Obranné mechanizmy proti predátorom — definícia, typy a príklady

Objavte definíciu, hlavné typy a pútavé príklady obranných mechanizmov proti predátorom u zvierat a rastlín — stratégie pre prežitie.

Pre väčšinu zvierat je obrana pred predátormi životne dôležitá. Zožratie nie je jedinou hrozbou pre život: smrteľné môžu byť aj parazity a choroby. Zvieratá, najmä malé zvieratá, sú však často zjedené.

Keďže život je o rozmnožovaní, všetko, čo udrží tvora nažive dostatočne dlho na to, aby sa mohol rozmnožovať, bude selektované. Ďalšia generácia pochádza z oplodnených vajíčok predchádzajúcej generácie.

Nie je teda prekvapujúce, že zvieratá si vyvinuli širokú škálu obranných mechanizmov proti predátorom. Niektoré z týchto obranných mechanizmov sa vzťahujú aj na rastliny: bylinožravosť rastlín môže byť veľmi škodlivá a môže znížiť ich úrodnosť. Mnohé rastliny majú určitú obranu proti bylinožravcom.

Čo sú obranné mechanizmy?

Obranné mechanizmy sú vlastnosti alebo správanie, ktoré znižujú pravdepodobnosť, že jedinec bude ulovený alebo poškodený. Môžu byť anatomické (napr. pancier, pichliače), chemické (toxíny a odpudzovače), behaviorálne (útek, hra na mŕtveho, skupinové správanie) alebo fyziologické (autotómia, zmena farby). Niektoré sú vrodené, iné sú naučené alebo indukované pod vplyvom prostredia.

Hlavné typy obranných mechanizmov a príklady

• Maskovanie (krypsis) – znižuje rozpoznanie. Príklad: mucha druhu kameňná alebo líška v zimnej srsti, ktorá splynie so snehom alebo listím.
• Mimikry
  • Batesovská mimicry – neškodný druh napodobňuje nebezpečný (napr. niektoré motýle imitujú jedovaté druhy).
  • Mülleriánska mimicry – dva alebo viac jedovatých druhov majú podobné výstražné farby (napr. niektoré druhy jedovatých motýľov).
• Výstražné sfarbenie (aposematizmus) – jasné farby, ktoré varujú pred jedovatými alebo nechutnými vlastnosťami; príklad: jedovaté dendrobates (dážďovkové žaby) alebo monarcha viazaná na milkweed.
• Fyzická ochrana – pancier, škrupina, pichliače; príklady: korytnačky, ježkovia, dikobrazy, pancier pancierníkov.
• Chemická obrana – toxíny, zápach; príklady: škrečky a skunky odpudzujú pachom, bombardier beetle vypúšťa horúcu chemickú šľachtu, jedovaté riasy a rastliny majú alkaloidy alebo taníny.
• Behaviorálne stratégie – útek, zamaskovanie, hra na mŕtveho, falošné zobrazenie (napr. otvorenie chvosta u niektorých nočných motýľov), nočná aktivita, selektívna aktivita podľa prítomnosti predátorov.
• Skupinové stratégie – stádo, hejno, „safety in numbers“, alarmové volania; príklady: ryby plávajúce v škole, meerkati majú strážcu, vtáky vykonávajú mobbing proti dravcom.
• Autotómia – obetovanie časti tela, ktorú predátor odhryzne (napr. chvost u jašteríc), aby jedinec unikol.
• Indukované obrany – u rastlín aj zvierat môže byť obrana aktivovaná priamo útokom (napr. rastliny zvyšujú obsah toxínov po poškodení).

Obrany rastlín

Rastliny majú vlastné spektrum obranných mechanizmov:

• Mechanické prekážky – tŕne, ostne, hrubé listy, voskový povrch a husté trichomy (chĺpky), ktoré znižujú prístup bylinožravcov.
• Chemické látky – alkaloidy, glykozidy, taníny, latexy a iné sekundárne metabolity, ktoré sú toxické alebo znižujú stráviteľnosť.
• Mutualizmy – niektoré rastliny si najímajú ochrancov, napr. akácie poskytujú úkryt a potravu pre mravce, ktoré potom bránia rastlinu pred bylinožravcami.
• Fenologické stratégie – zmena času kvitnutia alebo sezónnej aktivity, aby sa vyhli vrcholom bylinožravcov.

Vývojové pozadie a selekcia

Obranné mechanizmy sa vyvíjajú prostredníctvom prirodzeného výberu: jedince, ktoré prežijú útoky predátorov a dokážu sa rozmnožiť, prenášajú svoje gény ďalej. Tieto vlastnosti môžu byť energeticky náročné alebo spôsobiť iné kompromisy (trade-offs): napríklad jasné výstražné farby môžu priťahovať pozornosť, zasa však signalizujú nebezpečenstvo; hrubý pancier môže spomaliť pohyb; produkcia toxínov znižuje dostupné zdroje pre rast alebo rozmnožovanie. Výber teda formuje optimálne riešenia v konkrétnom ekologickom kontexte.

Ako predátori formujú obrany

Zmysly a stratégie predátorov určujú, ktoré obrany budú úspešné. Predátory, ktoré lovia na základe zraku, budú selektovať za maskovaním alebo výstražným sfarbením; tí, ktorí používajú čuch, vedú k rozvoju silných chemických alebo fyzických obrán. Interakcie sú dynamické: evolučné „závody“ medzi korisťou a predátorom môžu viesť k rýchlym zmenám.

Náklady, kompromisy a adaptabilita

• Energetické náklady: produkcia toxínov alebo obnova poškodených tkanív stojí energiu.
• Fyzické kompromisy: ťažké panciere alebo veľké rohy môžu znižovať pohyblivosť.
• Pohlavné konflikty: niektoré obranné znaky môžu znižovať úspech pri hľadaní partnera (napr. maskovanie môže skryť sexuálne signály).
• Plastycity: mnohé druhy menia obranné stratégie v závislosti od rizika predácie (behaviorálna alebo chemická plasticita).

Príklady z praxe

• Krajtkový motýľ a pepřová mole (industrial melanism) – zmena farby ako odpoveď na znečistenie a zmeny v prostredí.
• Chameleóny a sépiové – aktívne meniace farbu a vzor pre kamufláž alebo komunikáciu.
• Jedovaté žaby (dendrobatidae) – jasné farby signalizujú prítomnosť alkaloidov, ktoré získavajú z potravy.
• Monarch (Danaus plexippus) – larvy konzumujú rastliny z rodiny milkweed, ukladajú toxíny a stávajú sa nechutnými pre predátorov.
• Skunk a bombardier beetle – chemická odpoveď, ktorá odstraší alebo zraní útočníka.
• Ježko a dikobraz – pichľavé štruktúry, ktoré sťažujú predátorom úspešný útok.
• Akácie a mravce – mutualistický vzťah, kde mravce bránia strom pred bylinožravcami výmenou za potravu a úkryt.

Výskum a ľudské dôsledky

Vedci študujú obranné mechanizmy pomocou experimentov v teréne, laboratórnych testov a modelovania. Poznanie týchto mechanizmov má praktické dôsledky: v poľnohospodárstve pri vývoji odolných plodín, v ochrane biodiverzity pri reintrodukcii druhov a pri riadení invázií. Ľudské zásahy (zmeny krajiny, introdukcia cudzích dravcov, pesticídy) môžu narušiť stabilitu týchto interakcií a zvýšiť zraniteľnosť druhov.

Zhrnutie

Obranné mechanizmy proti predátorom sú rôznorodé a zahŕňajú fyzické, chemické aj behaviorálne stratégie. Vyvíjajú sa v dôsledku selekcie a sú často sprevádzané kompromismi medzi prežitím a inými životnými funkciami, ako je rozmnožovanie. Rozumeť týmto mechanizmom pomáha vysvetliť, ako druhy prežívajú v rôznych prostrediach a ako môžu ľudské aktivity tieto citlivé rovnováhy narušiť.

Sekundárna obrana

Tie fungujú, keď predátor zistí korisť alebo keď korisť spozoruje predátora. Úlohou sekundárnej obrany je zvýšiť šancu, že korisť stretnutie (stretnutie) prežije.

Metódy

• Stiahnite sa do pripraveného úkrytu: mnoho metód. Perloočka Carapus apis sa stiahne dozadu do konečníka a potom do telesnej dutiny morskej uhorky (Holothuria).^p138 Ukázalo sa, že ryba v mladom veku parazituje na morskej uhorke. Aj keď je v dospelosti voľne žijúca, v prípade nebezpečenstva sa dokáže vrátiť do holothuria. Medzi známejšie príklady patrí korytnačka, ktorá len stiahne hlavu a nohy pod svoj pancier, a krab pustovník, ktorý sa v prípade nebezpečenstva stiahne do svojho panciera.
• Utekať: utiecť alebo odletieť: obľúbený plán. Zvieratá môžu utekať po priamke alebo kľukato. Ďalšou metódou je let, pri ktorom sa ukáže nejaká záblesková farba, a potom sa náhle úplne nehybne usadí v maskovacom oblečení. Existuje množstvo motýľov so svetlými zadnými krídlami, ktoré sú v pokoji zakryté.
• Blafovať: vyzerať hrozivo alebo prekvapivo (deimatické správanie). Korisť môže zaujať postoj, ktorý predátora prinúti zastaviť. Niekedy sa to nazýva "vyplašenie". Dravec nemusí vedieť, či ide o skutočnú hrozbu alebo o blaf. V každom prípade si korisť zlepšila šancu na únik.
• Hra na mŕtveho (thanatóza): Mnohí stavovcoví predátori odmietajú mŕtve zvieratá. Mnohé predátory útočia len na korisť, ktorá sa hýbe. Patria sem mačky, jaštery a mantidy. Mnohý hmyz sa pri útoku hrá na mŕtveho. Robia to aj niektoré väčšie živočíchy, napríklad vačkovec americký. Hraním mŕtveho sa predátor vyhne uvoľneniu zdedeného správania zabíjania.
• Odvráťte útok alebo odvráťte jeho pozornosť. Mnohé ponúkajú nepodstatnú časť tela, napríklad motýle, ktorých krídla majú malé "terče" pri okrajoch. Sépie vystreknú oblak čierneho atramentu, zblednú a rýchlo plávajú preč od atramentu. Svižník kentský, ktorý kladie vajíčka na zem, láka útočníkov preč od vajíčok. Používa pozoruhodný dojem, že je poškodený zlomeným krídlom. Keď je dravec ďaleko od vajec, vták odletí.^p175 Iné sliepočky sedia na imaginárnych hniezdach: obe metódy sú odvádzaním pozornosti. Pomerne veľa živočíchov si môže odlomiť nepodstatnú časť tela a neskôr ju môže regenerovať.^p179
• Boj (odveta alebo bojová obrana): existuje veľmi veľa zvieracích zbraní a mnohé sa používajú na boj tvárou v tvár. Chrobáky bombardéry striekajú na útočníkov horúcu jedovatú tekutinu. Veľké bylinožravce často nosia zbrane: Triceratops, Iguanodon, slony, jelene, nosorožce, hrochy. Takmer vždy sa zbrane používajú na viacero funkcií, nielen na boj s predátormi.
• Spoločná obrana: mnohé zvieratá sa pred predátormi bránia v skupinách. Veľmi časté u vtákov a cicavcov.

Jeleň obyčajný. Pri pohľade z diaľky je jeleň maskovaný, ale dokáže bojovať alebo rýchlo bežať. Ide o pohotovostný postoj a mierny prejav ohrozenia. Ak sa jeleň otočí priamo čelom k vám a skloní hlavu, ide o úplný prejav hrozby.


Môra Automeris io ukazuje na zadných krídlach vyplašenie


Poškodenie v boji: krídlo tohto červeného admirála utrpelo od vtáčieho zobáka, ale motýľ stále lietal okolo


Lúčny hnedý motýľ s rozptylovými "terčmi" na krídlach


Pižmoň v obrannej formácii, s vystrčenými rohmi a vo vysokej pohotovosti

Náklady na obhajobu

Všetko niečo stojí. Všetky obranné opatrenia niečo stoja. Zvieratá potrebujú na prežitie potravu a musia zostať nažive, aby sa mohli rozmnožovať. Energia a čas vynaložené na obranu môžu byť značné, ale opodstatnené, ak zvyšujú pravdepodobnosť rozmnožovania. Existujú tieto druhy nákladov:

1. Vnútorné náklady: ochrana poskytovaná niektorými chemickými látkami môže spomaliť rast
2. Náklady obetovanej príležitosti: skrývanie znižuje kŕmenie
3. Environmentálne náklady: najlepšie miesta pre obranu nemusia byť najlepšie pre životné funkcie
4. Dizajn a náklady na vlastné poškodenie: tvar tela alebo farba pre krypsu nemusia byť najlepšie pre rozpoznanie partnera.

Adaptácia proti predátorom v akcii: žralok tulení Dalatias licha (a-c) a vrakút Polyprion americanus (d-f) sa snažia uloviť svišťa. Predátori sa približujú k svojej potenciálnej koristi. Predátori uhryznú alebo sa pokúsia prehltnúť sviňuchu, ale sviňucha už do úst predátorov vystriekla prúdy slizu (šípky). Dravce sa dusia, púšťajú svište a dávia sa v snahe odstrániť sliz z úst a žiabrových komôr.

Otázky a odpovede

Otázka: Aký je hlavný účel obranných mechanizmov u živočíchov?

Otázka: Ako tieto obranné mechanizmy pomáhajú pri rozmnožovaní?

Otázka: Ovplyvňuje predácia aj rastliny?

Otázka: Majú rastliny nejakú obranu proti bylinožravcom?

Otázka: Aké sú príklady obranných mechanizmov živočíchov?

Hľadajte podľa písmena