Mīmikrija: definīcija, veidi un piemēri bioloģijā

Tā kā lielākajai daļai augstāko dzīvnieku ir salīdzinoši laba redze, viņi to izmanto, lai atrastu meklēto. Gan zālēdāji (dzīvnieki, kas ēd augus), gan plēsēji (dzīvnieki, kas medī un ēd citus dzīvniekus) izmanto redzi, lai atrastu barību. Plēsējiem ir jāizvairās no plēsēju apēšanas. Vislabākā iespēja ir izvairīties no redzamības. Parasti tiem ir nepieciešama maskēšanās. Izmantojot maskēšanos, dzīvnieks izskatās līdzīgs savam fonam, un tāpēc ir grūtāk pamanāms. To var panākt dažādos veidos:

1. Fona saskaņošana pēc krāsas un formas.

2. Pārklājošs krāsojums, kas izjauc ķermeņa aprises.

3. Pretēnojums, kas izlīdzina izskatu. Lielākajai daļai dzīvnieku mugura ir tumša, bet apakšdaļa gaiša - tas ir pretnovēninājums. Tas neitralizē parasto gaismas iedarbību no augšas un padara ķermeņa formu mazāk redzamu.

4. Caurspīdīgums un sudrabojums, kas galvenokārt sastopams dzīvniekiem, kuri dzīvo ūdenī.

Uzvedība

Gan maskēšanās, gan imitācija vislabāk darbojas, ja plēsējs meklē no attāluma. Kad plēsējs pietuvojas upurim un ir pārliecināts, ka tas tiks atrasts, daži upuri maina metodes un bēg (aizbēg) vai cīnās. Šāda uzvedība gandrīz vienmēr ir instinktīva. Jebkurā gadījumā, neatkarīgi no tā, vai tas ir slēpts vai nē, plēsoņa uzvedībai ir jāatbilst tā mīmikas izpausmēm. Ja tas izskatās pēc lapas, kas vējā griežas, tad tai ir jāgriežas vējā. Gandrīz visi mīmikas veidi ietver atbilstošu uzvedību, lai pastiprinātu vizuālo iespaidu.

Ne visi dzīvnieki izmanto maskēšanos, jo ir situācijas, kad ir labi sevi parādīt. Viens no šādiem gadījumiem ir nepieciešamība atrast un noturēt partneri. Daudzi vīriešu dzimuma dzīvnieki pārošanās sezonā ir košās krāsās vai arī maina uzvedību un iziet ārā. Bez tā viņiem var neizdoties pārošanās. Savukārt to mātītes parasti ir pūkainas un maskējas. Šāds modelis sastopams gandrīz visiem dzīvniekiem, kad tēviņš izrādās un mātīte izvēlas. Ir vismaz viens labs iemesls, kādēļ mātītes paliek maskētas. Brīdī, kad viņa tiek apaugļota, viņa nes dārgo kravu - olas, kas veidos nākamo paaudzi.

Brīdinājuma krāsojums

Dzīvnieki, kas ir bīstami vai nederīgi ēšanai, parasti par to informē. To sauc par brīdinošu vai aposemātisku krāsojumu. Tas ir tieši pretējs maskēšanās veidam. Brīdinājuma krāsas ir spilgtas, bieži vien melnas, baltas, sarkanas, dzeltenas.

Pārbaudes liecina, ka brīdinājuma krāsas noteikti atbaida plēsējus.

Daži atsevišķi dzīvnieki iet bojā vai gūst bojājumus, kamēr putni vai zīdītāji uzbrukuma laikā mācās par saikni starp krāsu un garšu. Tomēr, ja brīdināšana izmaksā mazāk nekā slēpšanās, dzīvnieks iegūst. Un reklāmas pazīmes, piemēram, krāsas, var kalpot arī citām funkcijām. Piemēram, raksti var palīdzēt sugas ietvaros identificēt pāri.

Tas, ka daži dzīvnieki ir patiešām bīstami vai indīgi (pretīgi), dod iespēju izmantot mīmiku, kas balstīta uz brīdinošu krāsojumu: Millera un Batesa mīmikrija.

Millera mimikrija

Mīlleres mimikrijas gadījumā dažas sugas ar brīdinošu krāsojumu kļūst līdzīgas cita citai. Angļu dabaszinātnieks Henrijs Valters Batess (Henry Walter Bates) pirmais pamanīja, ka daži nepatīkami tauriņi ir līdzīgi cits citam, par ko viņš rakstīja 1862. gadā. Tomēr viņš nesniedza labu skaidrojumu; tas tika uzticēts vācu dabaszinātniekam Fricim Milleram (Fritz Müller) 1878. gadā. Millera skaidrojums bija vienkāršs: Abas sugas gūst labumu no kāda kopīga modeļa. Tās kopīgi sedz izmaksas, ko plēsēji rada, uzzinot to nepatīkamo garšu. Tikai viena mācīšanās pieredze vienam plēsējam varētu būt pietiekama, lai atturētu plēsēju no abu sugu apēšanas.

Batesa, Vollesa un Millera novērotie un savāktie tauriņi bija koši krāsoti un lēni kustīgi. Tie bieži lidoja grupās, kas bija labi redzamas. Neraugoties uz to, putni no tiem izvairījās. Tas ir raksturīgs aposemātiskam (brīdinošam) krāsojumam. Dažu sugu krāsojums no vienas un tās pašas teritorijas bija tik perfekts, ka pat pieredzējuši dabas pētnieki nespēja tās atšķirt no spārna.

Kad tie tika savākti un izlikti uz tāfeles, lai varētu redzēt to detaļas, kļuva skaidrs, ka tie visi nav vienas sugas un bieži vien nav no vienas bioloģiskās dzimtas. Sērsteņu, osu un dažu bišu līdzīgās brīdinājuma krāsas ir Mīlleru, ja tās dzīvo vienā un tajā pašā ģeogrāfiskajā reģionā, lai plēsējs, pirms to uzzina, varētu izvēlēties kādu no tām.

Pētījumi liecina, ka putni mācās, ko ēst, ņemot paraugus, kad tie ir jauni. Visi šīs situācijas aspekti ir pētīti. Lauka un eksperimentālie pētījumi par šīm idejām turpinās līdz pat šai dienai.

Batesa mīmikrija

Batesa mimikrijā mimikrs ir aita vilka drēbēs: tas izskatās kā kaut kas bīstams vai riebīgs, bet patiesībā tas ir labs ēdiens. Pētot Amazones ieleju 1850. gados, Batess vāca tauriņus. Viņš redzēja, ka daži nekaitīgi tauriņi izskatījās pēc citām sugām, kas bija indīgas. Putni no tiem izvairījās, tāpēc atdarinātāji izdzīvoja, lai gan tie bija labs ēdiens. Tas bija pirmais zinātniskais apraksts par mimikriju.

Lidspārņi bieži apmeklē ziedus, lai barotos ar nektāru. Tie ir nekaitīgi kukaiņi, kas bieži imitē lapsenes un bites. Tās arī lido lēni un neregulāri, līdzīgi kā vāsas un bites. Bieži vien to imitācija nav perfekta, un, kad tās ir apmetušās, tās var viegli atšķirt. Tomēr pat nepilnīga imitācija var likt putnam vilcināties, un tas var glābt viņa dzīvību.

Biologi joprojām veic Batesa un Millera mimikrijas pētījumus. Viņi pēta, kā modeļi atšķiras ar savu nepatīkamo garšu un kas notiek, ja mīmikas un modeļu attiecība mainās. Bieži vien tikai mātīte ir mīmiks; tēviņam piemīt normāls savas ģints izskats. Mātītēm vajadzīga lielāka aizsardzība, bet tēviņiem - pārošanās. Smalkāks iemesls ir tas, ka tas uz pusi samazina atdarinātāju skaitu un tādējādi palielina atdarināšanas efektivitāti. Batesa mīmikrija varētu sabojāt brīdinošo efektu, ja mīmiku biežums kļūtu liels, jo vairāk jauno putnu tos nogaršotu un tiktu mudināti mēģināt vēlreiz. Brīdinājuma ieguvums samazinās, ja ir vairāk atdarinātāju.

Tas var izskaidrot tādus gadījumus kā Āfrikas lakstīgalas Papilio dardanus, kuras mātītes atdarina vairākas nevēlamas Danaidae dzimtas sugas: izdzīvošana ir augstāka, ja katra mīmētā forma ir reta salīdzinājumā ar tās paraugu. Iespējams, ka priekšrocība ir lielāka mātītēm, jo tēviņiem nepiemīt mīmētiskie modeļi; iespējams, dzimumselekcija palīdz saglabāt šo atšķirību. Šie un citi jautājumi ir pētīti daudzus gadus.

Šāda veida kukaiņu dzīve ir sadalīta posmos (skatīt pilnīgu metamorfozi). Lerva ir augšanas stadija, bet pieaugušais īpatnis ir vairošanās stadija. Arī kāpuriem piemīt maskēšanās, aposemātiska krāsa un mimikrija. Tieši kāpuri no augiem, ar kuriem tie barojas, uzņem uzbāzīgas ķīmiskās vielas. Tomēr kāpuri neatšķir tēviņus no mātītēm, jo vairošanās nav to funkcija.

Mimikrijas gredzeni

Tropu valstīs lauka pētījumi liecina, ka mīmikrijā ir iesaistīts liels skaits sugu. Atzītas 54 Heliconius sugas ar vairāk nekā 700 nosauktām krāsu formām. Pastāv četras (vai, iespējams, piecas) tauriņu grupas, kurās ietilpst helikoniji un to atdarinātāji. Šos "mimikrijas gredzenus" saīsināti sauc par tīģerzonu, sarkano, zilo un oranžo gredzenu. Katra gredzena locekļi parasti naktīs mitinās kopā, lido līdzīgās dzīvotnēs un vienā un tajā pašā gadalaikā. Mīmikrijas gredzeni ietver gan Millera, gan Batesa mimikriju.

Vavilovas mimikrija notiek augos, kad nezāle sāk izskatīties pēc kultūrauga. Tā ir nosaukta krievu selekcionāra Nikolaja Vavilova vārdā, kurš atklāja šo ideju. Pirms herbicīdu lietošanas nezāles tika noplūktas ar rokām. To darīja tūkstošiem gadu. Nezāles sāk izskatīties kā kultūraugi, jo ravēji noplēš tās nezāles, kas izskatās visatšķirīgākās. Vavilovas mimikriju ir izraisījusi cilvēku netīša selekcija. Tās nezāles, kas izdzīvo, nodod tālāk savus gēnus. Pakāpeniski visas nezāles kļūst līdzīgākas kultūraugam.

Kā piemēru var minēt rudzus, kas ir Vidusjūras reģionā izplatīta suga. Sākotnēji rudzi bija tikai nezāle, kas auga kopā ar kviešiem un miežiem. Pļaušana padarīja tos līdzīgus kultūraugiem. Tāpat kā kviešiem, arī rudziem ir lielākas sēklas un stingrākas vārpiņas, pie kurām sēklas ir piestiprinātas. Rudzi ir izturīgāks augs nekā kvieši: tie izdzīvo skarbākos apstākļos. Pēc tam, kad rudzi bija kļuvuši par tādu pašu kultūraugu kā kvieši, tie varēja kļūt par kultūraugu skarbās vietās, piemēram, kalnos un kalnos.

Šāda veida mīmikrija ir diezgan izplatīta. Tā ir Bībeles metafora par vilku aitas ādā. Mīmikrija darbojas, lai pievilinātu upuri, kurš pēc tam tiek apēsts vai citādi izmantots. Makšķernieku zivis, kukaiņēdāji un kukainīši - tie visi ir piemēri. Visas šīs grupas ir plaši izplatītas, un nav šaubu, ka agresīvā mīmikrija ir veiksmīgs dzīvesveids.

Nākamie divi piemēri iepazīstina ar vēl vienu metaforu - sirēnu. Austrālijas katīdis Chlorobalius leucoviridis var piesaistīt cikāžu tēviņus, atdarinot sugai raksturīgos seksuāli uzņēmīgu cikāžu mātīšu atbildes klikšķus. Atskaņošanas eksperimenti liecina, ka C. leucoviridis spēj piesaistīt daudzu sugu cikāžu tēviņus, lai gan cikāžu pārošanās signāli ir sugām specifiski.

Photuris ģints ugunsputnu mātītes izstaro tos pašus gaismas signālus, ko citu ģinšu mātītes izmanto kā pārošanās signālu. Turpmāki pētījumi parādīja, ka vairāku ģinšu ugunskrupju tēviņi piesaista šos atdarinājumus, un pēc tam tiek noķerti un apēsti. Mātīšu signālu pamatā ir no tēviņiem saņemtie signāli, un katrai mātītei ir signālu repertuārs, kas atbilst attiecīgās sugas mātītes signālu aizkavēšanai un ilgumam.

Tomēr pievilināšana nav obligāts nosacījums, jo plēsējam var būt ievērojamas priekšrocības, ja viņš netiek identificēts kā plēsējs. Tas var atgādināt savstarpēji saistītu simbiontu vai sugu, kas ir mazsvarīga upurim.

Daži parazīti var izmantot agresīvu mimikriju, lai nokļūtu pie nākamā saimnieka. Dziedātājputnu zarnās dzīvo parazītiska trematode (plakanā tārpa). To oliņas izšķiļas un pēc tam tās apēd gliemezis, kas dzīvo mitrā vidē. Olas šajā otrajā saimniekā attīstās par kāpuriem. Atšķirībā no radniecīgām sugām šie kāpuri ir spilgti krāsoti un spēj pulsēt. Ar sporām pilns maisiņš iekļūst gliemeža acu kātiņos un pulsē lielā ātrumā. Tas izraisa taustekļu palielināšanos. Tas ietekmē arī saimnieka uzvedību: gliemezis virzās uz gaismu, no kuras parasti izvairās. Šie faktori padara sporocistas ļoti pamanāmas, un drīz vien tās apēd izsalcis dziedātājputns. Pēc tam gliemezis atjauno acu kātiņus un turpina savu dzīves ciklu. ^{134. lpp.}

Tīras zivis ir daudzu citu sugu sabiedrotās, kas ļauj tām apēst parazītus un atmirušo ādu. Dažas ļauj tīrāmajām zivīm ieiet mutē, lai medītu parazītus. Viena no tīrīšanas zivju sugām, zilganā tīrīšanas vijole (Labroides dimidiatus), kas attēlota pa labi un tīra gruperi, dzīvo Indijas un Klusā okeāna koraļļu rifos. To atpazīst citas zivis, kas ļauj tai tīrīt tās.

Indijas okeānā dzīvo arī tā atdarinātājs - mīmiskais zobenzobainais aspidonts (Aspidontus taeniatus). Tas ne tikai pēc izmēra un krāsas atgādina vālīti, bet pat atdarina tās "deju". Apmuļķojis savu upuri un licis tam zaudēt modrību, blennijs to sakoda, atplēšot gabaliņu spuras, un pēc tam aizbēg no notikuma vietas. Šādā veidā uzbruktās zivis drīz vien iemācās atšķirt imitētāju no modeļa, bet, tā kā līdzība ir ļoti liela, tās kļūst daudz piesardzīgākas arī pret modeli. Pateicoties upura spējai atšķirt ienaidnieku no palīga, blenņi ir attīstījuši tuvu līdzību līdz pat reģionālajam līmenim.

Par automīmikriju dažkārt sauc parādību, kad modelis pieder tai pašai sugai, kurai pieder atdarinātājs. Kā piemēru var minēt monarhu tauriņu Danaus plexippus, kas barojas ar pienenes augiem. Tauriņi uzkrāj toksīnus no augiem, kurus tie saglabā arī pieaugušo formās. Tā kā toksīnu līmenis mainās atkarībā no uztura kāpura stadijā, daži monarhi būs toksiskāki nekā citi.

Mazāk patīkamus indivīdus var uzskatīt par bīstamāku indivīdu atdarinātājiem. Tiem ir tieši tādas pašas brīdinājuma krāsas kā toksiskākajiem indivīdiem, bet to sods plēsējiem ir vājāks. Sugās, kur viens dzimums var būt bīstamāks par otru, ja abi dzimumi izskatās līdzīgi, viens var aizsargāt otru. Pierādījumu sniedza pērtiķis no Gabonas, kas regulāri ēda Anaphe ģints tēviņus, bet nekavējoties pārtrauca, kad nogaršoja indīgo mātīti.

Viltus daļas

Maziem plēsīgiem dzīvniekiem ir ierasts, ka to galva ir mazāk redzama. Dažiem arī mazāk svarīgā ķermeņa daļa izskatās kā galva. Tas, tāpat kā acu plankumi uz dažiem tauriņiem, ir aizsargāšanās paņēmiens. Kļūdaina galva vai kodiens uz viltus galvas būs tikai neērtība, bet knābiens uz galvas būtu nāvējošs.

Kombinētā taktika

Daudzi dzīvnieki izmanto vairāk nekā vienu mīmikas veidu. To var novērot tauriņiem, kas parasti atpūšas ar uz augšu salocītiem spārniem. To spārnu apakšpusē parasti ir dažādi raksti. Spārnu apakšējā puse var būt noslēpumaina, bet augšējā pusē var būt kāds brīdinošs raksts. Mātēm, kas atpūšas ar horizontāli novietotiem spārniem, var būt dažādi raksti uz spārnu aizmugurējās puses. Parasti aizmugurējos spārnus miera stāvoklī parasti aizsedz priekšējie spārni, bet tie var atklāties, ja tauriņš tiek traucēts. Šāda taktika raksturīga tām varpām, kas ir aktīvas dienā vai diennakts tumšajā laikā. Sarkanā tīģermāte atkarībā no situācijas izmanto gan maskēšanās, gan brīdinājuma krāsu. Tas ir lielisks piemērs tam, kā uzvedība un mīmikrija darbojas kopā.

Agrākais zināmais lapu atdarināšanas piemērs kukaiņu vidū ir atrasts vidējā jūrā pirms 165 miljoniem gadu. Kukaiņi ir lapsenes (Neuroptera), un lapas ir no cikādēm vai tām radniecīgiem ģimnospermiem. Tas ir interesanti, jo liecina, ka šāda veida mīmikrija attīstījās ilgi pirms ziedaugu rašanās.

• Aizsardzība pret plēsējiem
• Aizsardzība pret zālēdājiem
• Aizsardzība pret izbīli
• Koevolūcija