Biológiai mimikri: az utánzás, álcázás és védelmi stratégiák

Mivel a legtöbb magasabb rendű állat viszonylag jó látással rendelkezik, ezt használja arra, hogy megtalálja, amit keres. Mind a növényevők (növényekkel táplálkozó állatok), mind a ragadozók (más állatokra vadászó és azokat megevő állatok) a látást használják a táplálékuk megtalálására. A zsákmányállatoknak el kell kerülniük, hogy a ragadozók megegyék őket. Erre a legjobb esélyük, ha elkerülik, hogy meglássák őket. Általában álcázásra van szükségük. Az álcázással az állat úgy néz ki, mint a háttere, és így nehezebb észrevenni. Ezt többféleképpen lehet elérni:

1. Háttérillesztés, szín és forma szerint.

2. Zavaró színezés, amely megbontja a test körvonalát.

3. Ellenárnyékolás, amely ellaposítja a megjelenést. A legtöbb állatnak sötét a háta, és világos az alja: ez az ellenárnyékolás. Ellensúlyozza a felülről érkező fény szokásos hatását, és kevésbé láthatóvá teszi a test alakját.

4. Átlátszóság és ezüstösödés, főként a vízben élő állatoknál található.

Viselkedés

Mind az álcázás, mind a mimika akkor működik a legjobban, ha a ragadozó távolról keresi. Amikor a ragadozó közel kerül a zsákmányhoz, és már biztos, hogy megtalálja, egyes zsákmányállatok módszert váltanak, és elmenekülnek (elszaladnak) vagy visszavágnak. Ez a viselkedés szinte mindig ösztönös. Mindenesetre, akár rejtőzködő (rejtett), akár nem, a zsákmány viselkedésének meg kell felelnie a mimikájának. Ha úgy néz ki, mint egy szélben csavarodó levél, akkor a szélben kell csavarodnia. A mimikri szinte minden formája magában foglalja a vizuális benyomás megerősítésére irányuló megfelelő viselkedést.

Nem minden állat használ álcázást, mert vannak olyan helyzetek, amikor jó, ha megmutatják magukat. Az egyik ilyen eset a párkeresés és a pár megtartása. Sok hím állat a párzási időszakban élénk színeket visel, vagy megváltoztatja viselkedését, és a szabadba jön. Enélkül nem biztos, hogy sikerülne a párzás. A nőstényeik ezzel szemben általában csuhásak és álcázottak. Ez a minta szinte minden olyan állatnál előfordul, ahol a hím mutogatja magát, a nőstény pedig választ. Legalább egy jó oka van annak, hogy a nőstény álcázva marad. Abban a pillanatban, amikor megtermékenyül, ő hordozza az értékes szállítmányt: a tojásokat, amelyek a következő generáció részét képezik majd.

Figyelmeztető színezés

A veszélyes, vagy rosszul fogyasztható állatok általában hirdetik ezt a tényt. Ezt nevezzük figyelmeztető vagy aposztematikus színezésnek. Ez az álcázás pontos ellentéte. A figyelmeztető színek élénkek, gyakran fekete, fehér, vörös, sárga színűek.

A tesztek azt mutatják, hogy a figyelmeztető színek határozottan elriasztják a ragadozókat.

Egyes egyedek elpusztulnak vagy kárt szenvednek, miközben a támadásban lévő madarak vagy emlősök megtanulják a szín és az ízlés közötti kapcsolatot. Ha azonban a figyelmeztetés kevesebbe kerül, mint a rejtőzködés, az állat jól jár. A reklámjellegű tulajdonságok, például a színek pedig más funkciókat is szolgálhatnak. A minták például segíthetik a fajon belüli párkeresést.

Az a tény, hogy egyes állatok valóban veszélyesek, vagy valóban ártalmasak (undorítóak), lehetőséget ad a figyelmeztető színezésen alapuló mimikrire: Müller-féle és Bates-féle mimikri.

Mülleri mimikri

A Müller-féle mimikriben egyes figyelmeztető színezetű fajok egymásra hasonlítanak. Henry Walter Bates angol természettudós figyelt fel először arra, hogy egyes ízeltlábú lepkék hasonlítanak egymásra, amiről 1862-ben írt. Jó magyarázatot azonban nem adott; ezt Fritz Müller német természettudósra bízta 1878-ban. Müller magyarázata egyszerű volt: Mindkét faj egy közös mintázatot használ. Megosztoznak azon a költségen, hogy a ragadozók megismerik rossz ízlésüket. Ragadozónként egyetlen tanulási tapasztalat is elég lehet ahhoz, hogy mindkét fajtól elriassza a táplálkozástól.

A Bates, Wallace és Müller által megfigyelt és begyűjtött lepkék élénk színűek és lassú mozgásúak voltak. Gyakran csoportokban repültek, amelyek jól láthatóak voltak. Ennek ellenére a madarak elkerülték őket. Ez jellemző az aposztematikus (figyelmeztető) színeződésre. Néhány, ugyanarról a területről származó faj színezése olyan tökéletes volt, hogy még a tapasztalt természetjárók sem tudták őket szárnyon megkülönböztetni.

Miután összegyűjtöttük őket, és egy táblára helyeztük őket, hogy a részleteket láthassuk, világossá vált, hogy nem mind ugyanabból a fajból, és gyakran nem is ugyanabból a biológiai családból származnak. A lódarazsak, darazsak és egyes méhek hasonló figyelmeztető színei mülleri, ha ugyanabban a földrajzi régióban élnek, így egy ragadozó a tanulás előtt bármelyiket választhatja közülük.

A vizsgálatok azt mutatják, hogy a madarak fiatal korukban kóstolással tanulják meg, hogy mit egyenek. Ennek a helyzetnek minden aspektusa kutatás tárgyát képezte. Az ezekkel az elképzelésekkel kapcsolatos terepi és kísérleti munka a mai napig folytatódik.

Bates-féle mimikri

A batesi mimikriben a mimika egy farkasnak öltözött bárány: úgy néz ki, mint valami veszélyes vagy undorító ízű dolog, de a valóságban jót lehet enni belőle. Amikor az 1850-es években az Amazonas-völgyet fedezte fel, Bates lepkéket gyűjtött. Látta, hogy egyes ártalmatlan pillangók más, mérgező fajokra hasonlítanak. A madarak elkerülték őket, így a mimikák túlélték, pedig jó tápláléknak számítottak. Ez volt az első tudományos beszámoló a mimikriről.

A légpárnás legyek gyakran látogatják a virágokat, hogy nektárral táplálkozzanak. Ártalmatlan rovarok, amelyek gyakran darazsakat és méheket utánoznak. Lassan és rendszertelenül repülnek, akárcsak a darazsak és a méhek. Gyakran nem tökéletes a mimikájuk, és könnyen meg lehet őket különböztetni egymástól, ha már letelepedtek. Azonban még egy tökéletlen mimika is késztethet egy madarat tétovázásra, és ez megmentheti az életét.

A biológusok még mindig kutatják a Bates- és a Müller-féle mimikriát. Azt vizsgálják, hogy a modellek hogyan különböznek egymástól a büdös ízlésükben; és mi történik, ha a mimikák és a modellek aránya változik. Elég gyakran csak a nőstény az, amelyik mimikai; a hím a nemzetségének normális megjelenését hordozza. A nőstényeknek nagyobb védelemre van szükségük, míg a hímeknek párzásra. Egy finomabb ok az, hogy felére csökken a mimikák száma, és így erősíti a mimikri hatékonyságát. A batesi mimikri károsíthatja a figyelmeztető hatást, ha a mimikri gyakorisága nagy lesz, mert több fiatal madár kóstolná meg őket, és így újabb próbálkozásra ösztönözné őket. A figyelmeztetés előnye csökken, ha több az utánzó.

Ez magyarázatot adhat az olyan esetekre, mint például a Papilio dardanus, egy afrikai fecskefarkú, amelynek nőstényei a Danaidae számos nem ízletes faját utánozzák: a túlélés magasabb, ha az egyes mimetikus formák ritkák a modelljükhöz képest. Az előny valószínűleg nagyobb a nőstények esetében, mivel a hímek nem mutatják a mimetikus mintákat; a szexuális szelekció valószínűleg segít fenntartani ezt a különbséget. Ezeket és más kérdéseket már évek óta kutatják.

Ennél a rovartípusnál az élet szakaszokra oszlik (lásd teljes metamorfózis). A lárva a növekedési szakasz, a kifejlett egyed a szaporodási szakasz. A lárvák is mutatnak álcázást, aposzmatikus színt és mimikriát. A lárvák azok, amelyek felveszik a bántó vegyi anyagokat a növényekről, amelyekkel táplálkoznak. A lárvák azonban nem mutatnak különbséget hím és nőstény között, mivel a szaporodás nem az ő feladatuk.

Mimikai gyűrűk

A trópusi országokban a terepi kutatások kimutatták, hogy a mimikriben nagyszámú faj vesz részt. A Heliconiusnak 54 faját ismerik, több mint 700 elnevezett színformával. A lepkéknek négy (vagy talán öt) csoportja van, amelyek a helikonikusokat és utánzóikat is magukban foglalják. Ezeket a "mimikai gyűrűket" röviden tigris, vörös, kék és narancs színűnek nevezik. Az egyes gyűrűk tagjai éjjelente általában együtt tanyáznak, hasonló élőhelyekre és ugyanabban az évszakban repülnek. A mimikai gyűrűk mind a mülleri, mind a batesi mimikai gyűrűket magukban foglalják.

A vavilovi mimikri a növényeknél fordul elő, amikor egy gyomnövény úgy néz ki, mint egy kultúrnövény. Nevét Nyikolaj Vavilov orosz növénynemesítőről kapta, aki felfedezte az ötletet. A gyomirtó szerek előtt a gyomokat kézzel tépték ki. Ezt már évezredek óta csinálták. A gyomnövények úgy néznek ki, mint a kultúrnövény, mert a gyomirtók azokat a gyomokat szedik ki, amelyek a legjobban különböznek. A vavilovi mimikri az emberek által végzett nem szándékos szelekció eredménye. A túlélő gyomok továbbadják génjeiket. Fokozatosan az összes gyom egyre jobban hasonlít a kultúrnövényre.

Ilyen például a rozs, egy gyakori mediterrán faj. A rozs eredetileg csak egy gyomnövény volt, amely a búza és az árpa mellett termett. A gyomirtás tette hasonlóvá a terményhez. A búzához hasonlóan nagyobb magvakkal és merevebb orsókkal rendelkezett, amelyekhez a magok kapcsolódnak. A rozs szívósabb növény, mint a búza: keményebb körülmények között is megél. Miután a rozs a búzához hasonlóvá vált, a rozs képes volt arra, hogy zord területeken, például hegyekben és dombokon termesztett növény legyen.

Ez a fajta mimikri meglehetősen gyakori. Ez a bibliai metafora a báránybőrbe bújt farkasról. A mimikri arra szolgál, hogy elcsábítsa az áldozatot, akit aztán megeszik, vagy más módon kihasználnak. A horgászhalak, a rovarevő növények és a kakukk mind példák erre. Mindezek a csoportok széles körben elterjedtek, és kétségtelen, hogy az agresszív mimikri sikeres életmód.

A következő két példa egy másik metaforát mutat be, a sziréna metaforáját. A Chlorobalius leucoviridis ausztrál katicabogár a hím kabócákat a szexuálisan fogékony nőstény kabócák fajspecifikus válaszkattogásainak utánzásával tudja vonzani. A lejátszási kísérletek azt mutatják, hogy a C. leucoviridis számos kabócafaj hímjét képes magához vonzani, annak ellenére, hogy a kabócák párzási jelzései fajspecifikusak.

A Photuris nemzetségbe tartozó nőstény szentjánosbogarak ugyanazokat a fényjeleket bocsátják ki, amelyeket más nemzetségek nőstényei is használnak párzási jelként. További kutatások kimutatták, hogy több különböző nemzetség hím szentjánosbogarai vonzódnak ezekhez a mimikákhoz, és ezt követően elfogják és megeszik őket. A nőstények jelzései a hímtől kapott jelzéseken alapulnak, minden nősténynek van egy olyan jelrepertoárja, amely megfelel a megfelelő faj nőstényének késleltetésének és időtartamának.

A csalogatás azonban nem szükséges feltétel, mivel a ragadozónak jelentős előnye származhat abból, hogy nem azonosítják. Hasonlíthat egy mutualista szimbiózisra vagy egy olyan fajra, amely a zsákmány számára kevéssé fontos.

Az agresszív mimikri egyes paraziták a következő gazdatesthez való eljutás eszközeként használhatják. Egy parazita trematoda (laposféreg) él az énekesmadarak bélrendszerében. Petéi kikerülnek, majd egy nedves környezetben élő csiga fogyasztja el őket. A peték ebben a második gazdaszervezetben fejlődnek lárvává. A rokon fajokkal ellentétben ezek a lárvák élénk színűek és képesek pulzálni. Egy spórákkal teli zsák utat tör magának a csiga szemszárába, és nagy sebességgel pulzál. Ennek hatására a csáp megnagyobbodik. A gazdatest viselkedésére is hatással van: a csiga a fény felé mozog, amit általában elkerül. Ezek a tényezők a sporocisztákat igen feltűnővé teszik, és hamarosan egy éhes énekesmadár elfogyasztja őket. A csiga ezután regenerálja szemszárait, és folytatja életciklusát. ^p134

A tisztítóhalak sok más faj szövetségesei, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy megehessék parazitáikat és elhalt bőrüket. Néhányan megengedik a tisztogatóhalnak, hogy bemenjen a szájukba, hogy levadássza ezeket a parazitákat. Az egyik tisztogatóhalfaj, a kékcsőrű tisztogatóhal (Labroides dimidiatus), amely a jobb oldali képen egy sügért tisztít, az Indiai- és a Csendes-óceán korallzátonyain él. Más halak felismerik, és megengedik neki, hogy megtisztítsa őket.

Ennek hasonmása, a mimetikus szablyaharcsa (Aspidontus taeniatus) szintén az Indiai-óceánban él. Nemcsak méretét és színét tekintve hasonlít a sügérre, hanem még a tisztogató "táncát" is utánozza. Miután megtévesztette zsákmányát, hogy az lankadjon, a nyálkáshal megharapja azt, és letépi az uszonyának egy darabját, majd elmenekül a helyszínről. Az így megtámadott halak hamar megtanulják megkülönböztetni a mimikát a modelltől, de mivel a hasonlóság nagy, a modellel szemben is sokkal óvatosabbak lesznek. Mivel az áldozat képes megkülönböztetni ellenséget és segítőjét, a blenniknél kialakult a szoros hasonlóság, egészen a regionális szintig.

Az olykor auto-mimikriának nevezett jelenség az, amikor a modell ugyanahhoz a fajhoz tartozik, mint az utánzó. Erre példa a Danaus plexippus monarcha lepke, amely tejfűvel táplálkozik. A pillangók a növényből származó méreganyagokat raktározzák el, amelyeket még felnőtt alakjukban is fenntartanak. Mivel a toxinszintek a tápláléktól függően változnak a lárvaszakaszban, egyes monarchák mérgezőbbek lesznek, mint mások.

A kevésbé ízletes egyedek a veszélyesebb egyedek mimikájának tekinthetők. Pontosan ugyanazokat a figyelmeztető színeket viselik, mint a mérgezőbb egyedek, de a ragadozókra gyakorolt büntetésük gyengébb. Azokban a fajokban, ahol az egyik ivar nagyobb veszélyt jelenthet, mint a másik, ha a két ivar hasonlóan néz ki, az egyik megvédheti a másikat. Erre bizonyítékot egy Gabonból származó majom szolgáltatott, amely rendszeresen megette az Anaphe nemzetség hím molylepkéit, de azonnal abbahagyta, miután megkóstolt egy mérgező nőstényt.

Hamis alkatrészek

A kis zsákmányállatoknál gyakori, hogy kevésbé láthatóvá teszik a fejüket. Egyesek a testük legkevésbé létfontosságú részét is fejnek teszik. Ez, akárcsak egyes lepkék szemfoltjai, egy elterelési technika. A hamis fejet érő csipkedés vagy harapás csak kellemetlenséget okoz, míg a fejet érő csipkedés halálos lenne.

Kombinált taktika

Sok állat egynél többféle mimikát használ. Ez látható a pillangóknál, amelyek általában felfelé hajtott szárnyakkal pihennek. Szárnyaik alján általában különböző mintázatokat találunk. Az alsó oldal lehet rejtőzködő, míg a felső oldalon valamilyen figyelmeztető mintázat található. A lepkéknél, amelyek vízszintes szárnyakkal pihennek, a hátsó szárnyakon különböző minták lehetnek. A hátsó szárnyakat nyugalmi állapotban általában eltakarják az elülső szárnyak, de a lepke megzavarása esetén láthatóvá válhatnak. Ez a taktika olyan lepkéknél fordul elő, amelyek nappal vagy szürkületben aktívak. A skarlátvörös tigrislepke a helyzetnek megfelelően használja mind az álcázást, mind a figyelmeztető színt. Szép példája annak, hogyan működik együtt a viselkedés és a mimikri.

A rovarok levélutánzásának legkorábbi ismert példáját a 165 millió évvel ezelőtti középső jura korban találták. A rovarok csipkeszárnyasok (Neuroptera), a levelek pedig cikádok vagy rokon gymnospermák levelei. Ez azért érdekes, mert azt mutatja, hogy ez a fajta mimikri már jóval a virágos növények megjelenése előtt kialakult.

• Védekezés a ragadozók ellen
• Védekezés a növényevő állatokkal szemben
• Startle védelem
• Koevolúció