Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Т. Дамур
«Мир по Эйнштейну». Глава из книги


Л. Франк
«Мой неповторимый геном». Глава из книги


В. Винниченко
Почему дельфины никогда не спят?



В память о Леониде Вениаминовиче Келдыше (07.04.1931–11.11.2016)


Н. Жизан
«Квантовая случайность». Глава из книги


Интервью с С. Ландо
Сергей Ландо: «Прорывы в математике плохо предсказуемы»


В. Гаврилов
Загадка зарянки


А. Левин
Астрономия темного


В. Мацарский
Бодался Чандра с сэром Артуром


О. Макаров
Секрет разделения







Главная / Новости науки версия для печати

Зайцы-беляки не заботятся о камуфляже


Рысь охотится на зайца. Кажется, ему не долго осталось...

В начале XX века американский беляк стал модельным объектом для разработки концепции «хищник–жертва», в начале XXI века он может сыграть такую же важную роль в изучении видоспецифического ответа на климатические сдвиги. Фото с сайта natgeocreative.com

Американский заяц стал объектом внимания эволюционных биологов. Из-за потепления сроки установления и таяния снежного покрова и сроки весенней и осенней линек рассогласовались, из-за этого весной и осенью зайцы становятся заметны для хищников. Однако, как выяснилось, сезонные сдвиги не привели к изменению повадок зайцев, не сглаживает этого несоответствия и фенотипическая пластичность. Приспособление зайцев к изменению климатических условий происходит только за счет естественного отбора.

Современное потепление климата вызвало множество сдвигов в сезонных явлениях. Это непривычно и нам, людям, и всем другим обитателям планеты. Вне зависимости от того, насколько велик ущерб или наоборот выигрыш от этих сезонных сдвигов, мы сейчас имеем возможность наблюдать, как жители нашей планеты приспосабливаются к изменениям климата. Здесь и сейчас происходит естественный эксперимент по эволюции. И мы можем, присмотревшись, увидеть его первые результаты.

Зоологи из Университета Монтаны наблюдали за поведением зайцев в естественных условиях. Зайцы, как известно, меняют окраску в зависимости от сезона; линьки жестко увязаны с длиной светового дня. Американские беляки (Lepus americanus), интересовавшие ученых, зимой становятся белыми, только кончики ушек у них остаются черными, а летом, перелиняв, приобретают обычную серо-бурую окраску. И зимняя, и летняя окраска должны маскировать зайца на фоне его естественного местообитания. Смертность беляков на 80–100% определяется хищниками (в лесах Монтаны это рыси, койоты, лисы, куницы, филины, ястребы-тетеревятники). Более того, американские беляки обычно не прячутся в укромных местах и не роют норы, а просто замирают и сидят неподвижно на подходящем пятачке (месте лежки), там, где они лучше всего сливаются с окружающим пейзажем. Поэтому очевидно, что камуфляж для этих зайцев оказывается буквально жизненно необходим.

В условиях сдвига сезонных явлений — выпадения и таяния снега, появления проталин — осенняя и весенняя линьки могут не совпадать с изменениями природного фона, поэтому весной и осенью зайцы оказываются хорошо заметны для хищников. Как реагируют зайцы на столь опасные для них изменения, меняют ли они свое поведение? Существует ли фенотипическая пластичность в сроках линьки или приспособление времени линек к сезонным сдвигам? Эти вопросы задавали исследователи, собирая данные о фенотипе и поведении зайцев во время весенней и осенней линек.

Зайцы прячутся, но не слишком удачно

Из-за сдвигов в наступлении весны и зимы в Монтане зайцы могут стать прекрасной мишенью для хищников. Фото из сопроводительных материалов к статье в Proc. R. Soc. B

Ученые пометили зайцев (148 особей в одной области и 51 в другой) в двух лесных областях Монтаны. Они определяли сроки линек относительно температуры, длины светового дня и снегового покрова. Зайцев фотографировали на фоне мест лежки, где они, замерев, притаивались. По радиометкам определяли расстояние, на которое они подпускали исследователей (исследователи выступали в роли «хищников», хотя в среднем после 9 встреч зайцы привыкали к исследователям и переставали убегать). Также оценивали пригодность места лежки по сравнению с непосредственным окружением (условно в радиусе 10 м). Бывало так, что белый заяц сидел на фоне проталины, когда вокруг лежал снег, и наоборот, перелинявший заяц в летней шубке замирал на одиноком сугробе: очевидно, что маскироваться таким образом для зайца малоэффективно, он мог бы вполне выбрать поблизости более безопасный пятачок или спрятаться в укромном месте. Информативными для данного исследования были именно несоответствия в окраске шубки и места лежки: таких наблюдений набралось 251.

Понятно, что изменение окружающей обстановки могло сподвигнуть зайцев в несообразной шубке выбирать более подходящие места лежки или спрятаться, или увеличить расстояние, на которое подпускается хищник. Или же те или иные факторы среды могли запустить линьки в соответствии с сезонными сдвигами. Иными словами, приспособление к окружающей среде определилось бы на первых этапах обучением и фенотипической пластичностью. А естественный отбор затем отрегулировал бы сроки линьки. В противном случае всю работу по приспособлению к изменившимся условиям должен выполнить естественный отбор: тех зайцев, которые плохо маскируются, скорее обнаружат хищники. Таким образом будут отобраны гены, определяющие более адекватные сроки линьки. Чтобы понять, что впереди — обучение и фенотипическая пластичность или отбор, ученые сравнили поведение зайцев с подходящей шубкой и с неподходящей. Будет ли заяц в неподходящей шубке менять свое поведение, помогает ли фенотипическая пластичность приспособиться?

Оказалось, что нет. Фенотипическая пластичность проявляется, хотя и не слишком явно, в сроках весенней линьки, но не осенней. Исследователям не удалось выяснить, какой фактор ее запускает. Но поведение зайцев, их повадки никак не меняются в зависимости от обстановки. Зайцы «контрастной» окраски ведут себя крайне «неразумно». Белый заяц на проталине или бурый заяц на снегу подпустят хищника ровно на то же расстояние, что и его товарищ в камуфляже. Белый заяц, сидящий на проталине не выбирает более адекватных мест для лежки, не ищет он и мест, где можно спрятаться. По мнению авторов исследования, зайцы вне зависимости от цвета своей шкурки предпочитают бесснежные или малоснежные участки, более теплые пятачки, избегая снежные лежки. Многолетние наблюдения вкупе с количественными измерениями привели авторов к заключению, что беляки не осознают несоответствия между окружающей средой и собственным окрасом и ничего не предпринимают, чтобы его сгладить. Иными словами, зайцы пускают дело на самотек, предоставляя естественному отбору свою судьбу.

Напомню, что изучение именно американских беляков в XIX–XX веках привело к разработке знаменитой концепции «хищник-жертва». Тогда, в результате сравнения численности рыси и беляка, было предложено уравнение сопряженной динамики популяций хищника и жертвы. И снова пример беляка помогает понять механизмы естественного отбора: теперь иллюстрируется быстрое изменение фенотипа в ответ на изменение среды. Две исследованных области различаются по срокам появления и схода снежного покрова, продолжительности его залегания; в обоих случаях четко различаются и сроки линьки зайцев. Это означает, что возможна тонкая генетическая подстройка данной характеристики. Подобных примеров быстрой эволюции немало, вспомним хотя бы классический пример индустриального меланизма у березовых пядениц. В случае с зайцами нас, однако, удивляет, что зайцы уподобились «безмозглым» бабочкам, никак не подстраивая свое поведение к изменившейся среде. Ведь другие животные, например синицы, подогнали сроки размножения и выведения птенцов в ответ на современные сдвиги в сезонных явлениях (об этом см. новость Большие синицы и без естественного отбора приспосабливаются к более раннему наступлению весны, «Элементы», 14.05.2008). В этом, по-видимому, проявляется разница широкой и узкой специализации. Причем обучаемость, пластичность в поведении, существенно расширяет специализацию. Следует обратить внимание на пример с беляками: как и в случае с отношениями «хищник-жертва» он может стать модельным при изучении процесса приспособления к естественным местообитаниям.

Источник: M. Zimova, L. S. Mills, P. M. Lukacs, M. S. Mitchell. Snowshoe hares display limited phenotypic plasticity to mismatch in seasonal camouflage // Proc. R. Soc. B. 2014. V. 281. No. 1782. P. 20140029.

Елена Наймарк


Комментарии (2)



Последние новости: ЭволюцияЗоологияЕлена Наймарк

07.12
Мальки рыб в океане держатся родственными стайками
01.12
Иммунный статус макак зависит от социального
25.11
Самцы дроздовидных камышевок определяют качество самки по размеру ее гнезда
24.11
Метаморфоз у личинок червя Hydroides elegans запускается бактериями
23.11
Численность и генетическое разнообразие китовых акул измерили по пробам воды
22.11
Фиджийские муравьи сами выращивают для себя жилища
21.11
Самцы коммунально гнездящихся тимелий предпочитают окружать себя родственниками
16.11
За «боязнь» щекотки у крыс отвечает соматосенсорная кора
14.11
Ген, работающий в мышцах и костях, у обезьян стал регулировать развитие мозга
11.11
Из-за засухи в Африке луговые луни позже возвращаются в Европу

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия