НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ







Лягушки подсказали биомаркер безрубцовой регенерации

Десять самых ядовитых змей

Вымирание динозавров позволило лягушкам захватить Землю

Российские ученые узнали, как работает яд черной гадюки

Химики обещают создать универсальное противоядие от ядов змей

Слюна лягушек оказалась неньютоновской жидкостью

Лягушки и жабы — обладатели уникального для позвоночных цветового зрения

21.05.2015

Бейтсовская мимикрия у змей может способствовать возникновению репродуктивной изоляции

При бейтсовской мимикрии неядовитый вид подражает ядовитому. Поэтому она является ярким примером конвергенции — то есть вторичного сходства неродственных видов. В то же время бывают случаи, когда вид-подражатель живет не только бок о бок со своим ядовитым визави (здесь мимикрия выгодна), но и в местах, где ядовитого вида нет (мимикрия бесполезна или вредна). Оказалось, что в последнем случае естественный отбор может способствовать уменьшению сходства и в конечном счете приводить к разделению (дивергенции) популяций прежде единого вида.

Рис. 1. A. Алая королевская змея мимикрирует под ядовитого арлекинового кораллового аспида (вверху). B. На юго-востоке США оба вида живут совместно, в условиях симпатрии, а на северо-западе обитает только королевская змея (аллопатрия). C. Окраской королевские змеи из зоны аллопатрии менее напоминают аспида, чем популяции из симпатрии (ср. с фото A)
Рис. 1. A. Алая королевская змея мимикрирует под ядовитого арлекинового кораллового аспида (вверху). B. На юго-востоке США оба вида живут совместно, в условиях симпатрии, а на северо-западе обитает только королевская змея (аллопатрия). C. Окраской королевские змеи из зоны аллопатрии менее напоминают аспида, чем популяции из симпатрии (ср. с фото A)

Бейтсовская мимикрия — это такой вид подражания, при котором неядовитый вид имитирует окраску и/или форму неродственного ему ядовитого животного. Такие ситуации известны у насекомых и змей — то есть у тех групп, где ядовитые формы встречаются наиболее часто. Но недавно это явление описано и у птиц. Бейтсовскую мимикрию нередко приводят в качестве яркой иллюстрации конвергентного сходства: в этом случае неродственные виды независимо приобретают те или иные сходные черты.

Известно, что мимикрия будет выгодна тогда, когда численность ядовитого вида превосходит подражающего ему неядовитого. Ведь в противном случае хищники будут слишком часто ловить неядовитую форму и у них не выработается (или будет вырабатываться медленно) привычка избегать животных с такой окраской. Поэтому пропадет весь смысл мимикрии, которая будет теперь скорее вредна (ведь ядовитые животные часто ярко окрашены и потому хорошо заметны).

Однако в природе во многих (если не в большинстве) комплексов «ядовитое животное — неядовитое животное» безобидный мимикрирующий вид живет не только вместе с ядовитым (в условиях симпатрии), но и отдельно (в условиях аллопатрии). Можно предположить, что в условиях аллопатрии заметная окраска может быть не только бесполезна, но и вредна. Ведь хищникам проще обнаружить яркоокрашенные виды, а бояться их они не приучены: с такими же по виду, но ядовитыми, они никогда не сталкивались. В некоторых природных ситуациях это предположение подтверждается: в условиях аллопатрии неядовитые формы становятся менее похожи на своих ядовитых визави.

Один из таких примеров представляет собой пара североамериканских змей. Это ядовитый арлекиновый коралловый аспид Micrurus fulvius (семейство аспидов Elapidae) и подражающая ему безобидная алая королевская змея Lampropeltis elapsoides из семейства ужеобразных (Calubridae). На юго-востоке США оба вида встречаются вместе (симпатрия), а на северо-западе встречается только королевская змея (аллопатрия). При этом королевские змеи из области аллопатрии меньше похожи на аспидов, чем представители того же вида из симпатрии, — у них меньше черного и больше красного цвета в окраске (рис. 1).

Связаны ли эти различия с различиями в том, как влияют хищники на симпатричные и аллопатричные популяции королевской змеи? На этот вопрос решила экспериментально ответить группа ученых из Университета Северной Каролины (США). Для этого они использовали модели (реплики), имитирующие три варианта окраски королевской змеи: фенотип из области симпатрии с аспидом, фенотип из области аллопатрии и «гибридный» фенотип, промежуточный по окраске (рис. 2).

Рис. 2. Примеры моделей (реплик), использованных в экспериментах. Сверху вниз: фенотип из области симпатрии, «гибридный» фенотип и фенотип из области аллопатрии. На последней реплике — следы атаки хищника
Рис. 2. Примеры моделей (реплик), использованных в экспериментах. Сверху вниз: фенотип из области симпатрии, «гибридный» фенотип и фенотип из области аллопатрии. На последней реплике — следы атаки хищника

Такие модели раскладывали и закрепляли в местах обитания змей попарно на расстоянии 1 м друг от друга. То есть в каждой точке было две реплики двух разных фенотипов (см. ниже), что позволяло непосредственно сравнивать реакцию на каждую из них. Модели были выложены в 16 точках из зоны симпатрии, и 18-ти — из зоны аллопатрии. В каждой точке было по 10 пар реплик, расположенных вдоль трансекты на расстоянии около 75 м друг от друга. Модели оставляли на 34–36 дней, затем собирали и отмечали, есть ли на них следы атаки хищников (пример: рис. 2, внизу).

Авторы показали, что в условиях симпатрии хищники чаще атакуют «чужой» фенотип из зоны аллопатрии. А в условиях аллопатрии наблюдается обратная картина: здесь также чаще атакуются «чужие» фенотипы, но в этом случае из зоны симпатрии (рис. 3). Таким образом, чужие фенотипы всюду чаще подвергаются атакам: это значит, что иммигранты будут больше подвергаться прессу хищников как в аллопатрии, так и в симпатрии.

Рис. 3. Результаты полевых экспериментов. Приведены доли атак на тот или иной фенотип (S — фенотип из области симпатрии, H — «гибридный» фенотип, A — фенотип из области аллопатрии). Внизу указано, где проводился данный эксперимент (симпатрия или аллопатрия)
Рис. 3. Результаты полевых экспериментов. Приведены доли атак на тот или иной фенотип (S — фенотип из области симпатрии, H — «гибридный» фенотип, A — фенотип из области аллопатрии). Внизу указано, где проводился данный эксперимент (симпатрия или аллопатрия)

Аналогичный эксперимент провели, сравнивая «местный» фенотип и «гибридный». Здесь различия выявлены только в одном месте из области симпатрии: «гибридный» фенотип атаковался чаще местного. А в условиях аллопатрии и в других точках зоны симпатрии местный и гибридный фенотипы могли быть атакованы с равной вероятностью (рис. 3). Это позволяет предположить, что в некоторых местах (в условиях симпатрии) может существовать отбор против гибридов: они будут чаще истребляться хищниками.

Всё сказанное позволяет сделать два заключения. Во-первых, различия между симпатрическими и аллопатрическими популяциями королевской змеи обязаны действию естественного отбора, связанного с избирательностью хищников. А во-вторых, по крайней мере в некоторых случаях в условиях симпатрии с аспидом, гибридные фенотипы королевской змеи оказываются в худших условиях — это может привести к возникновению репродуктивной изоляции (отбор против гибридов). Тут нужно вернуться назад и вспомнить, отчего вообще возникла описываемая ситуация с королевской змеей. А произошло это из-за бейтсовской мимикрии, за появлением которой последовало расселение королевских змей на север, куда более теплолюбивый объект их подражания — коралловый аспид — не добрался. Не будь мимикрии, различий между северными и южными популяциями королевской змеи не было бы.

Таким образом, бейтсовская мимикрия может приводить не только к конвергенции, но и к дивергентной эволюции и видообразованию. А учитывая, что во многих парах «мимикрирующих» видов есть аллопатрические популяции вида-подражателя, эта ситуация может быть не так уж и редка.

Подготовлено по материалам: David W. Pfennig, Christopher K. Ascali, David W. Kikuchi. Batesian mimicry promotes pre- and postmating isolation in a snake mimicry complex // Evolution. 2015. V. 69(4). P. 1085–1090.

Алексей Опаев


Источники:

  1. elementy.ru





© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://herpeton.ru/ "Herpeton.ru: Герпетология - библиотека о земноводных и пресмыкающихся"