцветку своего тела и не добивается постепенного их совпадения, а как бы «включает» — после исследования фона грунта — тот или иной «цветовой регистр». В этом легко убедиться, если лишить рыбу возможности обратной связи, то есть получения сигнала об успехе приспособления: камбалы, туловища которых покрыты песком, так что лишь глаза выглядывают, тем не менее правильно меняют в соответствии с фоном окраску своего тела, не видя ее. В исключительных случаях животные приспосабливают окружающую обстановку к своей собственной внешности. Так, некоторые южноамериканские гусеницы выстригают из листьев куски точно такого же размера, как они сами, и подвешивают их на нитях рядом с собой. Существуют пауки, которые для маскировки припудривают свое гнездо коричневой древесной трухой или оплетают и склеивают паутиной остатки пищи, подвешивая эти комочки к своей сети, и не так просто разобраться, где же на самом деле сидит сам паук, а где его нет.
Но чаще всего животное отыскивает места для отдыха, подбирая их под цвет своей собственной окраски. Насекомые цвета листьев сидят на листьях, цвета коры - на стволах деревьев, а песочного цвета - на песке.
Фото: Jean
Примеры защитной окраски, благодаря которой тело животного сливается с фоном.
Особенно заметным становится это совпадение, если у животных с возрастом меняется окраска и местообитание. Молодые гусеницы соснового бражника (Hyloicus pinastri)синевато-зеленого цвета с шестью тонкими белыми продольными полосами целыми днями покоятся, вытянувшись в длину вдоль сосновых иголок, где они благодаря своей окраске почти не заметны. Но после первой линьки, когда гусеницы становятся бурыми с неравномерно расположенными белыми и черными пятнами, они перебираются на коричневые побеги сосны. В подобных случаях найти «замаскированных» гусениц бражника трудно не только людям, но даже и птицам.
В наш век индустриализации у животных развился новый тип маскировки-индустриальный меланизм. Меланин-это темный пигмент, весьма распространенный в животном мире. Об индустриальном меланизме можно говорить в тех случаях, когда темная окраска животных в промышленных районах становится преобладающей. В последнее столетие индустриальным меланизмом прославилась пяденица березовая (Biston betulurius). Это обычно белые с темными пятнами и полосами на крыльях бабочки. Или лучше сказать: они были такими, поскольку среди них стали неуклонно появляться необычно темные особи, которые отличались от обычных одним-единственным доминантным геном. Темные бабочки березовой пяденицы садились на те же места, что и обычные, но при этом, конечно, они резко выделялись. Во всяком случае, такими они были в Англии примерно в 1850 году. Однако уже с 1895 года темные экземпляры перестали быть редкостью. В окрестностях промышленного центра Манчестера из 100 бабочек к этому времени потемнели 95. А так как березовая пяденица дает потомство лишь один раз в году, то удалось подсчитать, что темная форма должна была превосходить нормальную форму по выживаемости на 30%, чтобы за пятьдесят лет так широко распространиться. Причиной этого практически могла послужить лишь различная степень опасности, угрожавшей им со стороны врагов. Фактически дело обстояло, по-видимому, так: в конце прошлого века возросло число промышленных предприятий вокруг индустриальных центров. Они выпускали в воздух все больше копоти, повсюду оседающей и постепенно окрашивающей все в черный цвет, и в первую очередь под ней исчезли белые стволы берез. Если теперь на них садились светлые и темные бабочки березовой пяденицы, то-же более заметными делались светлые особи, и они, естественно, в первую очередь и уничтожались врагами. Во всяком случае, это самое простое объяснение. В последнее время выяснилось, что светлые формы не только сильнее страдали от врагов; их гусеницы быстрее ели и раньше окукливались, чем гусеницы темных бабочек. Вероятно, они питаются молодой, еще не загрязненной листвой, в то время как гусеницы темной формы тратили много времени на то. чтобы выделить поглощенные вместе с пищей ядовитые вещества. С начала этого столетия и по сей день жизненная стойкость темных бабочек непрестанно увеличивается.
Гусеница соснового бражника
Сначала она была меньше, чем у светлых, а сегодня уже несколько выше. Темные формы сто лет назад не были столь интенсивно черными, как теперь. Очевидно, в наши дни доминантность генов, управляющих механизмом наследственности, усилилась. Индустриальный меланизм бабочек - это один из наиболее выразительных примеров влияния на дальнейшее развитие вида определенных факторов отбора, в данном случае - их приспособительной защитной окраски. Из 780 видов бабочек, обитающих в Англии, 70 видов - на пути к индустриальной меланизации, причем у некоторых из них потемнели и гусеницы. В промышленных районах Северной Америки на сегодня не менее 90% популяции бабочек подверглось меланизации.
«Весьма примечательным» назвали английские зоологи тот факт, что в последнее время с тех пор как правительство приняло в 1950-х годах закон об охране чистоты воздуха-бабочки березовой пяденицы в некоторых районах начали снова светлеть. Английский исследователь Кеттлуэлл на многих опытах установил, что это произошло вследствие естественного отбора. Из 477 черных и 137 белых бабочек березовой пяденицы, выпущенных им в окрестностях индустриального города Бирмингема, 40% темных и лишь 19% светлых выдержали отбор со стороны преследующих их птиц. А в сравнительно незагрязненных окрестностях Дорсета из 473 черных и 496 белых бабочек, выпущенных Кеттлуэллом, он снова поймал лишь 6% черных, но зато 12% белых. Таким образом, здесь в отборе явно проявилось преимущество белых бабочек.
biofile.ru
Мимикрия у животных | В мире интересного
Мимикрия у животных наиболее эффективна во время защиты от опасных животных и только в условиях, когда вид, который наследует (его еще называют имитатор) и вид, которого наследуют (его еще называют модель), обитают в одной местности, где количество имитатора значительно меньшая чем модели. В противном случае у хищника не будет вырабатываться условных рефлекс на подражатель, связанный с несъедобностью жертвы.
Бейстовская форма мимикрии состоит в том, что вид, который меньше защищен, наследует заболевания или форму хорошо защищенного. Например, некоторые тропические бабочки-Биланы. Они похожие к несъедобным для птиц, бабочек, и других родов; съедобные бабочки – ненастоящие пестряки напоминают ядовитых для птиц настоящих пестряков. Есть мухи, жуки, бабочки, которые наследуют ядовитых ос, пчел, а неядовитые змеи – ядовитых.
Мюллеровская форма мимикрии у животных гласит, что несколько защищенных видов напоминают один одного с помощью цвета, формы. Они составляют так называемое «круг». Их враги, сделавши рефлекс отвращения от одного из видов «круга», не трогают также и других.
Для примера, такие «круги» существуют у ядовитых насекомых, которые имеют предупредительный красный с черными точечками (солнышка) или желто-черный (разные виды ос, некоторые пауки) цвет.
Источник: zhivi-interesno.ru
Мимикрия у животных
Loading... Похожие новости:
zhivi-interesno.ru
