Ложь во спасение, или Как куколки жуков обманывают своих соплеменников

Вильчаторогий жук-носорог Trypoxylus dichotoma — крупный красивый жук, обитатель почвенного покрова в юго-восточном регионе Евразии
Вильчаторогий жук-носорог Trypoxylus dichotoma — крупный красивый жук, обитатель почвенного покрова в юго-восточном регионе Евразии. Сигнальная система у личинок и куколок этого жука стала предметом серии работ Лаборатории прикладной энтомологии Токийского университета. Изображение с сайта ru.wikipedia.org

В эволюции коммуникации животных появление обманных сигналов играет важную роль. Обман зачастую помогает выжить тому, кто подает ложный сигнал, а восприемник обманного маневра несет убытки. Подобная манипуляция поведением родичей может быть полезна индивиду, поэтому закрепляется в ходе эволюции. Пример появления и работы такого фальшивого сигнала разобрали японские энтомологи. Они продемонстрировали, что куколки жука-носорога издают серию вибраций, схожую с движениями кротов, основных врагов этих жуков. В ответ находящиеся рядом соплеменники перестают двигаться, замирают, и благодаря этому куколка остается неповрежденной.

Японские авторы из Токийского университета и Института лесоведения в Цукубе начали свое научное сообщение весьма решительно: «Здесь доказывается, что сигнальная система у животных могла развиваться так, чтобы, манипулируя поведением респондентов, увеличивать приспособленность тех индивидов, кто подает сигнал. При этом, отвечая на ложные сигналы, респонденты несут убытки». Это давнишняя гипотеза, у нее, как водится, имеются сильные и слабые стороны. Однако в данной работе разбирается интересный пример, который эту гипотезу подтверждает.

Личинки жука-носорога живут в почве, образуя впечатляющие скопления. Перед тем как окуклиться, личинка строит вокруг себя камерку, склеивая частички гумуса. Стенки этой камеры непрочны, их легко может разрушить личинка, роющая норку в непосредственной близости от камеры, в этом случае куколка погибнет. Куколке нужно как-то защищаться от непредумышленных, но всё же смертельных действий родичей.

И они нашли выход: с помощью движений переднеспинки они стучат по стенке камеры, производя серию вибрирующих сигналов. Эти сигналы имитируют какие-то из движений кротов, главных врагов почвенных жуков. Ответная реакция личинок и жуков на такую вибрацию — замереть, притаиться, перестать двигаться в надежде, что подслеповатый крот или другой пожиратель почвенной живности не заметит добычу. Вероятно, это стандартная полезная реакция, и нет ничего удивительного, что она имеется у жуков. Но куколки жука-носорога используют ее, чтобы остановить своих соплеменников, не дать им разрушить свою камеру.

Является ли этот сигнал и реакция на него специфическими для жука-носорога? Если этот сигнал воспринимается только личинками носорогов, то его следует считать их видоспецифическим новшеством. Если же нет, то перед нами пример возникновения символического сигнала, который эксплуатирует уже имеющуюся систему «сигнал—ответ». Экспериментаторы использовали три вида жуков из того же семейства, но из других подсемейств и проверили их реакцию на вибрацию куколки жука-носорога. В эксперименте проигрывался предварительно записанный сигнал, поэтому исключались реакции на какие-то другие стимулы, кроме вибрации.

Куколки двух близких видов: A — вильчаторогого жука-носорога и B — африканского вислоноса (Dicronorhina derbyana); у вислоноса камера для окукливания более прочная с толстыми стенками
Куколки двух близких видов: A — вильчаторогого жука-носорога и B — африканского вислоноса (Dicronorhina derbyana); у вислоноса камера для окукливания более прочная с толстыми стенками. Длина масштабной линейки 1 см. Фото из статьи Kojima et al., 2012

Выяснилось, что куколки других видов не производят подобной вибрации, она им просто не нужна. Но зато личинки всех трех других видов воспринимают вибрацию, реагируя ожидаемым образом: замирают на 10–55 минут. Это означает, что куколки жуков-носорогов приспособили под свои нужды уже знакомый всем сигнал и ответную на него реакцию. Это сигнал, указывающий на наличие злоумышленника, и естественная в этом случае реакция затаивания. Личинкам весьма опасно не отвечать на этот сигнал: если его игнорировать, то можно не дожить до стадии куколки. Жукам-носорогам не пришлось изобретать ничего нового — почти ничего, за исключением использования этого сигнала в нестандартной ситуации. Этот ложный поведенческий маневр вполне мог закрепиться в ходе становления вида, так как безусловно полезен его пользователям. Так обманные сигналы появляются и закрепляются в ходе естественного отбора. Навыки манипуляции своими родичами в данном случае хотя и построены на обмане, но оказываются полезны для выживания.

В опытах, помимо жука-носорога, были использованы личинки трех видов пластинчатоусых жуков: Protaetia orientalis — восточная бронзовка, Dicronorrhina derbyana — африканский вислонос, Anomala albopilosa — хрущик или цветоед
В опытах, помимо жука-носорога, были использованы личинки трех видов пластинчатоусых жуков: Protaetia orientalis — восточная бронзовка, Dicronorrhina derbyana — африканский вислонос, Anomala albopilosa — хрущик или цветоед. Хотя они и принадлежат одному семейству, но филогенетически далеки друг от друга, их разносят в разные подсемейства. Из них производят вибрацию только куколки носорогов. Рис. из обсуждаемой статьи в Royal Society Biology Letters

Примерно так происходит формирование и других обманных манипуляций у животных. Тут главное — использовать реакции, совершенно необходимые для выживания, игнорировать которые слишком рискованно. Хорошим примером такого рода является поведение сексуальных обманщиков у гребенчатых тритонов (см.: В. С. Фридман. Коммуникация животных: от стимула к символу, «Химия и жизнь» №10, 11, 12, 2009). Хитрый мошенник выжидает в засаде, пока его конкурент старательно соблазняет самку, тратя на это силы, энергию и умения. Когда же действо подходит к решающей фазе, мошенник имитирует особое движение хвостом, которое проделывает готовая к оплодотворению самка. Это движение и является тем важным сигналом, который нельзя игнорировать: в ответ на него нужно немедленно отправить самке свой сперматофор. Честный жених, движимый инстинктом, выпускает сперматофор и спокойно уплывает, а тем временем обманщик преспокойно приближается к самке и в правильном порядке отдает ей собственный сперматофор. Тритону-обманщику подобное поведение исключительно выгодно, потому оно и закрепилось у этого и других родственных видов. В данном случае обманщик обращает в свою пользу уже имеющийся сигнал, на который уже существует отработанная и жизненно важная реакция полового поведения.

Источник: Wataru Kojima, Yukio Ishikawa, Takuma Takanashi. Deceptive vibratory communication: pupae of a beetle exploit the freeze response of larvae to protect themselves // Royal Society Biology Letters. Published online 6 June, 2012. Doi:10.1098/rsbl.2012.0386.

Елена Наймарк


11
Показать комментарии (11)
Свернуть комментарии (11)

  • Bedal  | 05.07.2012 | 09:06 Ответить
    Всё-таки налицо "натягивание совы на глобус" - с чего бы это вибрации именно имитируют крота? Не доказано? Ну тогда и сигнал этот - не обманный. А какой... кто его знает, какой. Просто есть такой сигнал.
    Ответить
    • Вячеслав Рогожин > Bedal | 05.07.2012 | 10:24 Ответить
      Что кротов - как раз показано. Другое дело, 2каких именно 2 движений кротов. А вот это как раз неважно. Пассажиру пофиг, за счет чего тарахтит автобус - главное, чтобы ехал:)
      Ответить
      • Bedal > Вячеслав Рогожин | 05.07.2012 | 15:07 Ответить
        видимо, мне просто не хватило в сообщении информации: личинки в природе перестают двигаться именно при приближении кротов? И никого другого? Если кто-то сверху ходит - не замирают? Они перестают двигаться при любых сотрясениях или каких-то специфичных (по частоте, модуляции)?

        Вибрации, на которые способны личинки, действительно похожи на "кротовьи"? По интенсивности, например. Что-то сомнения гложут.

        Например, умозрительно возможен вариант, когда некий "дурак" слишком сильно шумит, привлекая тех же кротов, и потому остальные замолкают, чтобы уменьшить уровень шума и привлечения.
        Ответить
        • Fangorn > Bedal | 05.07.2012 | 16:03 Ответить
          По крайней мере, доказано, что личинки данного вида производят вибрацию, которая отпугивает других личинок.
          Не доказано, но более чем правдоподобно: 1) личинки боятся вибрации потому, что ее производят кроты; 2) личинки отпугивают других личинок потому, что те могут повредить камеру первых. В этом смысле и идет речь об "имитации".
          Ответить
          • Bedal > Fangorn | 06.07.2012 | 08:40 Ответить
            "правдоподобно"? То есть никаких замеров вибраций, производимых кротами и сравнения их с вибрациями, производимыми личинкой, не было? Ох, уже эти гуманитарии :-)

            Не удивлюсь, если и пробы смертельности нарушения камеры другой личинкой тоже не проводились.
            Ответить
            • Fangorn > Bedal | 06.07.2012 | 15:45 Ответить
              А разве подобные "замеры" помогли бы ответить на предыдущие вопросы? По каким критериям сравнивать "похожа - не похожа" вибрация?
              В ЛЮБЫХ сложных задачах со многими факторами истина может быть установлена надежно лишь путем многократной перепроверки различными способами. Здесь задача не настолько важная.
              Но открыто новое явление - "личинки данного вида производят вибрацию, которая отпугивает других личинок". Предложено его объяснение, которое выглядит логично, и не имеет противоречий. Любое другое объяснение должно предложить иной ответ на эти вопросы, а до тех пор оно будет оставаться малоубедительным.
              Ответить
            • naimark > Bedal | 07.07.2012 | 22:57 Ответить
              почему же .... проводились, конечно. Об этом написано в статье, которая была опубликована раньше и на нее есть ссылка. И кого Вы называете гуманитарием? уж не меня ли?
              Ответить
              • Bedal > naimark | 09.07.2012 | 08:30 Ответить
                Ничего личного - речь шла о далеко идущих выводах из, в общем-то, мизерных посылок. Не Вы же делали эти выводы.

                До замеров я, увы, не добрался - не настолько я фанат этого дела, чтобы покупать довольно частную статью.
                Ответить
        • Вячеслав Рогожин > Bedal | 06.07.2012 | 07:26 Ответить
          Вибрации бывают разные. Насколько я понял, здесь особый эффект вызывают лишь определенного типа вибрации - хотя эффект меньший от других шумов. естественно, отрицать не буду. С другой стороны, если жуки замирают в равной степени от любых шумов - то это лишь облегчает задачу личинок, хотя доступный лично им спектр, конечно, не слишком широк.
          Ответить
          • Bedal > Вячеслав Рогожин | 06.07.2012 | 08:47 Ответить
            Я ни в коей мере не спорю с фактом - личинки замирают. Но истолкование - явная натяжка.

            Беда в том, что эти "очевидности" легко приводят к любым результатам. В логике это называется некорректная импликация: все рассуждения, делающиеся по ложным посылкам, считаются верными, вне зависимости от верности результата.

            Пример из палеонтологии: какие далеко идущие выводы делаются по мельчайшим отличиям в окаменелостях. А ведь, допустим, арабская лошадь имеет отличное от других лошадей число позвонков (в нескольких отделах позвоночника сразу!), число рёбер (ну, это соответственно), другую форму черепа. А ведь это один вид и всё в пределах изменчивости. Или свиньи - тоже у мясных пород позвонков и рёбер больше, чем у сальных йоркширских. И тоже - несомненно один вид.
            Ответить
            • Fangorn > Bedal | 06.07.2012 | 16:42 Ответить
              >Беда в том, что эти "очевидности" легко приводят к любым результатам.
              Увы, поэтому наука не 100% достоверна. А иначе бы и не было "переворотов в науке". Однако, чем больше накоплено сведений, тем достовернее научные утверждения.
              >какие далеко идущие выводы делаются по мельчайшим отличиям в окаменелостях
              Научные теории оцениваются по их способности ПРЕДСКАЗЫВАТЬ. Если вытекающие из теории выводы ПОТОМ подтверждаются наблюдениями (а это произошло со многими палеонтологическими предсказаниями), - значит, эта теория помогает нам лучше понять происходящее. Тогда разумно пытаться применять подобную методику и дальше.
              Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»