Исследование предоставляет одни из самых убедительных на сегодняшний день доказательств идеи уклончивой мимикрии, стратегии, в которой животные защищаются от хищников, сопоставляя цвета или модели подвижных родственников. Гипотеза, впервые предложенная более 60 лет назад, оказалась сложной задачей для проверки.
Но в экспериментальных условиях исследователи обнаружили, что дикие птицы изучали и запоминали рисунок крыльев искусственных бабочек, уклоняющихся от их атак, а также тех, у которых был неприятный запах, одинаково отвергая как в последующих тестах, так и часто игнорируя двойников с похожим цветом. узоры.
Неожиданно птицы научились избегать уклончивых бабочек быстрее, чем неприятных.
Результаты показывают, что то, что трудно поймать, может отпугивать хищников не менее эффективно, чем химическая защита.
«Существует распространенное мнение, что неприязнь – один из лучших способов защиты, но, по крайней мере, в этом эксперименте это не подтвердилось», – сказал соавтор исследования Кейт Уилмотт, куратор и директор Флоридский музей естественной истории Центр McGuire для чешуекрылых и биоразнообразия.
Большинство исследований предупреждающей окраски сосредоточено на видах с химической защитой и тех, которые имитируют. Бабочки-монархи, например, имеют яркие крылья с черными линиями на оранжевом поле, что указывает на то, что они содержат неприятные на вкус токсины. Хищник, который ест одного, скорее всего, в будущем будет избегать как монархов, так и похожую на вид бабочку-наместника.
Но все больше исследований показывают, что яркий внешний вид может означать совсем другое: животное быстрое.
Хищники учатся связывать такие паттерны с бесполезной погоней, которая оставляет их голодными, а виды, которые развивают имитации этих «гоночных полос», могут использовать защитную стратегию, усиливая визуальное сообщение.
«Когда многие виды имеют один и тот же цветовой узор, они лучше учат хищников избегать их», – сказал Уиллмотт. "Чем больше видов разделяет его, тем лучше."
Во время его Ph.D. исследований, Уиллмотт работал над классификацией группы быстро летающих тропических бабочек, известных как Адельфа. Сначала он обнаружил, что их почти невозможно идентифицировать.
Казалось, что в роде либо всего несколько видов с небольшими вариациями рисунка крыльев, либо десятки видов, которые выглядели практически одинаково. Последнее, как выяснилось, имело место, более 90 видов составляют группу. Как и некоторые исследователи до него, Уиллмотт начал задаваться вопросом, может ли уклончивая мимикрия объяснить, почему так много видов адельфы выглядят одинаково.
«Для меня это всегда было загадочно», – сказал он. "Виды, чьи верхние крылья выглядели невероятно похожими, были отдаленно родственны, и мы начали замечать случаи, когда даже подвиды нескольких видов внезапно развивали уникальные цветовые узоры. На самом деле, единственный способ объяснить это – мимикрия."
В то время как другие исследователи предположили, что у некоторых Адельфа должна быть скрытая химическая защита, это объяснение не совсем удовлетворило Уилмотта.
Токсичные бабочки обычно летают медленно, с длинными крыльями и склонны притворяться мертвыми, когда их поймают. Бабочки Адельфа, однако, не проявляют этих черт, вместо этого у них короткая толстая грудная клетка и меньшие треугольные крылья – характеристики, которые обеспечивают быстрый, беспорядочный полет и резкие повороты.
Но он не был уверен, как проверить эту гипотезу, пока не поговорил с коллегами-исследователями на конференции в Индии в 2018 году: Джоанна Маппс была экспертом в разработке экспериментов хищник-жертва с дикими птицами; Павла Матоша-Марави интересовало уклончивое поведение бабочек-шкиперов; и Марианна Элиас и ее доктор.D. студентка Эрика Паэз стремилась изучить, что привело к эволюции окраски крыльев у представителей рода Adelpha, включая возможное влияние хищников.
Группе понравилось моделирование того, как уклончивая мимикрия может проявляться в дикой природе. По словам Элиаса, руководителя исследовательской группы Института систематики, эволюции и биоразнообразия Национального музея естественной истории во Франции, способность жертвы избегать нападений хищников «практически не изучена».
Предыдущая работа показала, что птицы могут определять визуальные сигналы уклоняющейся добычи.
Вместе команда разработала эксперимент, чтобы проверить, могут ли потенциальные примеры уклончивой мимикрии у Adelpha быть результатом естественного отбора.
На специальном объекте в Финляндии исследователи вместе с Янне Валконеном из Университета Ювяскюля отловили диких синиц, птиц, которые никогда бы не столкнулись с тропическими бабочками Адельфа, и обучили их ловить бумажную бабочку с миндальным угощением, прикрепленным к ее нижней стороне.
Затем птицам представили простую коричневую бумажную бабочку в качестве контроля и бумажную бабочку с одним из трех распространенных узоров крыльев Адельфа: вертикальной белой полосой на черных передних крыльях, вертикальной оранжевой полосой на черных передних крыльях или комбинацией оранжевых полосок. передние крылья с белыми полосами на задних крыльях.
Бумажная бабочка Адельфа либо скрывала миндаль, пропитанный горьким веществом – прокси для химической защиты, – либо уклонялась от атаки птицы, ускользая по рельсам. Птицы научились связывать определенный рисунок крыльев с негативным переживанием неприязни или побега, в конечном итоге избегая этой бабочки и вместо этого ударяя по контролю. В финальном тесте им дали одновременно четыре бабочки: простую коричневую бабочку и все три бабочки Адельфа, в том числе одну с узором, который они видели раньше.
Они сильно избегали бабочки, которую они научились ассоциировать с горьким миндалем или быстрым полетом, и часто избегали бабочек схожего цвета или рисунка.
Птиц было 1.«Вероятность нападения на неприятную бабочку в 6 раз выше, чем на уклончивых, возможно, потому, что у них разный уровень терпимости к неприятному на вкус миндалю», – сказал Паес, который вместе с Валконеном руководил исследованием. В конце концов, даже горький кусок еды лучше, чем ничего.
«Плохая на вкус добыча может обеспечить питательную еду, в то время как потерявшаяся добыча – не может», – сказала она.
По словам Уиллмотта, хотя птицы по умолчанию стараются избегать разноцветной добычи, исследование свидетельствует об их усвоенном поведении.
"Это потенциально объясняет многие случаи явной мимикрии, при которой не было доказательств химической защиты."
Матос-Марави из Биологического центра Чешской академии наук и Mappes из Университета Ювяскюля и Университета Хельсинки также являются соавторами исследования.