Mimikri: bioloogia, tüübid, näited ja evolutsiooniline tähendus

Kuna enamikul kõrgematel loomadel on suhteliselt hea nägemine, kasutavad nad seda selleks, et leida seda, mida nad tahavad. Nii taimtoidulised (loomad, kes söövad taimi) kui ka kiskjad (loomad, kes jahivad ja söövad teisi loomi) kasutavad oma toidu leidmiseks nägemist. Saakloomad peavad vältima, et kiskjad neid ära sööksid. Nende parim võimalus on vältida nägemist. Tavaliselt vajavad nad selleks kamuflaaži. Kaitstuse abil näeb loom välja nagu tema taust ja on seega raskemini märgatav. Seda saavutatakse mitmel viisil:

1. Tausta sobitamine värvi ja kuju järgi.

2. Häiriv värvus, mis lõhub keha piirjooni.

3. Vastavärvimine, mis muudab välimuse lamedamaks. Enamikul loomadel on tume tagakülg ja hele alumine pool: see on vastukirjeldus. See tasakaalustab ülaltpoolt tuleva valguse tavalist mõju ja muudab keha kuju vähem nähtavaks.

4. Läbipaistvus ja hõbetamine, mida leidub peamiselt vees elavatel loomadel.

Käitumine

Nii kamuflaaž kui ka matkimine toimivad kõige paremini, kui kiskja otsib kaugelt. Kui kiskja jõuab saagile lähedale ja ta on kindel, et ta leitakse, vahetavad mõned saakloomad meetodit ja põgenevad (jooksevad ära) või võitlevad tagasi. See käitumine on peaaegu alati instinktiivne. Igal juhul peab saagi käitumine, olenemata sellest, kas see on varjatud (peidetud) või mitte, vastama saagi mimikrile. Kui see näeb välja nagu tuules keerlev leht, siis peab see ka tuules keerlema. Peaaegu kõik matkimise vormid hõlmavad asjakohast käitumist, et tugevdada visuaalset muljet.

Mitte kõik loomad ei kasuta kamuflaaži, sest on olukordi, kus on hea end näidata. Üks juhtum on vajadus leida ja hoida endale paariline. Paljudel isastel loomadel on paaritumisperioodi ajal mõned erksad värvid või nad muudavad oma käitumist ja ilmuvad avalikult välja. Ilma selleta ei pruugi neil paaritumine õnnestuda. Nende emased seevastu on tavaliselt alasti ja maskeeritud. See muster esineb peaaegu kõigil loomadel, kus isane näitab ja emane valib. On vähemalt üks hea põhjus, miks emasloom jääb maskeerituks. Hetkel, mil ta viljastub, kannab ta väärtuslikku lasti: munad, mis moodustavad osa järgmisest põlvkonnast.

Hoiatusvärvimine

Loomad, kes on ohtlikud või ebameeldivad söömiseks, reklaamivad seda tavaliselt. Seda nimetatakse hoiatavaks või aposemaatiliseks värvuseks. See on täpselt vastupidine varjutusele. Hoiatusvärvid on erksad, sageli mõned mustad, valged, punased, kollased.

Katsed näitavad, et hoiatusvärvid heidutavad kindlasti röövloomi.

Mõned üksikud loomad surevad või saavad kahju, samal ajal kui ründavad linnud või imetajad õpivad tundma seost värvi ja maitse vahel. Kui aga hoiatamine maksab vähem kui varjumine, siis on loomal sellest kasu. Ja reklaamiomadused, näiteks värvid, võivad täita ka muid funktsioone. Näiteks võivad mustrid aidata liigisiseseid paarilisi tuvastada.

Asjaolu, et mõned loomad on tõeliselt ohtlikud või kahjulikud (vastik) süüa, annab võimaluse hoiatava värvuse alusel mimikrile: Mülleri ja Batesi miimika.

Mülleri mimikri

Mülleri mimikri puhul hakkavad mõned hoiatava värvusega liigid üksteisega sarnanema. Inglise loodusteadlane Henry Walter Bates märkas esimesena, et mõned ebameeldivad liblikad sarnanevad üksteisele, millest ta kirjutas 1862. aastal. Siiski ei andnud ta head seletust; see jäi 1878. aastal saksa loodusteadlase Fritz Mülleri hooleks. Mülleri selgitus oli lihtne: Mõlemad liigid saavad kasu ühisest mustrist. Nad jagavad kulusid, mis tekivad, kui kiskjad õpivad tundma nende räpane maitset. Ainult üks õppimiskogemus ühe kiskja kohta võib olla piisav, et takistada seda mõlema liigi söömisest.

Bates, Wallace ja Müller vaatlesid ja kogusid heledavärvilisi ja aeglaselt liikuvaid liblikaid. Sageli lendasid nad rühmades, mis olid hästi nähtavad. Sellest hoolimata vältisid neid linnud. See on tüüpiline aposemaatiline (hoiatav) värvus. Mõnede samast piirkonnast pärit liikide värvus oli nii täiuslik, et isegi kogenud loodusuurijad ei suutnud neid tiibadel eristada.

Kui nad olid kogutud ja tahvlile asetatud, et üksikasjad oleksid näha, selgus, et nad ei olnud kõik samast liigist ja sageli ei kuulunud samadesse bioloogilistesse perekondadesse. Hornetite, herilaste ja mõnede mesilaste sarnased hoiatusvärvid on müllerlikud, kui nad elavad samas geograafilises piirkonnas, nii et kiskja võib enne õppimist valida ükskõik millise neist.

Katsed näitavad, et linnud õpivad noores eas proovides, mida süüa. Selle olukorra kõiki aspekte on uuritud. Välitööd ja katsed nende ideedega jätkuvad tänaseni.

Batesi matkimine

Batesi miimika puhul on miimika lammas hundi rõivastes: see näeb välja nagu midagi ohtlikku või mis maitseb vastikult, kuid tegelikult on see hea süüa. 1850. aastatel Amazonase orgu uurides kogus Bates liblikaid. Ta nägi, kuidas mõned ohutud liblikad nägid välja nagu teised liigid, mis olid mürgised. Linnud vältisid neid, nii et jäljendid jäid ellu, kuigi nad olid hea toit. See oli esimene teaduslik ülevaade mimikri kohta.

Liblikad käivad sageli õites nektariga toitumas. Nad on kahjutud putukad, mis sageli jäljendavad herilasi ja mesilasi. Nad lendavad samuti aeglaselt ja korrapäratult, nagu herilased ja mesilased. Sageli ei ole nende miimika täiuslik ja neid on lihtne eristada, kui nad on end sisse seadnud. Siiski võib isegi ebatäiuslik matkimine panna linnu kõhklema ja see võib päästa tema elu.

Bioloogid uurivad endiselt Batesi ja Mülleri miimikatsioone. Nad uurivad, kuidas mudelid erinevad oma ebameeldivuse poolest; ja mis juhtub, kui jäljendajate ja mudelite suhe varieerub. Üsna sageli on ainult emasloomad miimikud; isasloomad kannavad oma sugukonna normaalset välimust. Emased vajavad rohkem kaitset, isased aga paaritumist. Peenem põhjus on see, et see vähendab jäljendajate arvu poole võrra ja tugevdab seega jäljendamise tõhusust. Bates'i miimika võib kahjustada hoiatavat mõju, kui miimika sagedus muutub suureks, sest rohkem noori linde maitseks neid ja julgustaks neid uuesti proovima. Hoiatuse kasulikkus väheneb, kui jäljendajaid on rohkem.

See võib seletada selliseid juhtumeid nagu Papilio dardanus, Aafrika neiuvaip, mille emased imiteerivad mitmeid ebameeldivaid Danaidae liike: ellujäämine on suurem, kui iga imiteeriv vorm on oma eeskujuga võrreldes haruldane. Tõenäoliselt on eelis suurem emaste puhul, sest isased ei näita mimeetilisi mustreid; ilmselt aitab suguline valik seda erinevust säilitada. Neid ja muid küsimusi on uuritud juba aastaid.

Selle putukatüübi puhul jaguneb elu etappideks (vt. täielik metamorfoos). Vastsündinu on kasvustaadium, täiskasvanu on sigimisstaadium. Ka vastsed näitavad kamuflaaži, apositsioonilist värvust ja miimikat. Just vastsed korjavad pealetungivaid kemikaale taimedelt, millest nad toituvad. Siiski ei ole vastsed isas- ja emasloomade vahel erinevusi, sest paljunemine ei ole nende ülesanne.

Mimikri-rõngad

Troopilistes riikides on väliuuringud näidanud, et mimikriaga on seotud suur hulk liike. Heliconius'e liike on tunnustatud 54 ja nende värvusvormide arv on üle 700. On olemas neli (või võib-olla viis) liblikate rühma, mis hõlmavad helikoniine ja nende miimikaid. Neid "matkimisrõngaid" nimetatakse lühidalt tiigri-, punaseks, siniseks ja oranžiks. Iga rõnga liikmed kipuvad öösel koos pesitsema, lendavad sarnastes elupaikades ja samal aastaajal. Mimikri-rõngaste hulka kuuluvad nii Mülleri kui ka Batesi mimikri.

Vavilovi mimikri esineb taimedel, kus umbrohi hakkab nägema välja nagu kultuurtaim. See on nimetatud Nikolai Vavilovi järgi, kes oli vene taimekasvataja, kes selle idee avastas. Enne herbitsiide kitkuti umbrohtu käsitsi. Seda on tehtud tuhandeid aastaid. Umbrohud hakkavad nägema välja nagu põllukultuur, sest umbrohutõrjujad korjavad välja need umbrohud, mis näevad kõige erinevamad välja. Vavilovi mimikri on põhjustatud inimeste tahtmatust valikust. Need umbrohud, mis jäävad ellu, annavad oma geene edasi. Ajapikku näevad kõik umbrohud üha enam välja nagu kultuurtaimed.

Üks näide on rukis, mis on tavaline Vahemere piirkonna liik. Algselt oli rukis lihtsalt umbrohi, mis kasvas koos nisu ja odraga. Umbrohutõrje muutis selle nagu põllukultuuri. Sarnaselt nisuga said tal suuremad seemned ja jäigemad oksi, mille külge seemned kinnituvad. Rukis on vastupidavam taim kui nisu: ta jääb ellu karmimates tingimustes. Kuna rukis muutus nisu sarnaseks põllukultuuriks, suutis ta saada põllukultuuriks karmides piirkondades, näiteks mägedes ja mägedes.

Selline matkimine on üsna tavaline. See on piibli metafoor hundist lambanahas. Mimikri meelitab ohvrit, kes siis ära süüakse või keda muul viisil ära kasutatakse. Näiteks võib tuua kalad, putuktoidulised taimed ja kägu. Kõik need rühmad on laialt levinud ja pole kahtlust, et agressiivne miimika on edukas eluviis.

Järgmised kaks näidet tutvustavad veel üht metafoori, sireeni metafoori. Austraalia katidia Chlorobalius leucoviridis suudab meelitada isaseid tšikatasid, imiteerides seksuaalselt vastuvõtlike emaste tšikatade liigispetsiifilisi vastusklikke. Playback-katsed näitavad, et C. leucoviridis suudab meelitada paljude tsikaadaliikide isaseid, kuigi tsikaadade paaritumissignaalid on liigispetsiifilised.

Sugukonna Photuris emaslinnud annavad samu valgussignaale, mida kasutavad teiste sugukondade emaslinnud paaritumissignaalina. Edasised uuringud näitasid, et mitmete erinevate perekondade isased tuletõrjekärbsed meelitavad neid jäljendeid, misjärel nad püütakse kinni ja süüakse ära. Emaste signaalid põhinevad isaselt saadud signaalidel, kusjuures igal emasel on vastava liigi emaste signaalide repertuaar, mis vastab vastava liigi emaste hilinemisele ja kestusele.

Peibutamine ei ole siiski vajalik tingimus, sest kiskjal võib olla märkimisväärne eelis, kui teda ei tuvastata. Nad võivad sarnaneda vastastikuse sümbiontide või saagi jaoks väheoluliste liikidega.

Mõned parasiidid võivad kasutada agressiivset matkimist, et pääseda järgmisele peremeesorganismile. Laululindude soolestikus elab parasiitiline trematood (lameuss). Nende munad lähevad välja ja neid sööb seejärel niiskes keskkonnas elav tigu. Munad arenevad selle teise peremehe sees vastseteks. Erinevalt sugulasliikidest on need vastsed erksavärvilised ja suudavad pulseerida. Spooridega täidetud kott tungib tigu silmavarre ja pulseerib suure kiirusega. See põhjustab tendentsi laienemise. See mõjutab ka peremehe käitumist: tigu liigub valguse poole, mida ta tavaliselt väldib. Need tegurid muudavad sporotsüstid väga silmatorkavaks ja näljane laululind sööb need peagi ära. Seejärel taastab tigu oma silmavarred ja jätkab oma elutsüklit. ^p134

Puhastuskalad on paljude teiste liikide liitlased, mis võimaldavad neil süüa nende parasiite ja surnud nahka. Mõned lubavad puhastajakala suhu minna, et neid parasiite jahtida. Üks puhastaja liik, sinikael-puhastajakala (Labroides dimidiatus), mis on kujutatud paremal pool, puhastab grupeeri, elab India ja Vaikse ookeani korallriffides. Teised kalad tunnustavad seda liiki, kes lasevad tal neid puhastada.

Selle pettur, mimeetiline saabalihas (Aspidontus taeniatus), elab samuti India ookeanis. Ta mitte ainult ei näe välja nagu harilik ahven, vaid imiteerib isegi selle "tantsu". Pärast seda, kui ta on petnud oma saagi, et see laseks oma valvsuse langeda, hammustab ta seda, rebides enne põgenemist tüki selle uimedest. Sellisel viisil rünnatud kalad õpivad peagi jäljendajat mudelist eristama, kuid kuna sarnasus on suur, muutuvad nad ka mudeli suhtes palju ettevaatlikumaks. Tänu ohvrile, kes suudab vaenlast ja abilist eristada, on blennidel välja kujunenud lähedane sarnasus, kuni piirkondliku tasandini välja.

Nähtus, mida mõnikord nimetatakse auto-mimikriaks, on see, kui eeskuju kuulub samasse liiki kui jäljendaja. Näiteks võib tuua monarhiliblikas Danaus plexippus, kes toitub lüpsirohutaimedest. Liblikad talletavad taimest toksiine, mida nad säilitavad ka oma täiskasvanud kujul. Kuna toksiini tase varieerub sõltuvalt toidust vastsündinu staadiumis, on mõned monarhid toksilisemad kui teised.

Vähem meeldivaid indiviide võib pidada ohtlikumate indiviidide jäljendajateks. Nad kannavad täpselt samasuguseid hoiatusvärve nagu mürgisemad isendid, kuid nende karistus kiskjate jaoks on nõrgem. Liikide puhul, kus üks sugu võib olla ohtlikum kui teine, võib üks sugu teist kaitsta, kui kaks sugu näevad välja sarnased. Selle tõestuseks on Gabonist pärit ahv, kes sõi regulaarselt Anaphe perekonna isaseid koikesi, kuid lõpetas kohe pärast mürgise emaslooma maitsmist.

Vale osad

Väikeste saakloomade puhul on tavaline, et nende pea on vähem nähtav. Mõned muudavad ka oma keha kõige vähem elutähtsa osa peaga sarnaseks. See, nagu ka silmapunktid mõnel liblikal, on kõrvalekaldumistehnika. Nokkimine või hammustamine valepeale on lihtsalt ebameeldiv, samas kui nokkimine pähe oleks surmav.

Kombineeritud taktika

Paljud loomad kasutavad rohkem kui ühte liiki matkimist. Seda on näha liblikate puhul, kes tavaliselt puhkavad ülespoole volditud tiibadega. Neil on tavaliselt erinevad mustrid tiibade alumisel küljel. Alumine külg võib olla krüptiline, samas kui ülemisel küljel on mingi hoiatav muster. Koikidel, kes puhkavad tiivad horisontaalselt, võib olla tagumistel tiibadel erinev muster. Tavaliselt on tagatiivad puhkeseisundis esitiibade all varjatud, kuid need võivad paljastuda, kui koi on häiritud. See taktika esineb päeval või hämaruses aktiivsetel koilastel. Laanepunane tiigermutt kasutab vastavalt olukorrale nii kamuflaaži kui ka hoiatusvärvi. See on suurepärane näide sellest, kuidas käitumine ja miimika koos toimivad.

Varaseim teadaolev näide putukate lehemimikri kohta on leitud 165 miljoni aasta tagusest keskmisest juraajast. Putukad on pitsiliivalised (Neuroptera) ja lehed pärinevad tsükkaadidest või nendega seotud gümnospermaatsetest. See on huvitav, sest see näitab, et seda tüüpi matkimine arenes välja ammu enne õistaimede tekkimist.

• Kaitse röövloomade vastu
• Kaitse taimekahjurite vastu
• Startle kaitse
• Co-evolutsioon