Čūskas, tīģeri, čūskas, zebras un citi • Sergejs Glagolevs • Populārie zinātnes uzdevumi "Elementiem" • Bioloģija

Čūsku tīģeri, zebra čūskas un citi

Uzdevums

Ziemeļamerikas čūska Sonora semiannulata ir četras šķirnes, kuras skaidri atšķiras pēc krāsas – krāsu morfiem (sk. 1. att.).

Ziemeļamerikas čūskas četras krāsas morfas Sonora semiannulata

Vai tu domā kāpēc Vai visi tie ir saglabāti? Kāpēc Viens, vairāk pielāgots morfs neizslēdz visus pārējos?


1. padoms

Uzdevums nesaka, vai šie morfi dzīvo vienā un tajā pašā teritorijā vai dažādos. Mēģiniet domāt par to, kā to pastāvēšanu var nodrošināt abos gadījumos.


2. padoms

Ja viņi dzīvo tajā pašā teritorijā, apsveriet, vai tas nozīmē, ka tie vienmēr tiek atrasti kopā un vienādās proporcijās.


3. padoms

Sonora semiannulata – mazas čūskas, nekaitīgas lieliem dzīvniekiem. Tās galvenie ienaidnieki ir plēsīgi putni. Apsveriet, kāpēc divi tās morfi ir iekrāsoti tā, lai tie varētu būt redzami uz jebkura fona.


Šķīdums

Tāpat kā daudzas bioloģiskas problēmas, šim ir daudzi iespējamie risinājumi. Piemēram, viens no vienkāršākajiem risinājumiem varētu būt šāds: četras morfas ir attiecīgi nenobriedušie un seksuāli nobriedušie vīrieši un sievietes. Čūsku krāsu redze ir labi attīstīta, un savlaicīgi, lai pamanītu pretējā dzimuma cilvēkus un atšķirtu potenciālo seksuālo partneri nonenobrieduši indivīdi ir svarīgi. Tomēr šāds lēmums būtu nedaudz pretrunā ar nosacījumu, ka tas attiecas uz "šķirnēm".

Citu risinājumu var piedāvāt, ja visi šie morfi ir atrodami dažādās vietās. Šajā gadījumā katras morfas krāsa var vislabāk atbilst fona – pat spilgti svītrainām krāsa, dīvaini, dažreiz var masku dzīvnieku. Tas slēpj ķermeņa kontūras, kā tas ir šajā zivju fotogrāfijā (2.attēls), un apgrūtina precīzu izmēru un kustības virziena noteikšanu (šī krāsošana tiek dēvēta par šķelšanos (sk. "Izkliedējoša krāsošana"). (Taisnīgi jāatzīst, ka daudzu dzīvnieku, piemēram, zebru, nošķelšanas loma joprojām nav pilnīgi skaidra, skatiet piezīmi Kāpēc Zebras ir svītra?).

Raksturojums jūras bundzinieka mugurpusē un malās (Equetus punctatus) – piemērs par šķelšanos. Foto: Dr. Tom Doeppner, Brown University

Principā cilvēki ar dažādām krāsām var atrast piemērotu fonu tajā pašā apgabalā, bet dažādos biotopos.

Varētu pieņemt, ka divas mūsu čūskas svītrainām morfas dzīvo tādās pašās jomās kā dažas indīgas čūskas un imitē tās (mīmikas). Ja neaizsargāta suga "imitē" ar savu krāsu, ķermeņa formu vai citu labi aizsargātu uzvedību, viņi runā par Batesa mīmiku.Tas ir plaši izplatīts starp Ziemeļamerikas čūskas, kur indiešu koraļļu čūskas kalpo par paraugu.

Lai atšķirtu indīgās un neindomās čūskas Ziemeļamerikā, noteikums parasti ir "Sarkans melns, indu trūkums; Sarkans uz dzeltenu slepkavu kolēģi"(" Sarkans uz melnas – nav indes, sarkans uz dzeltenas – nāvējoši indīgi "); Vienā no Wikipēdijas rakstiem ir 17 šī noteikuma verses versijas. Tas nozīmē, ka koraļļu čūskām ir dzeltenas svītras, kas saskaras ar sarkanu fonu, savukārt nekaitīgos imitatoros dzeltenā un sarkanā krāsā neieiesties (sk. 3. att.).

Kā atšķirt indīgu koraļļu čūsku (koraļļu čūsku) no nekaitīgas karaliskās čūskas (karalis čūskas)? Attēls no pinterest.com

Bet no šī noteikuma, tāpat kā no vairuma bioloģisko noteikumu, ir izņēmumi. Starp koraļļu čūskas ir arī krāsu polimorfisms, un dažās vietās dažām koraļļu čūsku sugām nav dzeltenu svītru. Tātad sarkans uz melna var arī nogalināt, esi uzmanīgs!

Iespējams, sarkanā un melnā morfs patiešām imitē daļu no koraļļu čūskas. Nav skaidrs, vai ir iespējams uzskatīt melno-balto morfu kā "imitatoru". Visticamāk, ka nē, lai gan dažām indīgām grumbuzēm ir līdzīga krāsa.Tajā pašā laikā, kā teikts 2. mājienā, visas četras morfas atrodas tajā pašā teritorijā vienā un tajā pašā populācijā. Kā to var izskaidrot? Zinātnieki no Mičiganas universitātes mēģināja to izdomāt (skat. Christian L. Cox & Alison R. Davis Rabosky raksts, 2013. gads. Polimorfisko čūsku telpiskā daudzveidība, kā arī populārā izstāde).

Viņi veica milzīgu darbu: viņi noķēra aptuveni 350 dzīvas čūskas dažādās vietās un pētīja vairāk nekā 2500 eksemplāru, kas jau sen savākti tajās pašās teritorijās un uzglabāti muzeja krājumos. Tad viņi pētīja neitrālos (neselektīvos) DNS ģenētiskos marķierus šajās populācijās un konstatēja, ka šīs populācijas ir slikti izolētas un nesasniedza krasu samazināšanās periodu, tas ir, tie nav pakļauti gēnu novirzīšanai. Morfu skaita attiecība dažādās populācijās krasi atšķīrās!

Ir iespējams norakstīt atšķirības indīgo "modeļu" frekvencēs; bet šķiet, ka attiecības starp imitējošo morfu biežumu un koraļļu čūsku pārpilnību netika atrasta. Turklāt spilgti sarkanie un melni svītrotie morfi tika atrasti pat vietās, kur vispār nav atrasta koraļļu čūska.

Tad zinātnieki pētīja, kā laika gaitā mainās dažādu morfu skaits katrā populācijā. Un izrādījās, ka vairumā gadījumu tas morfs, kas kādā brīdī bija mazākais, beidzot kļuva arvien biežāk un otrādi. Tādējādi morfu skaitu ietekmē klasiskā negatīvā biežuma atkarīgā izvēle (skatiet pēc biežuma atkarīgu atlasi) – tādēļ neviena no morfiem neizstaro pārējos. Izrādās, ka morfu retums pati par sevi dod tai priekšrocības.

Rodas jautājums: kāpēc? Šis darbs nenodrošina atbildi uz to, bet līdzīgos gadījumos tas ir zināms. Tas var būt saistīts ar "meklēšanas attēla" veidošanos plēsējiem (sk. Piezīmi. Mazākuma pārstāvjiem ir lielākas izdzīvošanas iespējas). Sēņu savācēji zina, kas tas ir. Ja jūs meklējat un savācat russula, tad pārstājat pamanīt "masku" balto. Un, ja jūs vēlaties savākt baltumus, jums ir nepieciešams "piespiest sevi" ignorēt russula. Daudzi plēsēji izturas līdzīgi: viņi mērķtiecīgi meklēja biežākos un izdevīgākos laupījumus un "piespiedu sevi" nepievērst uzmanību reti sastopamajai upurienai.


Pēcvārds

Viena no ievērojamākajām dzīvo organismu iezīmēm ir to mainīgums.Biologam ir daudz lielāka iespēja ņemt vērā atšķirības starp vienas sugas indivīdiem nekā ķīmiķis – potenciālās atšķirības starp ūdens molekulām. Daudzos veidos tieši tā bioloģija atšķiras no ķīmijas un fizikas; Nav nejauši, ka daži zinātnes vēsturnieki uzskatīja, ka ārkārtīgi liela uzmanība tiek pievērsta dažādībai, lai Charles Darwin būtu ne mazāk svarīga kā dabiskās atlases principa atklāšana.

Un viena no visievērojamākajām mainīguma izpausmēm (un tajā pašā laikā arī dabas selekcijas darbībai) ir intraspecifiskā polimorfisma rašanās un uzturēšana, arī pamatojoties uz mīmiku, kad viens imitācijas tips imitē vairākus atšķirīgus modeļus. Nejaušība, ka viņas intereses par to apgūšanu nepazeminās (skat., Piemēram, rakstu: Matejū Jorons, 2008. Batesian Mimicry: Vai jūs varat izmainīt savus punktus – un atgriezties no tiem?), Un par to tiek regulāri parādīti elementi. . Tika konstatēts, ka tropisko tauriņu veidošanās sākuma stadijā ir konstatēts gēde, kas atbildīga par tauriņu krāsojuma attīstību. Kompleksu mīmikas veidolu nosaka viens gēns. Sarežģīts ceļš no maskēšanās uz kara krāsu: matemātiska pieeja). Lai gan es neesmu atradis nekādas piezīmes par mīmikas un polimorfismu elementu čūskas čūsļos, tās jau ilgu laiku ir saistītas ar tām (skat., Piemēram, šo čūsku krāsošanas pētījumu vēstures pārskatu: Harijs W. Greene un Roy W.McDiarmid "Wallace un Savage: varoņi, teorijas un Venomous Snake Mimicry").

Tomēr ir tik daudz objektu, un tik maz zinātnieku, ka vēl nav atbildes uz daudziem jautājumiem. Piemēram, kā mantotās šīs čūskas sugas krāsa? Kāds pēcnācējs, piemēram, sniegs sarkanīgi melnu sievieti un baltu-melnu vīrieti? Kāpēc Bates mīmikro dažos gadījumos novērota stingri imitatoru un modeļu līdzāspastāvēšanas jomās, un citos gadījumos (piemēram, mūsu čūskas) imitatori ar spilgtām krāsām ir atrodami pat ārpus modeļu diapazona? Tā kā nevainojamai sugai var parādīties spilgti atmaskojoša krāsa – galu galā tas nekavējoties perfekti neattaisno bīstama modeļa krāsošanu; bet tad, šķiet, sākotnējā posmā, atmaskojumam vajadzētu darīt vienu kaitējumu? Jūs pats varat domāt par šiem jautājumiem. Uz dažiem var atbildēt, lasot rakstus, kas minēti pēcvārdā. Bet nevienam no šiem jautājumiem nav pareizi atbildēt "visiem gadījumiem" – zinātniekiem vienmēr ir jāsaprot, kā tas tā ir.


Like this post? Please share to your friends:
Atbildēt

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: