МИСТЕЦТВО НАСЛІДУВАННЯ
Нашу планету населяє безліч унікальних і неповторних живих істот. Фантазія природи вражає уяву різноманітністю форм, фарб, розмірів. Але ще більше дивує вміння деяких тварин надіти своєрідний маскарадний костюм і "прикинутися" не тими, ким вони є насправді. Особливо досягли успіху в мистецтві наслідування комахи із загону лускокрилих, а простіше кажучи - метелики.
Мабуть, основне завдання будь-якого живої істоти - вижити і дати життя потомству. Одні види здатні до активного захисту від ворогів, іншим доводиться ховатися, ховатися під чужим виглядом, тобто, кажучи науковою мовою, мімікрувати. Мімікрія була відкрита за часів Чарльза Дарвіна, в другій половині дев'ятнадцятого століття.
Під мімікрією прийнято розуміти близьке зовнішню схожість одного організму (імітатора) з іншим (моделлю), яке обманює третього (оператора). Зазвичай це - захисне приспособ ня, хоча у деяких видів воно виконує агресивну функцію, дозволяючи хижакові непомітно наближатися до жертви. У будь-якому випадку мімікрія - спосіб адаптації до навколишнього світу, завдяки якому тварина може прожити довше і мати в середньому більш численне потомство.
У лускокрилих (тобто метеликів) мімікрія служить в основному захистом проти добре організованих, рухливих хребетних, які полюють, використовуючи зір, - птахів, гризунів, ящірок, деяких земноводних. Проти безхребетних хижаків - мурах, наїзників. ос, богомолів - метелики ефективно використовують хімічний захист.
В яких випадках мімікрія виправдовує себе? Коли оператор (хижак) здатний розпізнати і запам'ятати несмачні, небезпечні, важкі для лову й поїдання або не- поживні об'єкти, але при цьому досить "дурний", щоб сплутати модель і імітатора або не помітити маскуються організми на вдало вибраному ними тлі.
Відповідно до сучасних теоретичним поглядам, зв'язок фенотипів імітатора і моделі розвивається протягом еволюційного періоду одним з трьох шляхів.
Камуфляж. Моделлю служить зовнішній фон - кора, листя, каміння, бруд і інше. Оскільки модель неживі і нерухома, вона не реагує на імітатора в процесі еволюції останнього.
Мімікрія Мюллера. Тут відбувається зближення двох захищених видів і таким способом підвищується колективна безпека. Справа в тому, що вміння хижака розпізнавати неїстівний вигляд не передається у спадок. Кожне покоління навчається заново, при цьому, природно, частина захищених особин помилково стають жертвами. Якщо два захищених виду схожі один на одного, то плата за навчання хижака розподіляється серед більшого числа особин. При такому типі мімікрії модель і імітатор в дійсності кожен є моделлю для іншого, зближуючись в ході еволюції.
Мімікрія Бейтса. Це типово паразитичний випадок: незахищений організм наслідує добре захищеною моделі, яка через це частково втрачає деяку ступінь свого захисту (оскільки деякі наївні хижаки, з'ївши спочатку імітатора, потім атакують модель). В процесі еволюції модель, як правило, ухиляється від імітатора, а той її наздоганяє.
Мімікрія проявляється тільки в тих ознаках, які добре помітні зовні: форма, забарвлення, іноді поведінку. Більш глибокі ознаки, наприклад розташування жилок на крилі, залишаються незмінними. Часто навіть дрібні відхилення передаються у спадок. Завдяки суворому природному відбору виживають тільки близькі копії. Самки більш схильні до мімікрії, ніж самці. Вони більшою мірою потребують захисту, так як їх товсте тіло особливо привабливо для ворогів. Цікаво те, що модель і імітатор не обов'язково збігаються з розмірами, досить подібності в розфарбуванні крил. Дуже часто імітатор крупніше моделі.
Модель і імітатор мають одну і ту ж область поширення і літають спільно. Метелики одного виду, що живуть в різних місцях, можуть відрізнятися за зовнішніми ознаками - такі різновиди називають географічними расами. Але наслідувачів це анітрохи не збиває з пантелику, і кожної географічної раси моделі часто відповідає географічна раса імітатора.
Характерна ознака моделей - яскраві відмітини з декількох контрастних кольорів. Такі впадають в очі кольорові плями попереджають хижака про те, що об'єкт неїстівний. Ніжні відтінки, поступово переходять один в одного, як правило, не зустрічаються у захищених видів.
Чисельність виду-імітатора повинна бути істотно менше, ніж чисельність тих, кому вони наслідують, інакше хижак не навчиться розпізнавати неїстівних особин і погано буде всім. Більш того, коли наслідувачів стає занадто багато, вони вже не здатні точно копіювати модель і в забарвленні виникає безліч різних відхилень.
Приклади мімікрії Бейтса серед лускокрилих помірних широт - велика тополевая стеклянница (Sesia apifomis Cl.), Яка зовнішністю і поведінкою наслідує шершнів, і шмелевідние Бражник (Hemaris fuciformis L. H. tityus L.), як дві краплі води схожі на джмелів.
У тропічних денних метеликів роль моделей найчастіше виконують представники сімейств данаид, геліконід, ітоміід і групи троід з сімейства вітрильників.
Данаїди дуже життєздатні, їх доросла форма - імаго, тобто власне метелик, іноді живе кілька місяців. У тілі метеликів присутні неприємні на смак або токсичні речовини, оскільки гусениці данаид харчуються отруйними рослинами - молочаями, олеандрами, фікусами. Деякі з цих рослин містять токсин карденоліди, який діє на тварин як серцевий отрута.
Геліконіди захищені нудотними речовинами, які надходять з їх кормових рослин - пасифлора. Крім того, при атаці хижаків метелики виділяють отруйний газ ціанід.
Личинки метеликів сімейства ітоміід харчуються Бататовая і олеандрових рослинами. Хоча багато з цих рослин отруйні, метелики, можливо, отримують захист не тільки через стадію гусениці, скільки від тих рослин, які вони запилюють, - геліотропа, незабудки, крестовні ка.
У Старому Світі серед вітрильників моделями служать яскраво забарвлені представники пологів атрофаневра, пахліопта, троідес, в Новому Світі - баттус і парідес. Їх кормові рослини - ліани роду аристолохія. Інформація, що міститься в них отруйна арістолохіевая кислота накопичується в тілі комах і захищає від хижаків. Крім того, вона відлякує від цих рослин інших гусениць.
У південно-східній Бразилії кожен вітрильник на всьому протязі свого розвитку від яйця і гусениці через лялечку до імаго (дорослої метелику) є або моделлю, або імітатором, або і тим і іншим. Усередині захищених пологів баттус і парідес діє мюллерівський варіант мімікрії. Представники різних видів всередині роду прагнуть наслідувати один одному, причому ця схожість спостерігається, як правило, на всіх чотирьох стадіях розвитку. І тут ми стикаємося з поширеними запереченнями скептиків: а причому тут взагалі мімікрія? Ці види, мовляв, і схожі один на одного, тому що належать до одного роду.
Дійсно, якщо розглядати тільки рід баттус, на це важко щось заперечити. Однак з іншими родами складніше. Наприклад, у роду парідес явна зовнішня схожість проявляється тільки у самок (мюллеровская мімікрія), а самці різних видів досить сильно відрізняються один від одного. Іншу картину ми побачимо, якщо звернемося до незахищеного роду гераклідес з того ж сімейства вітрильників. Самці цього роду дуже близькі за зовнішнім виглядом (що легко пояснити наявністю загальних генів), але самки часто виглядають як представники зовсім інших родів, активно наслідуючи різним захищеним видам (мімікрія Бейтса). Ясно, що така диференціація проявляється всупереч генетичному спорідненості.
Серед тропічних метеликів часто спостерігається явище, що отримало назву "кільце мімікрії". Усередині такого кільця діють різні механізми мімікрії. Мюллеровская мімікрія проявляється в тому, що два або три види захищених пологів зближуються за забарвленням, відлякуючи хижаків яскравими мітками на крилах. А потім цю попереджає забарвлення починають копіювати кілька незахищених видів (мімікрія Бейтса).
Деяким видам дивно красивого американського роду агріас з сімейства німфалід властива сильна внутрішньовидова мінливість. Малюнок на крилах метеликів одного і того ж виду, але живуть в різних місцях, розділених, наприклад, десятками кілометрів, помітно відрізняється. І в той же час кожної такого різновиду (географічної раси) відповідає дуже схожа метелик з групи катаграмм. Багато катаграмми виглядають просто як зменшена копія агріас. Разом ці види утворюють спільно літаючий мімікрійний комплекс. Який фактор захисту змушує метеликів цих пологів триматися разом, поки не ясно.
Відмінності в колірному вигляді метеликів мають просту генетичну природу: забарвленням крил управляють всього кілька конкретних генів. Їх невеликі зміни можуть дати поштовх процесу утворення нових видів. Так відносно недавно два близьких види геліконід, Heliconius cydno і H.melpomene, розійшлися в результаті мюллерівський мімікрії до двох різних моделей з того ж роду.