Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка Подписчиков 12.931 RSS
←   Январь 2007   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
10.01.2007
04:33:36
12:58:54
11
12
12.01.2007
03:54:29
17:19:47
13
14
15
16
17
17.01.2007
03:24:02
16:29:56
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
31.01.2007
08:24:59
14:13:22


За последние 60 дней 1 выпусков (1 раз в 2 месяца)


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

12.931 подписчиков
-74 за неделю
←   Все выпуски   →

Пауки-скакуны послужили моделью для изучения мимикрии


Эволюция как сопротивление энтропии

Эволюция как сопротивление энтропии

Биологическая эволюция не просто создает новые формы — она создает формы, устойчивые к дальнейшей эволюции.

Статья доктора биологических наук Виктора Щербакова

Пауки-скакуны послужили моделью для изучения мимикрии

24.01.2007

Это не муравей, а австралийский паук-скакун из рода Myrmarachne. Все пауки этого рода имитируют форму и окраску разных видов муравьев. Фото с сайта opencage.info
!
Это не муравей, а австралийский паук-скакун из рода Myrmarachne. Все пауки этого рода имитируют форму и окраску разных видов муравьев. Фото с сайта opencage.info

Как идет видообразование у видов-подражателей? Связано ли оно с видообразованием у видов-прообразов? На эти ключевые для понимания сущности удивительного явления мимикрии вопросы попытались ответить австралийские зоологи. Для своего исследования они выбрали группу пауков скакунов, имитирующих форму, цвет и даже повадки муравьев.

Мимикрия, как мы помним из школьной программы, — это явление подражания одного вида другому: неядовитый и неопасный вид подражает ядовитому, агрессивному и опасному. Таким способом вид-имитатор может некоторым образом обезопасить себя от врагов. Подразумевается, что хищник не разберет, где опасный или ядовитый вид, а где вид-имитатор, и на всякий случай оставит в покое оба вида. Такой маневр проходит, как это было показано на математических моделях, если численность вида-имитатора значительно меньше численности вида-прообраза или вида-модели. Если же численность вида-имитатора превышает численность вида-прообраза, то существует большая вероятность, что хищник в конце концов распробует прикидывающийся опасным вид. Так оно обычно и бывает в природных популяциях.

Вид-имитатор получает явную выгоду от своей обманчивой внешности. А вот вид-прообраз как раз наоборот. Увеличение численности находящегося в безопасности вида-подражателя ведет к возрастанию опасности для вида прообраза. Поэтому виду-прообразу важно постараться поменьше походить на своего двойника. И если отбор для видов-имитаторов будет направлен на увеличение сходства, то для видов-прообразов он будет направлен в противоположную сторону, на уменьшение этого сходства.

Получается что-то вроде догонялок: прообраз убегает, а имитатор догоняет. Чуть вид прообраз уйдет в сторону, изменив внешность (или другое свойство) и сформировав новый вид, двойник тут же устремляется в ту же сторону и тоже формирует новый вид. Такая схема рассуждений является классической и общепринятой. Основываясь на этой схеме легко предположить, что эволюционный путь видов-прообразов будет повторяться в эволюции видов-имитаторов. (Именно так обычно протекает эволюция в паре хозяин—паразит: эволюционное развитие хозяев влечет за собой видообразование у паразитов.)

Соответствуют ли эти логические рассуждения реальной картине видообразования у мимикрирующих видов и видов-прообразов? На этот вопрос попытались ответить Ф. Чеккарелли (F. S. Ceccarelli) и Р. Крозье (R. H. Crozier), зоологи из Школы биологии тропиков Австралийского университета Дж. Кука. Свое исследование они провели на австралийских пауках-скакунах рода Myrmarachne и муравьях, форму и окраску которых эти пауки имитируют. В Австралии найдено около 200 видов этих пауков, из них для исследования выбраны были только 7 форм, которые попались исследователям в окрестностях школы. Соответственно, подобрались и 7 видов муравьев. Нужно сказать, что паучки эти — совершенно замечательный объект для изучения мимикрии.

А, Б, В, Г, Д, Е — пары «имитатор паук (п) и его прообраз муравей (м)». Фото из цитируемой статьи в Journal of Evolutionary Biology
А, Б, В, Г, Д, Е — пары «имитатор паук (п) и его прообраз муравей (м)». Фото из цитируемой статьи в Journal of Evolutionary Biology

Замаскировавшись под различных муравьев, эти пауки-скакуны приспособились жить рядом с муравьями и поедать их — муравьи для них основная пища. Зато сами пауки-скакуны могут безбоязненно разгуливать среди своих весьма агрессивных двойников, поскольку муравьи редко на них нападают. Неизвестно, какой «пароль» используют пауки, чтобы обеспечить свою безопасность. Ясно только, что дело не во внешнем виде: ведь для муравьев основной способ коммуникации и распознавания — химический, то есть вкус и обоняние.

Особи одного и того же вида пауков могут подражать муравьям разных видов: самки имитируют один вид, самцы — другой, а подрастающее поколение — еще и третий и четвертый. Некоторые подрастающие паучки выпадают из этого подражательного ряда и не похожи на муравьев. Бывает, что самки имитируют рабочего муравья, а самцы — муравья-солдата. Да еще и так бывает: самки имитируют муравья без груза, а у самцов вырастают гигантские хелицеры (chelicerae), так что паук становится похож на муравья с добычей. Недавно проведенное исследование показало, что такой облик помогает выживать самкам за счет самцов. Хищные пауки, которые охотятся на муравьев, предпочитают отягощенного грузом и потому беззащитного муравья его беззаботному товарища. Соответственно, хищные пауки ! скорее обращают внимание на самцов-имитаторов, чем на их самок. Выгода для вида при таком раскладе очевидна (см. об этом Ximena J. Nelson, Robert R. Jackson. Compound mimicry and trading predators by the males of sexually dimorphic Batesian mimics, Pdf, 225 Кб).

Для семи найденных форм пауков было определено сходство генов (и ядерных, и митохондриальных). На основе относительных показателей сходства геномов построена предположительная схема эволюции в пределах этой группы. То же самое было проделано и для видов муравьев. Эти две схемы наложили друг на друга, и оказалось, что они не похожи. То есть эволюция видов-прообразов шла совсем не так, как видов-имитаторов. Муравьи, которых копируют пауки, четко разделяются не только на виды, но являются представителями разных родов! Соответствующие им формы пауков — это в некоторых случаях даже не виды, а разновидности в пределах вида.

Это означает, что эволюция мимикрирующих видов началась гораздо позже и идет гораздо быстрей, чем у их моделей, и что они находятся под очень сильным давлением отбора. Широчайшая изменчивость внешнего вида и генотипа в пределах популяции служит богатым материалом для отбора. Эта фантастическая изменчивость и является, по всей видимости, ключом к пониманию явления мимикрии.

Пока за кадром остается выяснение механизмов отбора, приводящего к мимикрии. Авторы статьи в общих словах предполагают, что таким механизмом может быть половой отбор и пресс хищников; последний направлен особенно на тех юных паучков, которые не маскируются ни под один вид муравьев. Авторы также выражают надежду, что работа будет продолжена на обширном материале, и это позволит составить более адекватное представление об эволюции мимикрирующх видов.

Источник: F. S. Ceccarelli, R. H. Crozier. Dynamics of the evolution of Batesian mimicry: molecular phylogenetic analysis of ant-mimicking Myrmarachne (Araneae: alticidae) species and their ant models // Journal of Evolutionary Biology (2007). V. 20 (1). P. 286–295.

Елена Наймарк

Эта новость на «Элементах»
 

Предыдущие новости

23.01 Рассеянный склероз можно лечить аскаридами?

Медики из Аргентины установили, что рассеянный склероз протекает намного легче и развивается медленнее у пациентов, зараженных кишечными паразитами, в том числе аскаридами и острицами. По-видимому, выделяемые паразитами вещества подавляют активность некоторых типов клеток иммунной системы человека, и она перестает разрушать свои собственные нервные клетки.

22.01 Гравитационная постоянная измерена новыми методами

Гравитационная константа Ньютона измерена методами атомной интерферометрии. Новая методика свободна от недостатков чисто механических экспериментов и, возможно, позволит скоро изучать эффекты общей теории относительности в лаборатории.

18.01 В геноме трихомонады оказалось вдвое больше генов, чем у человека

Прочтен геном трихомонады — возбудителя венерического заболевания трихомониаза. У крошечного паразитического жгутиконосца, как выяснилось, вдвое больше генов, чем у человека, хотя сам геном — в 20 раз меньше, что говорит об очень плотной упаковке генетической информации. Более сотни генов — бактериального происхождения, некоторые из них облегчают паразиту прикрепление к клеткам хозяина.

17.01 Люди современного типа поселились на Дону более 40 000 лет назад

Археологи из России, США, Великобритании и Италии сумели доказать, что возраст древнейших поселений человека современного типа в Восточной Европе (комплекс стоянок Костенки на берегу Дона, современная Воронежская область) составляет 42–45 тысяч лет. Это означает, что Homo sapiens заселили Восточную Европу даже немного раньше, чем Центральную и Западную.

16.01 Наступает новая эра в теоретической ядерной физике

Физикам впервые удалось вывести нуклон-нуклонное взаимодействие «из первых принципов» — то есть (в данном случае) исходя из теории квантовой хромодинамики. Свыше полувека свойства ядерных сил были известны только экспериментально. Теперь же на смену эмпирическим законам ядерной физики приходят точные — правда, пока только численные — расчеты.

15.01 Древнейшие докембрийские эмбрионы оказались бактериями?

Считается, что микрошарики и кластеры шариков, широко представленные среди древнейших окаменелостей Доушаньтуо, — это яйца и ранние эмбрионы многоклеточных животных. Ведутся горячие споры: какому типу животных они могли принадлежать? И вот американские ученые предложили новую интерпретацию: возможно, это никакие не эмбрионы, а остатки гигантских серобактерий.

12.01 300 миллионов лет назад углекислого газа в атмосфере было гораздо больше, чем сейчас

Конец палеозойской эры (300-270 миллионов лет назад) отмечен переходом от долго длившегося и охватившего большую часть Земли оледенения к глобальному потеплению. За это время содержание СО2 в атмосфере, вначале примерно равное современному, возросло в 10 раз — причем безо всякого участия человека.

12.01 При недостатке растворенной органики морские бактерии подкармливаются солнечным светом

Способность к росту за счет энергии солнечного света (фототрофность) распространена в живой природе гораздо шире, чем считалось. Кроме зеленых растений и цианобактерий, а также известных ранее фототрофных бактерий питаться солнечным светом могут и многие другие микробы, обладающие особыми светочувствительными белками — протеородопсинами.

11.01 Перелетные птицы не так уж и боятся потепления

Немецкие биологи, сведя воедино данные о разнообразии птиц по всей Европе за прошедшие четверть века, обнаружили, что потепление не уменьшает видового богатства перелетных птиц. Эти выводы противоречат экспертным оценкам и прогнозам ООН, обнародованным несколькими месяцами раньше.
В избранное