Mimikry v biológii: kamufláž, napodobňovanie a obranné stratégie

Keďže väčšina vyšších živočíchov má pomerne dobrý zrak, používajú ho na hľadanie toho, čo chcú. Bylinožravce (živočíchy, ktoré sa živia rastlinami) aj predátory (živočíchy, ktoré lovia a jedia iné živočíchy) používajú zrak na hľadanie potravy. Korisť sa musí vyhnúť tomu, aby ju predátori zjedli. Ich najlepšou šancou je vyhnúť sa tomu, aby ich niekto videl. Zvyčajne potrebujú kamufláž. Vďaka kamufláži sa zviera podobá svojmu pozadiu, a tak je ťažšie ho vidieť. Dosahuje sa to rôznymi spôsobmi:

1. Zhodnosť pozadia podľa farby a tvaru.

2. Narušujúce sfarbenie, ktoré rozbíja obrysy tela.

3. Kontrasieťovanie, ktoré splošťuje vzhľad. Väčšina zvierat má tmavý chrbát a svetlú spodnú stranu: ide o kontrasieťovanie. Pôsobí proti normálnemu účinku svetla zhora a robí tvar tela menej viditeľným.

4. Priehľadnosť a postriebrenie, ktoré sa vyskytujú najmä u živočíchov žijúcich vo vode.

Správanie

Kamufláž aj mimikry fungujú najlepšie, keď dravec pátra z väčšej vzdialenosti. Keď sa dravec priblíži ku koristi a je si istý, že ju nájde, niektorá korisť zmení metódu a utečie (uteká) alebo sa bráni. Toto správanie je takmer vždy inštinktívne. V každom prípade, či už ide o kryptické (skryté) alebo nie, správanie koristi musí zodpovedať jej mimike. Ak vyzerá ako list krútiaci sa vo vetre, musí sa krútiť vo vetre. Takmer všetky formy mimikry zahŕňajú vhodné správanie na posilnenie vizuálneho dojmu.

Nie všetky zvieratá používajú kamufláž, pretože sú situácie, keď je dobré sa predviesť. Jedným z prípadov je potreba nájsť a udržať si partnera. Mnohé samce zvierat majú počas obdobia párenia niektoré jasné farby alebo zmenia svoje správanie a vyjdú do otvoreného priestoru. Bez toho by sa im nemuselo podariť párenie. Na druhej strane ich samice sú zvyčajne púhe a maskované. Tento model sa vyskytuje takmer u všetkých živočíchov, kde sa samec predvádza a samica si vyberá. Existuje prinajmenšom jeden dobrý dôvod, prečo samička zostáva zamaskovaná. V okamihu, keď je oplodnená, nesie vzácny náklad: vajíčka, ktoré budú súčasťou ďalšej generácie.

Výstražné sfarbenie

Zvieratá, ktoré sú nebezpečné alebo nevhodné na konzumáciu, na to zvyčajne upozorňujú. Nazýva sa to varovné alebo apozemné sfarbenie. Je to presný opak maskovania. Výstražné farby sú výrazné, často niektoré z čiernej, bielej, červenej, žltej.

Testy ukázali, že výstražné farby rozhodne odrádzajú predátorov.

Niektoré jednotlivé zvieratá uhynú alebo sa poškodia, zatiaľ čo vtáky alebo cicavce pri útoku spoznávajú súvislosť medzi farbou a chuťou. Ak však varovanie stojí menej ako skrývanie, zviera z toho profituje. A reklamné znaky, ako napríklad farby, môžu plniť aj iné funkcie. Vzory môžu napríklad pomôcť pri identifikácii partnera v rámci druhu.

Skutočnosť, že niektoré živočíchy sú skutočne nebezpečné alebo nechutné (odporné), dáva príležitosť na mimikry založené na varovnom sfarbení: Müllerovo a Batesovo mimikry.

Müllerova mimikry

Pri Müllerovom mimikry sa niektoré druhy s varovným sfarbením navzájom podobajú. Anglický prírodovedec Henry Walter Bates si ako prvý všimol, že niektoré nepríjemné motýle sa navzájom podobajú, o čom napísal v roku 1862. Nepodal však dobré vysvetlenie; to bolo v roku 1878 prenechané nemeckému prírodovedcovi Fritzovi Müllerovi. Müllerovo vysvetlenie bolo jednoduché: Oba druhy využívajú spoločný vzor. Zdieľajú náklady na to, že sa predátori dozvedia o ich odpornej chuti. Len jedna skúsenosť s učením na jedného predátora by mohla stačiť na to, aby ho odradila od konzumácie oboch druhov.

Motýle, ktoré Bates, Wallace a Müller sledovali a zbierali, boli pestro sfarbené a pomaly sa pohybovali. Často lietali v skupinách, ktoré boli dobre viditeľné. Napriek tomu sa im vtáky vyhýbali. To je typické pre aposematické (varovné) sfarbenie. Sfarbenie niektorých druhov z tej istej oblasti bolo také dokonalé, že ich na krídle nedokázali rozlíšiť ani skúsení prírodovedci.

Po ich zozbieraní a rozložení na tabuľu, aby bolo možné vidieť detaily, sa ukázalo, že nie všetky patria k rovnakému druhu a často ani k rovnakým biologickým rodinám. Podobné výstražné sfarbenie sršňov, ôs a niektorých včiel je Müllerovo, ak žijú v tej istej geografickej oblasti, takže predátor by si mohol, skôr ako sa to naučí, vybrať niektorú z nich.

Testy ukázali, že vtáky sa v mladosti učia, čo majú jesť, odoberaním vzoriek. Všetky aspekty tejto situácie boli predmetom výskumu. Terénne a experimentálne práce na týchto myšlienkach pokračujú dodnes.

Batesova mimikry

V Batesovej mimikry je mimikry ovca vo vlčom rúchu: vyzerá ako niečo nebezpečné alebo nechutné, ale v skutočnosti je to dobré na jedenie. Keď Bates v 50. rokoch 19. storočia skúmal údolie Amazonky, zbieral motýle. Videl, ako niektoré neškodné motýle vyzerajú ako iné druhy, ktoré sú jedovaté. Vtáky sa im vyhýbali, takže napodobeniny prežili, hoci boli dobrou potravou. Toto bol prvý vedecký opis mimikry.

Vznášajúce sa muchy často navštevujú kvety, aby sa kŕmili nektárom. Sú neškodným hmyzom, ktorý často napodobňuje osy a včely. Tiež lietajú pomaly a nepravidelne, podobne ako osy a včely. Ich napodobňovanie často nie je dokonalé a po usadení ich ľahko rozoznáte. Aj nedokonalá imitácia však môže spôsobiť, že vták zaváha, a to mu môže zachrániť život.

Biológovia stále skúmajú Batesovu a Müllerovu mimikry. Skúmajú, ako sa modely líšia svojou falošnou chuťou; a čo sa stane, keď sa mení pomer medzi mimikrami a modelmi. Pomerne často je mimikom len samica; samec nesie normálny vzhľad svojho rodu. Samičky potrebujú väčšiu ochranu, zatiaľ čo samce sa potrebujú páriť. Jemnejším dôvodom je to, že sa počet mimikrov zníži na polovicu, a tak sa posilní účinnosť mimikry. Batesovské mimikry by mohli poškodiť varovný účinok, ak by sa frekvencia mimikier stala vysokou, pretože by ich ochutnalo viac mladých vtákov, čo by ich povzbudilo k ďalším pokusom. Prínos varovania klesá, ak je viac imitátorov.

To môže vysvetľovať prípady, ako je Papilio dardanus, africká lastovička, ktorej samičky napodobňujú niekoľko nevábnych druhov z čeľade Danaidae: prežitie je vyššie, keď je každá mimetická forma vzácna v porovnaní so svojím vzorom. Výhoda je pravdepodobne väčšia pre samice, pretože samce nevykazujú mimetické vzory; pohlavný výber pravdepodobne pomáha udržiavať tento rozdiel. Tieto a ďalšie otázky sa skúmajú už mnoho rokov.

Život tohto druhu hmyzu je rozdelený do niekoľkých štádií (pozri kompletnú metamorfózu). Larva je rastové štádium, dospelý jedinec je reprodukčné štádium. Aj u lariev sa prejavuje maskovanie, apozičné sfarbenie a mimikry. Práve larvy zachytávajú útočné chemické látky z rastlín, ktorými sa živia. Larvy však nevykazujú rozdiely medzi samcami a samicami, pretože rozmnožovanie nie je ich funkciou.

Mimické krúžky

Terénny výskum v tropických krajinách ukázal, že do mimikry je zapojený veľký počet druhov. Rozpoznáva sa 54 druhov Heliconius s viac ako 700 pomenovanými farebnými formami. Existujú štyri (alebo možno päť) zoskupení motýľov, ktoré zahŕňajú helicónie a ich mimikry. Tieto "mimické kruhy" sa skrátene nazývajú tigrí, červený, modrý a oranžový. Členovia každého krúžku majú tendenciu hniezdiť spolu v noci, lietať na podobné stanovištia a v rovnakom ročnom období. Mimikry zahŕňajú Müllerovu aj Batesovu mimikry.

Vavilovské mimikry sa vyskytujú u rastlín, kde burina vyzerá ako plodina. Je pomenovaná podľa Nikolaja Vavilova, ruského šľachtiteľa rastlín, ktorý túto myšlienku objavil. Pred použitím herbicídov sa burina trhala ručne. Robilo sa to už tisíce rokov. Burina začne vyzerať ako plodina, pretože burinári vyberajú tie buriny, ktoré vyzerajú najviac odlišne. Vavilovove mimikry sú spôsobené neúmyselnou selekciou zo strany ľudí. Buriny, ktoré prežijú, odovzdávajú svoje gény ďalej. Postupne sa všetky buriny viac podobajú na plodiny.

Príkladom je raž, bežný stredomorský druh. Pôvodne bola raž len burinou rastúcou spolu s pšenicou a jačmeňom. Vďaka burine sa z nej stala plodina. Podobne ako pšenica začala mať väčšie semená a pevnejšie vretená, na ktorých sú semená pripevnené. Raž je odolnejšia rastlina ako pšenica: prežije v drsnejších podmienkach. Keď sa raž stala plodinou podobnou pšenici, mohla sa stať plodinou v drsných oblastiach, ako sú kopce a hory.

Tento typ mimikry je celkom bežný. Je to biblická metafora o vlkovi v ovčom rúchu. Mimikry fungujú tak, že lákajú obeť, ktorá je potom zjedená alebo inak zneužitá. Príkladom sú ryby, hmyzožravé rastliny a kukučka. Všetky tieto skupiny sú rozšírené a niet pochýb o tom, že agresívne napodobňovanie je úspešný spôsob života.

Ďalšie dva príklady uvádzajú ďalšiu metaforu, metaforu sirény. Austrálska katydida Chlorobalius leucoviridis dokáže prilákať samčekov cikád napodobňovaním druhovo špecifického cvakania odpovedí sexuálne vnímavých samičiek cikád. Experimenty s prehrávaním ukazujú, že C. leucoviridis dokáže prilákať samcov mnohých druhov cikád, hoci signály cikád o párení sú druhovo špecifické.

Samičky svetlušiek rodu Photuris vysielajú rovnaké svetelné signály, aké používajú samičky iných rodov ako signál na párenie. Ďalší výskum ukázal, že samce svetlušiek z niekoľkých rôznych rodov sú týmito mimikrami priťahované a následne chytané a konzumované. Samičkové signály vychádzajú zo signálov prijímaných od samčekov, pričom každá samička má repertoár signálov zodpovedajúcich oneskoreniu a trvaniu signálu samičky príslušného druhu.

Vábenie však nie je nevyhnutnou podmienkou, pretože predátor môže mať značnú výhodu, ak nie je identifikovaný. Môže pripomínať mutualistického symbionta alebo druh, ktorý je pre korisť málo významný.

Agresívne mimikry môžu niektorí paraziti využívať ako prostriedok na získanie ďalšieho hostiteľa. V črevách spevavcov žije parazitická trematóda (plochá hlísta). Ich vajíčka sa vylučujú a potom ich konzumuje slimák, ktorý žije vo vlhkom prostredí. Z vajíčok sa v tomto druhom hostiteľovi vyvinú larvy. Na rozdiel od príbuzných druhov sú tieto larvy jasne sfarbené a dokážu pulzovať. Vrecúško plné spór si razí cestu do očných stopiek slimáka a pulzuje vysokou rýchlosťou. To spôsobuje zväčšovanie chápadla. Ovplyvňuje to aj správanie hostiteľa: slimák sa pohybuje smerom k svetlu, ktorému sa zvyčajne vyhýba. Tieto faktory spôsobujú, že sporocysty sú veľmi nápadné a čoskoro ich zje hladný spevavec. Slimák potom zregeneruje svoje očné stonky a pokračuje vo svojom životnom cykle. ^s134

Čistiace ryby sú spojencami mnohých iných druhov, ktoré im umožňujú konzumovať ich parazity a odumretú kožu. Niektoré z nich umožňujú čistotným rybám vstúpiť do ich úst, aby tieto parazity ulovili. Jeden druh čistotných rýb, čistotná ryba modrá (Labroides dimidiatus), na obrázku vpravo čistí skupinovú rybu, žije na koralových útesoch v Indickom a Tichom oceáne. Poznávajú ho iné ryby, ktoré mu umožňujú, aby ich čistil.

V Indickom oceáne žije aj jeho napodobenina, mimetický šabľozubec (Aspidontus taeniatus). Nielenže sa na vráskavca podobá veľkosťou a sfarbením, ale dokonca napodobňuje aj jeho "tanec". Potom, čo oklame svoju korisť a nechá ju v strehu, ju uhryzne, odtrhne jej kus plutvy a utečie z miesta činu. Takto napadnuté ryby sa čoskoro naučia rozoznávať imitátora od modelu, ale keďže podobnosť je veľmi blízka, stanú sa oveľa opatrnejšie aj voči modelu. Vďaka schopnosti obete rozlišovať medzi nepriateľom a pomocníkom sa u blenov vyvinula blízka podobnosť až na regionálnu úroveň.

Fenomén, ktorý sa niekedy nazýva auto-mimikry, spočíva v tom, že model patrí k tomu istému druhu ako napodobňovateľ. Príkladom je motýľ monarcha plesečný (Danaus plexippus), ktorý sa živí rastlinami mliečnika. Motýle si z rastliny ukladajú toxíny, ktoré si zachovávajú aj vo svojej dospelej forme. Keďže hladina toxínu sa mení v závislosti od stravy počas larválneho štádia, niektoré monarchy budú toxickejšie ako iné.

Menej chutných jedincov možno považovať za napodobeniny nebezpečnejších jedincov. Nesú presne také isté varovné farby ako jedovatejšie jedince, ale ich trestanie predátorov je slabšie. U druhov, kde jedno pohlavie môže byť väčšou hrozbou ako druhé, ak sa obe pohlavia podobajú, jedno môže chrániť druhé. Dôkazom je opica z Gabonu, ktorá pravidelne jedla samce moľ rodu Anaphe, ale okamžite prestala, keď ochutnala jedovatú samicu.

Falošné časti

Pre malé korisť je bežné, že ich hlava je menej viditeľná. Niektoré z nich si ako hlavu upravujú aj najmenej životne dôležitú časť tela. Podobne ako očné škvrny na niektorých motýľoch ide o techniku úhybného manévru. Klovnutie alebo uhryznutie do falošnej hlavy bude len nepríjemnosťou, zatiaľ čo klovnutie do hlavy by bolo smrteľné.

Kombinovaná taktika

Mnohé zvieratá používajú viac ako jeden typ mimiky. Vidíme to u motýľov, ktoré zvyčajne odpočívajú so zloženými krídlami. Na spodnej strane krídel majú zvyčajne rôzne vzory. Spodná strana môže byť kryptická, zatiaľ čo horná strana má nejaký varovný vzor. Mole, ktoré odpočívajú s krídlami vo vodorovnej polohe, môžu mať na zadnej strane krídel rôzne vzory. Zadné krídla sú v pokoji zvyčajne zakryté prednými krídlami, ale môžu byť odhalené, ak je motýľ vyrušený. Táto taktika sa vyskytuje u molí, ktoré sú aktívne počas dňa alebo za súmraku. Tigrovník šarlátový používa maskovanie aj výstražné sfarbenie podľa situácie. Je to pekný príklad toho, ako správanie a mimikry spolupracujú.

Najstarší známy príklad napodobňovania listov u hmyzu bol nájdený v strednej jure pred 165 miliónmi rokov. Hmyz sú čipkárky (Neuroptera) a listy pochádzajú z cykasov alebo príbuzných gymnospermov. Je to zaujímavé, pretože to ukazuje, že tento typ mimikry sa vyvinul dávno pred vznikom kvitnúcich rastlín.

• Obrana proti predátorom
• Obrana proti bylinožravcom
• Obrana proti poplachu
• Koevolúcia