Прогоняя рыжих кукушек, камышовки дают преимущество серым, а прогоняя серых — рыжим

Тростниковая камышовка, принесшая корм птенцу обыкновенной кукушки

Тростниковая камышовка, принесшая корм птенцу обыкновенной кукушки. На территории Великобритании именно в гнезда тростниковой камышовки чаще всего подкладывает свои яйца кукушка. Фотография Per Harald Olsen с сайта ru.wikipedia.org

Гнездовые паразиты, к которым относится и обыкновенная кукушка, могут значительно снижать выживаемость своих хозяев — тех, кто вынужден выкармливать чужих птенцов вместо своих. Однако хозяева (в случае кукушек — мелкие насекомоядные птицы) стремятся этому противостоять и постепенно накапливают опыт, позволяющий им распознавать гнездового паразита и прогонять его. Исследователи из Кембриджа показали недавно, что тростниковые камышовки, в гнёзда которых кукушка на обследованной территории наиболее часто откладывает яйца, могут обмениваться информацией о приближающемся враге. При этом выясняется, что камышовки различают (и сообщают об этом соседям) две формы кукушек — обычную, серого цвета (похожую на ястреба-перепелятника), и реже встречающуюся рыжую. Более того, наличие подобного полиморфизма в окраске оперенья кукушек, по-видимому, поддерживается именно специфической реакцией камышовок только на одну форму — или серую или рыжую. Если преследуется прежде всего серая, то рыжая начинает получать преимущество и ее доля в популяции возрастает. Но когда вероятность встречи с ней увеличится, камышовки перестроятся на преследование именно рыжей формы.

Уже сто пятьдесят лет назад английскому натуралисту Генри Уолтеру Бейтсу (Henry Walter Bates) стал ясен смысл мимикрии (см. бейтсовская мимикрия) — имитации беззащитным видом животных внешнего облика другого вида, нападать на который хищнику небезопасно. Наблюдая за бабочками в бассейне Амазонки, Бейтс заметил, что среди них есть ядовитые и потому тщательно избегаемые птицами, а есть внешне очень похожие на них (хотя обычно не родственные), никакой угрозы птицам не представляющие, но на всякий случай также ими избегаемые. Хотя мимикрия формируется естественным отбором у жертв, определенную эволюцию претерпевают и хищники: им выгодно научиться отличать беззащитные объекты охоты от действительно опасных. Когда же, разобравшись, на кого можно нападать, а на кого нельзя, хищники усиливают свой пресс на популяцию жертв, преимущество в ней начинают получать особи, отличающиеся по внешнему виду от доминирующей формы (имитирующей угрожающий облик), поскольку они реже потребляются хищником. В результате выборочного воздействия хищника в популяции жертв возникает и поддерживается полиморфизм — присутствие особей нескольких разных морф (форм), различающихся окраской, размерами или какими-либо другими внешними признаками. Это есть результат так называемого отрицательного частотно-зависимого отбора (см. У представителей меньшинства шансов выжить больше, «Элементы», 13.06.2006).

Рыжая и серая формы обыкновенной кукушки

Рыжая и серая формы обыкновенной кукушки. Фотографии Василия Федоренко с сайта innature.kz

Мимикрия может возникать не только у жертв, как способ обмануть хищника, но и у паразитов, стремящихся вступить в контакт со своими хозяевами. Так, окраска оперения обыкновенной кукушки (Cuculus canorus) — гнездового паразита, подкладывающего свои яйца в кладки мелких насекомоядных птиц, — напоминает окраску ястреба-перепелятника (Accipiter nisus) — грозного хищника, представляющего для них реальную опасность. Опасаясь ястреба, мелкие птицы (потенциальные приемные родители кукушат) могут побояться устроить появившимся поблизости кукушкам «моббинг» (см. mobbing) — своего рода травлю врага, проявляющуюся в том, что целая группа птиц с громкими криками начинает преследовать птицу (или зверя) другого вида, часто гораздо более крупного. (Так, в парках Москвы нередко можно видеть и слышать дроздов-рябинников, которые поднимают страшный гвалт, когда рядом с их гнездом появляется ворона, а тем более ворон).

Ястреб-перепелятник — опасный хищник, окраску которого, видимо, и имитирует оперение кукушек

Ястреб-перепелятник — опасный хищник, окраску которого, видимо, и имитирует оперение кукушек. Фотография Виталия Гориховского с сайта birdchuvashia.ru

Очевидно, что моббинг порой может сильно мешать хищнику или паразиту в достижении своих целей. Но если в популяции животных, являющихся объектами моббинга, есть несколько внешне различающихся морф (то есть существует полиморфизм), это иногда позволяет сбить с толку нападающих. Видимо, так и происходит у обыкновенной кукушки в её взаимодействии с тростниковой камышовкой (Acrocephalus scirpaceus), в гнёзда которой она очень часто откладывает яйца. Детально, на большом экспериментальном материале, влияние моббинга со стороны камышовок на поддержание полиморфизма кукушки изучали Роза Торогуд (Rose Thorogood) и Николас Дэвис (Nicholas B. Davies) из Отдела зоологии Кембриджского университета (Кембридж, Великобритания).

Во многих популяциях кукушек (в том числе и на территории Великобритании, где проводились исследования) самки представлены двумя морфами: одна с серым оперением, напоминающим оперение самца того же вида (а также ястреба-перепелятника), другая — с оперением рыжевато-бурого цвета. Не исключено, что в последнем случае это результат мимикрии под мелких соколов — пустельгу (Falco tinnunculus) или дербника (Falco columbarius). Полиморфизм в окраске оперения разных видов семейства кукушковых вообще не редкость, а у тех, что являются гнездовыми паразитами, он проявляется практически всегда. Торогуд и Дэвис предположили, что в поддержании полиморфизма определенную роль играет поведение хозяев гнездовых паразитов, в данном случае — тростниковых камышовок, которые могут устраивать моббинг преимущественно одной из двух морф. Если камышовки научились распознавать серую морфу кукушки (отличать ее от ястреба), то информация о моббинге, который они устраивают приближающейся кукушке, может быстро распространяться среди соседей. Это в свою очередь должно привести к снижению вероятности успешного размножения серой морфы и к тому, что преимущество в популяции получит другая морфа — рыжая. Однако, став массовой, рыжая морфа в свою очередь может быть распознана камышовками, которые усилят ее моббинг, что в конце концов приведет к тому, что преимущество окажется снова у серой морфы.

Схема, показывающая поддержание полиморфизма в окраске оперения кукушек

Схема, показывающая поддержание полиморфизма в окраске оперения кукушек. Крайнее левое изображение в каждом ряду — модель имитации (ястреб-перепелятник). В середине — обманываемый объект: тростниковая камышовка. Справа — две формы кукушки: серая и рыжая. Если своим обликом кукушка напоминает ястреба, ей легче подобраться к гнезду камышовки, чтобы отложить туда яйцо (A). Но если какие-то камышовки научились распознавать обман и сообщают об этом другим, то им всё чаще удается прогонять серых кукушек, тогда как рыжая форма начинает получать преимущество (средний ряд изображений, B). Рыжая форма кукушки, став многочисленной, также все чаще подвергается моббингу и терпит неудачу в попытках отложить яйца. Соответственно, преимущество снова начинает получать серая форма (нижний ряд изображений, C). Изображение из статьи Johanna Mappes and Leena Lindström. How did the cuckoo get its polymorphic plumage? // Science. 2012. V. 337. P. 532–533

Авторы обсуждаемой работы предположили, что у камышовок формируется образ определенной морфы (серой или рыжей) как объекта для моббинга и что определенную роль при этом играет коммуникация между камышовками разных пар. Для проверки своей гипотезы они выбрали несколько пар камышовок и устанавливали на короткое время неподалеку от их гнезд в случайном порядке и с небольшим перерывом деревянные модели либо серой морфы кукушки, либо рыжей морфы кукушки, либо ястреба. Если модель вызывала реакцию моббинга (а такое бывало не всегда), авторы на магнитофон записывали звуки, издаваемые камышовками (щелканье клювом и тревожные крики), — это был базовый уровень моббинга.

После этого ученые предъявляли одну из деревянных моделей другим парам камышовок, которые являлись ближайшими соседями исследуемых пар. В результате исследуемые пары наблюдали моббинг, вызываемый моделью врага у их соседей.

Изменения в реакции моббинга тростниковых камышовок по отношению к выставляемым моделям серой морфы кукушки, рыжей морфы кукушки и ястреба-перепелятника

Изменения в реакции моббинга (щелканье клювом и тревожные крики в течение 5 минут) тростниковых камышовок по отношению к выставляемым моделям серой морфы кукушки (Cg) , рыжей морфы кукушки (Cr) и ястреба-перепелятника (SH). Левая группа столбиков — изменение моббинга после того, как соседи устраивали моббинг серой кукушке, центральная — рыжей кукушке, правая — ястребу. Под каждым столбиком указано, какая модель выставлялась для оценки измененной реакции. Видно, что реакция значимо усиливалась только на ту модель, которая ранее предъявлялась соседям. Камышовки четко различают серую и рыжую форму кукушки (и сообщают об этом соседям), но на модель ястреба показывают слабую реакцию. Изображение из обсуждаемой статьи в Science

И наконец, авторы снова демонстрировали исследуемым парам птиц все три модели в случайном порядке и сравнивали уровень проявляющегося моббинга с базовым. Предположения авторов о том, что камышовки узнают, кого именно надо подвергнуть моббингу, наблюдая за соседями, блестяще подтвердилось: у исследуемых птиц заметное усиление реакции моббинга было отмечено только при демонстрации модели той морфы, которая была ранее подвергнута моббингу птицами, гнездящимися по соседству. Усиления моббинга на модель ястреба не происходило. Возможно, это связано с тем, что встреча с ястребом на обследованной территории гораздо менее вероятна, чем с одной из морф кукушки.

Таким образом, воспринимаемая всеми соседями информация обеспечивает реакцию моббинга, специфически направленную только на одну морфу кукушки. Но именно такое поведение камышовок способствует поддержанию полиморфизма в популяции их гнездового паразита.

Источник: Rose Thorogood, Nicholas B. Davies. Cuckoos combat socially transmitted defenses of reed warbler hosts with a plumage polymorphism // Science. 2012. V. 337. P. 578–580.

См. также:
Johanna Mappes and Leena Lindström. How did the cuckoo get its polymorphic plumage? // Science. 2012. V. 337. P. 532–533.

Алексей Гиляров


3
Показать комментарии (3)
Свернуть комментарии (3)

  • Henker  | 06.09.2012 | 19:14 Ответить
    Меня всегда очень интересовал вопрос. А как, собственно, животные, использующие мимикрию, подбирают такую окраску, что становятся похожи на тех или иных животных, которых, в свою очередь, остерегается хищник? Допустим к примеру, как паук Paraplectana duodecimmaculata в процессе эволюции определяет, что хищнику, который на него охотится, не нравится именно божья коровка? Вообщем каким образом в популяциях мимикристов появляются именно те формы, которые отпугивают врага и которые скопированы с какого-то другого животного?
    Ответить
    • Алексей Гиляров > Henker | 06.09.2012 | 19:47 Ответить
      Паук не знает, нравятся или не нравятся хищнику божьи коровки.Но если среди разных форм этого паука, те, что похожи на божьих коровок, остаются нетронутыми хищниками (точнее - у них меньше шанс стать жертвой хищника), то от поколения к поколения их становится больше и больше...
      Ответить
      • Henker > Алексей Гиляров | 06.09.2012 | 22:48 Ответить
        Не удалось точно сформулировать вопрос. То что такие, как в случае с пауком, адаптации закрепляются в процессе естественного отбора, это очевидно. Почему именно божья коровка, а не что - то другое? Вот ещё примеры: http://bigpicture.ru/?p=305722 Из них очень забавна гусеница бабочки вида нолидов, похожая на незрелую ягоду, другой жук, также , между прочим, похожий на божью коровку (окраской). Создаётся впечатление, что эволюция очень консервативна и по сути не выдумывает ничего нового, а играет какими-то уже хорошо зарекомендовавшими себя шаблонами, которые действенны в том или ином случае. И вот, на последок, что меня совсем привело в замешательство и восторг (Гусеница-парусника-Маака): http://fotki.yandex.ru/top/users/araliaa/view/489255
        Если в случае с пугающей хищников окраской божьей коровки или же незрелой ягоды ещё можно допустить и списать это на совпадение, которое действенно работает, отпугивая хищников и которое закрепилось естественным отбором, то вот с парусником-Маака уже сложнее. Как возможно создать такой сложный узор с глазами, имитирующий чей-то взгляд? Что это за механизм такой, который способен изобразить на теле обычной гусеницы целый симметричный рисунок другого хищника? Ведь мимикрия и означает подражание. Как то или иное животное может принимать окраску, форму или другие свойства другого животного, если это совершенно разные виды, которые не скрещиваются, однако могут в опрделённых условиях частично копировать других животных. Это очень фундаментальный механизм - мимикрия! Ибо как Эволюция может обладать такой рефлексией? Действуя вслепую, она переносит целые узоры на разные роды, даже семейства. И ещё, известны ли Вам какие-нибудь исследования, в которых делалась бы выборка схожих форм мимикрии, как в случае с жуком и пауком, которые имеют пятнистю окраску, схожую с окраской божьей коровки. А также корреляция таких мимикристов, использующих схожую окраску, и хищников.
        P.S. Извиняюсь за весьма хаотичный ответ, но это скорее мысли в слух. =)
        Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»