ИСКУССТВО ПОДРАЖАНИЯ
Доктор физико-математических наук Г. Ирошников
Пожалуй, основная задача любого живого существа - выжить и дать жизнь потомству. Одни виды способны к активной защите от врагов, другим приходится прятаться, скрываться под чужим обликом, то есть, говоря научным языком, мимикрировать. Мимикрия была открыта во времена Чарльза Дарвина, во второй половине девятнадцатого века.
Под мимикрией принято понимать близкое внешнее сходство одного организма (имитатора) с другим (моделью), которое обманывает третьего (оператора). Обычно это - защитное приспособ ление, хотя у некоторых видов оно выполняет агрессивную функцию, позволяя хищнику незаметно приближаться к жертве. В любом случае мимикрия - способ адаптации к окружающему миру, благодаря которому животное может прожить дольше и иметь в среднем более многочисленное потомство.
У чешуекрылых (то есть бабочек) мимикрия служит в основном защитой против хорошо организованных, подвижных позвоночных, которые охотятся, используя зрение, - птиц, грызунов, ящериц, некоторых земноводных. Против беспозвоночных хищников - муравьев, наездников , ос, богомолов - бабочки эффективно используют химическую защиту.
В каких случаях мимикрия оправдывает себя? Когда оператор (хищник) способен распознать и запомнить невкусные, опасные, трудные для ловли и поедания или не- питательные объекты, но при этом достаточно "глуп", чтобы спутать модель и имитатора или не заметить маскирующиеся организмы на удачно выбранном ими фоне.
Согласно современным теоретическим воззрениям, связь фенотипов имитатора и модели развивается в течение эволюционного периода одним из трех путей.
Камуфляж. Моделью служит внешний фон - кора, листья, камни, грязь и прочее. Поскольку модель неодушевленна и неподвижна, она не реагирует на имитатора в процессе эволюции последнего.
Мимикрия Мюллера. Здесь происходит сближение двух защищенных видов и таким способом повышается коллективная безопасность. Дело в том, что умение хищника распознавать несъедобный вид не передается по наследству. Каждое поколение обучается заново, при этом, естественно, часть защищенных особей по ошибке становятся жертвами. Если два защищенных вида похожи друг на друга, то плата за обучение хищника распределяется среди большего числа особей. При таком типе мимикрии модель и имитатор в действительности каждый является моделью для другого, сближаясь в ходе эволюции.
Мимикрия Бэйтса. Это типично паразитический случай: незащищенный организм подражает хорошо защищенной модели, которая из-за этого частично теряет некоторую степень своей защиты (поскольку некоторые наивные хищники, съев вначале имитатора, затем атакуют модель). В процессе эволюции модель, как правило, уклоняется от имитатора, а тот ее догоняет.
Мимикрия проявляется только в тех признаках, которые хорошо заметны внешне: форма, окраска, иногда поведение. Более глубокие признаки, например расположение жилок на крыле, остаются неизменными. Часто даже мелкие отклонения передаются по наследству. Благодаря строгому естественному отбору выживают только близкие копии. Самки более склонны к мимикрии, чем самцы. Они в большей степени нуждаются в защите, так как их толстое тело особенно привлекательно для врагов. Интересно то, что модель и имитатор не обязательно совпадают по размерам, достаточно сходства в раскраске крыльев. Очень часто имитатор крупнее модели.
Модель и имитатор имеют одну и ту же область распространения и летают совместно. Бабочки одного вида, живущие в разных местах, могут отличаться по внешним признакам - такие разновидности называют географическими расами. Но подражателей это нисколько не сбивает с толку, и каждой географической расе модели часто соответствует географическая раса имитатора.
Характерный признак моделей - яркие отметины из нескольких контрастных цветов. Такие бросающиеся в глаза цветные пятна предупреждают хищника о том, что объект несъедобен. Нежные оттенки, постепенно переходящие друг в друга, как правило, не встречаются у защищенных видов.
Численность вида-имитатора должна быть существенно меньше, чем численность тех, кому они подражают, иначе хищник не научится распознавать несъедобных особей и плохо будет всем. Более того, когда подражателей становится слишком много, они уже не способны точно копировать модель и в окраске возникает множество различных отклонений.
Примеры мимикрии Бэйтса среди чешуекрылых умеренных широт - большая тополевая стеклянница (Sesia apifomis Cl.), которая внешностью и поведением подражает шершню, и шмелевидные бражники (Hemaris fuciformis L., H. tityus L.), как две капли воды похожие на шмелей.
Наиболее ярко мимикрия проявляется среди представителей тропиков, так как именно там, в благоприятных природных условиях, наблюдается наибольшее разнообразие видов и форм. Автору довелось наблюдать многочисленные примеры мимикрии среди южноамериканских бабочек во время экспедиции в Бразилию.
У тропических дневных бабочек роль моделей чаще всего выполняют представители семейств данаид, геликонид, итомиид и группы троид из семейства парусников.
Данаиды очень жизнеспособны, их взрослая форма - имаго, то есть собственно бабочка, иногда живет несколько месяцев. В теле бабочек присутствуют неприятные на вкус или токсичные вещества, поскольку гусеницы данаид питаются ядовитыми растениями - молочаями, олеандрами, фикусами. Некоторые из этих растений содержат токсин карденолид, который действует на животных как сердечный яд.
Геликониды защищены тошнотворными веществами, которые поступают из их кормовых растений - страстоцветов. Кроме того, при атаке хищников бабочки выделяют ядовитый газ цианид.
Личинки бабочек семейства итомиид питаются бататовыми и олеандровыми растениями. Хотя многие из этих растений ядовиты, бабочки, возможно, получают защиту не столько через стадию гусеницы, сколько от тех растений, которые они опыляют, - гелиотропа, незабудки, крестовни ка.
В Старом Свете среди парусников моделями служат ярко окрашенные представители родов атрофаневра, пахлиопта, троидес, в Новом Свете - баттус и паридес. Их кормовые растения - лианы рода аристолохий. Содержащаяся в них ядовитая аристолохиевая кислота накапливается в теле насекомых и защищает от хищников. Кроме того, она отпугивает от этих растений других гусениц.
В юго-восточной Бразилии каждый парусник на всем протяжении своего развития от яйца и гусеницы через куколку к имаго (взрослой бабочке) является либо моделью, либо имитатором, либо и тем и другим. Внутри защищенных родов баттус и паридес действует мюллеровский вариант мимикрии. Представители различных видов внутри рода стремятся подражать друг другу, причем эта похожесть наблюдается, как правило, на всех четырех стадиях развития. И тут мы сталкиваемся с распространенными возражениями скептиков: а причем тут вообще мимикрия? Эти виды, мол, и похожи друг на друга, потому что принадлежат к одному роду.
Действительно, если рассматривать только род баттус, на это трудно что-то возразить. Однако с другими родами сложнее. Например, у рода паридес явная внешняя схожесть проявляется только у самок (мюллеровская мимикрия), а самцы разных видов довольно сильно отличаются друг от друга. Иную картину мы увидим, если обратимся к незащищенному роду гераклидес из того же семейства парусников. Самцы этого рода весьма близки по внешнему виду (что легко объяснить наличием общих генов), но самки часто выглядят как представители совсем других родов, активно подражая различным защищенным видам (мимикрия Бэйтса). Ясно, что такая дифференциация проявляется вопреки генетическому родству.
Среди тропических бабочек часто наблюдается явление, получившее название "кольцо мимикрии". Внутри такого кольца действуют разные механизмы мимикрии. Мюллеровская мимикрия проявляется в том, что два или три вида защищенных родов сближаются по окраске, отпугивая хищников яркими отметинами на крыльях. А затем эту предупреждающую окраску начинают копировать несколько незащищенных видов (мимикрия Бэйтса).
Некоторым видам удивительно красивого южноамериканского рода агриас из семейства нимфалид присуща сильная внутривидовая изменчивость. Рисунок на крыльях бабочек одного и того же вида, но живущих в разных местах, разделенных, к примеру, десятками километров, заметно отличается. И в то же время каждой такой разновидности (географической расе) соответствует очень похожая бабочка из группы катаграмм. Многие катаграммы выглядят просто как уменьшенная копия агриас. Вместе эти виды образуют совместно летающий мимикрийный комплекс. Какой фактор защиты заставляет бабочек этих родов держаться вместе, пока не ясно.
Различия в цветовом облике бабочек имеют простую генетическую природу: окраской крыльев управляют всего несколько конкретных генов. Их небольшие изменения могут дать толчок процессу образования новых видов. Так относительно недавно два близких вида геликонид, Heliconius cydno и H.melpomene, разошлись в результате мюллеровской мимикрии к двум различным моделям из того же рода.
Читайте в любое время
