» » Бейтсовская мимикрия у змей может способствовать возникновению репродуктивной изоляции

Бейтсовская мимикрия у змей может способствовать возникновению репродуктивной изоляции


Бейтсовская мимикрия у змей может способствовать возникновению репродуктивной изоляции

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). Рисунок из обсуждаемой статьи в Evolution


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.

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 (см. Мимикрия у птиц: быть как гусеница, «Элементы», 14.01.2015). Бейтсовскую мимикрию нередко приводят в качестве яркой иллюстрации конвергентного сходства (см. Конвергентная_эволюция): 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).


Бейтсовская мимикрия у змей может способствовать возникновению репродуктивной изоляции

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. Рисунок из обсуждаемой статьи в Evolution


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.


Бейтсовская мимикрия у змей может способствовать возникновению репродуктивной изоляции

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). Рисунок из обсуждаемой статьи в Evolution


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.

Источник: 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


28 сентябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Зеленая пеночка — «несовершенный» кольцевой вид со сложной историей

«Кольцевыми видами» называют комплексы близкородственных форм, постепенно расселявшихся вокруг какой-либо географической преграды, причем крайние формы, встретившись по другую сторону преграды, уже

Мимикрия у птиц: быть как гусеница

Бейтсовская мимикрия — это особый случай подражания одного вида другому, при котором безобидный имитатор пользуется тем, что его образец для подражания опасен или ядовит. Случаев надежно

Два инвазивных вида термитов из Азии скрещиваются во Флориде

Американские энтомологи наблюдали в природе скрещивание двух видов термитов, которые прежде были разделены географическими и экологическими барьерами. Лабораторные эксперименты показали, что самцы и

Сообразительность помогает синицам-гаичкам выживать в суровых зимних условиях

Обитание в суровых условиях требует от животного реализации всех его способностей. Немаловажную роль здесь могут играть и способности когнитивные, проще говоря — «сообразительность» животных. Ученые

Форма зрачка зависит от образа жизни

У наземных хищников, нападающих из засады, чаще всего встречается вертикальная щель зрачка, а у травоядных животных щель зрачка чаще ориентирована горизонтально. Эта закономерность объясняется

Самцам птиц приходится выбирать между привлекательной окраской и красотой песни

Предполагается, что половой отбор воздействует на все признаки, связанные с борьбой за партнеров и плодовитостью. На примере отряда воробьеобразных британские орнитологи продемонстрировали, что между
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Эффективна ли саентология?«Заливы Каролины»Почему одни нации богатые, а другие — бедные?Люди могут отращивать хрящи, как саламандрыСветодиодные светильники для наружного освещенияРоссийский аппарат к Луне стартует не раньше 2026 годаПочему мы стареем? Новая теория ученыхNASA получило новые снимки Большого красного пятна Юпитера