Пауки-скакуны послужили моделью для изучения мимикрии
|
Как идет видообразование у видов-подражателей? Связано ли оно с видообразованием у видов-прообразов? На эти ключевые для понимания сущности удивительного явления мимикрии вопросы попытались ответить австралийские зоологи. Для своего исследования они выбрали группу пауков скакунов, имитирующих форму, цвет и даже повадки муравьев.
Мимикрия, как мы помним из школьной программы, — это явление подражания одного вида другому: неядовитый и неопасный вид подражает ядовитому, агрессивному и опасному. Таким способом вид-имитатор может некоторым образом обезопасить себя от врагов. Подразумевается, что хищник не разберет, где опасный или ядовитый вид, а где вид-имитатор, и на всякий случай оставит в покое оба вида. Такой маневр проходит, как это было показано на математических моделях, если численность вида-имитатора значительно меньше численности вида-прообраза или вида-модели. Если же численность вида-имитатора превышает численность вида-прообраза, то существует большая вероятность, что хищник в конце концов распробует прикидывающийся опасным вид. Так оно обычно и бывает в природных популяциях.
Вид-имитатор получает явную выгоду от своей обманчивой внешности. А вот вид-прообраз как раз наоборот. Увеличение численности находящегося в безопасности вида-подражателя ведет к возрастанию опасности для вида прообраза. Поэтому виду-прообразу важно постараться поменьше походить на своего двойника. И если отбор для видов-имитаторов будет направлен на увеличение сходства, то для видов-прообразов он будет направлен в противоположную сторону, на уменьшение этого сходства.
Получается что-то вроде догонялок: прообраз убегает, а имитатор догоняет. Чуть вид прообраз уйдет в сторону, изменив внешность (или другое свойство) и сформировав новый вид, двойник тут же устремляется в ту же сторону и тоже формирует новый вид. Такая схема рассуждений является классической и общепринятой. Основываясь на этой схеме легко предположить, что эволюционный путь видов-прообразов будет повторяться в эволюции видов-имитаторов. (Именно так обычно протекает эволюция в паре хозяин—паразит: эволюционное развитие хозяев влечет за собой видообразование у паразитов.)
Соответствуют ли эти логические рассуждения реальной картине видообразования у мимикрирующих видов и видов-прообразов? На этот вопрос попытались ответить Ф. Чеккарелли (F. S. Ceccarelli) и Р. Крозье (R. H. Crozier), зоологи из Школы биологии тропиков Австралийского университета Дж. Кука. Свое исследование они провели на австралийских пауках-скакунах рода Myrmarachne и муравьях, форму и окраску которых эти пауки имитируют. В Австралии найдено около 200 видов этих пауков, из них для исследования выбраны были только 7 форм, которые попались исследователям в окрестностях школы. Соответственно, подобрались и 7 видов муравьев. Нужно сказать, что паучки эти — совершенно замечательный объект для изучения мимикрии.
|
Замаскировавшись под различных муравьев, эти пауки-скакуны приспособились жить рядом с муравьями и поедать их — муравьи для них основная пища. Зато сами пауки-скакуны могут безбоязненно разгуливать среди своих весьма агрессивных двойников, поскольку муравьи редко на них нападают. Неизвестно, какой «пароль» используют пауки, чтобы обеспечить свою безопасность. Ясно только, что дело не во внешнем виде: ведь для муравьев основной способ коммуникации и распознавания — химический, то есть вкус и обоняние.
Особи одного и того же вида пауков могут подражать муравьям разных видов: самки имитируют один вид, самцы — другой, а подрастающее поколение — еще и третий и четвертый. Некоторые подрастающие паучки выпадают из этого подражательного ряда и не похожи на муравьев. Бывает, что самки имитируют рабочего муравья, а самцы — муравья-солдата. Да еще и так бывает: самки имитируют муравья без груза, а у самцов вырастают гигантские хелицеры (chelicerae), так что паук становится похож на муравья с добычей. Недавно проведенное исследование показало, что такой облик помогает выживать самкам за счет самцов. Хищные пауки, которые охотятся на муравьев, предпочитают отягощенного грузом и потому беззащитного муравья его беззаботному товарища. Соответственно, хищные пауки скорее обращают внимание на самцов-имитаторов, чем на их самок. Выгода для вида при таком раскладе очевидна (см. об этом Ximena J. Nelson, Robert R. Jackson. Compound mimicry and trading predators by the males of sexually dimorphic Batesian mimics, Pdf, 225 Кб).
Для семи найденных форм пауков было определено сходство генов (и ядерных, и митохондриальных). На основе относительных показателей сходства геномов построена предположительная схема эволюции в пределах этой группы. То же самое было проделано и для видов муравьев. Эти две схемы наложили друг на друга, и оказалось, что они не похожи. То есть эволюция видов-прообразов шла совсем не так, как видов-имитаторов. Муравьи, которых копируют пауки, четко разделяются не только на виды, но являются представителями разных родов! Соответствующие им формы пауков — это в некоторых случаях даже не виды, а разновидности в пределах вида.
Это означает, что эволюция мимикрирующих видов началась гораздо позже и идет гораздо быстрей, чем у их моделей, и что они находятся под очень сильным давлением отбора. Широчайшая изменчивость внешнего вида и генотипа в пределах популяции служит богатым материалом для отбора. Эта фантастическая изменчивость и является, по всей видимости, ключом к пониманию явления мимикрии.
Пока за кадром остается выяснение механизмов отбора, приводящего к мимикрии. Авторы статьи в общих словах предполагают, что таким механизмом может быть половой отбор и пресс хищников; последний направлен особенно на тех юных паучков, которые не маскируются ни под один вид муравьев. Авторы также выражают надежду, что работа будет продолжена на обширном материале, и это позволит составить более адекватное представление об эволюции мимикрирующх видов.
Источник: F. S. Ceccarelli, R. H. Crozier. Dynamics of the evolution of Batesian mimicry: molecular phylogenetic analysis of ant-mimicking Myrmarachne (Araneae: alticidae) species and their ant models // Journal of Evolutionary Biology. 2007. V. 20. Issue 1. P. 286–295.
Елена Наймарк
