Kače, tigri, kače, zebre in drugi • Sergej Glagolev • Popularne znanstvene naloge na "Elementih" • Biologija

Snake Tigers, Zebra Snakes in drugi

Naloga

Severnoameriška kača Sonora semiannulata obstajajo štiri sorte, ki se jasno razlikujejo po barvnih barvnih slikah (glej sliko 1).

Štiri barve morfov severnoameriške kače Sonora semiannulata

Misliš zakaj Ali so vsi rešeni? Zakaj Ena, bolj prilagojena morf ne izključuje vseh drugih?


Nasvet 1

Naloga ne pove, ali ti morfi živijo na istem ozemlju ali na različnih. Poskusite špekulirati o tem, kako je v obeh primerih zagotovljen njihov obstoj.


Nasvet 2

Če živijo na istem ozemlju, razmislite, ali to pomeni, da jih vedno najdemo skupaj in v enakih razmerjih.


Nasvet 3

Sonora semiannulata – majhna kača, neškodljiva za velike živali. Njegovi glavni sovražniki so ptice plen. Razmislite, zakaj sta dva od njegovih morfov obarvana, tako da sta verjetno vidna na katerem koli ozadju.


Rešitev

Tako kot mnogi biološki problemi ima ta tudi številne možne rešitve. Na primer, ena od najpreprostejših rešitev je lahko to: štiri morphs predstavljajo, nezrele in spolno zrele moške in ženske. Barvna vizija kač je dobro razvita in pravočasno opazovati posameznike nasprotnega spola in razlikovati možnega spolnega partnerjaPomembni so nezreli posamezniki. Vendar bi taka odločitev nekoliko sovpadla s pogoji, ko gre za "sorte".

Druga rešitev je mogoče predlagati, če so vsi ti morfi na različnih področjih. V tem primeru se lahko barva vsakega morfona najbolje ujema z ozadjem – celo čista barva barve, čudno dovolj, lahko včasih prikrije žival. Skriva konture telesa, kot v tej fotografiji ribe (slika 2), in otežuje določitev natančnih dimenzij in smeri gibanja (ta barva se imenuje razsekavanje, glej Disruptive obarvanje). (Pravično je treba priznati, da vloga razkrajalnega barvanja za mnoge živali – na primer zebre – še vedno ni povsem jasna, glej opombo, zakaj so Zebras striped?).

Vzorec na hrbtu in straneh morskega bobnaja (Equetus punctatus) – primer disekcijskega barvanja. Foto: dr. Tom Doeppner, Univerza Brown

Načeloma lahko posamezniki z različnimi barvami na istem področju najdejo primerno ozadje, vendar v različnih biotopih.

Nekdo bi domneval, da dve črtasti morfi naše kače živita na istih območjih kot nekateri strupene kače in jih posnemajo (posnemajo). Ko nezaščitena vrsta "posnema" svojo barvo, obliko telesa ali drugo dobro zaščiteno vedenje, govorijo o Batesovem mimikriju.Razširjena je med kačami Severne Amerike, kjer so strupeni koralni kači vzorni vzorci.

Za razlikovanje med strupenimi in neukodnimi kačami v Severni Ameriki je pravilo običajno "Rdeči na črnem, strupu; Rdeči na rumeni morilec"(" Rdeča na črni – brez strupa, rdeča na rumeni – smrtonosna strupena "); Eden od člankov v Wikipediji vsebuje 17 različic verz tega pravila. To pomeni, da imajo koralne kače rumene črte v stiku z rdečim ozadjem, medtem ko se v neškodljivih posnemovalnikih rumene in rdeče površine ne dotikajo (glej sliko 3).

Kako razlikovati strupeno koralno kačo (koralno kačo) iz neškodljive kraljeve kače (King kača)? Slika od pinterest.com

Toda iz tega pravila, kot iz večine bioloških pravil, obstajajo izjeme. Med koralnimi kačami je tudi polimorfizem barve, na nekaterih območjih pa nekatere vrste koralnih kač pa nimajo rumenih črt. Torej rdeča črna lahko ubije, bodi previden!

Verjetno je rdeče-črna morfija res posnemala nekatere koralne kače. Ali je mogoče obravnavati črno-beli morf kot "posnemovalec", ni jasno. Najverjetneje ne, čeprav imajo nekateri strupeni zvončki podobno barvo.Hkrati, kot pravijo v nagovoru 2, se na istem ozemlju v istem prebivalstvu nahajajo vsi štirje morfi. Kako je to mogoče razložiti? Znanstveniki iz Michiganske univerze so poskušali to ugotoviti (glej članek Christian L. Cox in Alison R. Davis Rabosky, 2013. Prostorska raznolikost polimorfnih kač in njegova priljubljena ekspozicija).

Ustvarili so gigantsko delo: ujeli so okoli 350 živih kač na različnih območjih in že več kot dvajset let vzgojili več kot 2500 primerkov, zbranih na istih območjih in shranjenih v muzejskih zbirkah. Nato so preučevali nevtralne (neselektivne) genetske označevalce DNA v teh populacijah in ugotovili, da so te populacije slabo izolirane in niso šle skozi obdobja strmega upada, to je, da niso bile podvržene genskem driftu. Razmerje števila morfov v različnih populacijah se je močno razlikovalo!

Bilo bi mogoče odpisati razlike v frekvencah strupenih "modelov"; vendar se zdi, da razmerja med frekvenco posnemanja morfe in številom koralnih kač ne najdemo. Poleg tega so bile svetlo rdeče in črne črtaste morfi odkrite celo v krajih, kjer se koralni kače sploh ne najdejo.

Potem so znanstveniki pogledali, kako se število različnih morfov v vsaki populaciji spreminja s časom. Izkazalo se je, da je v večini primerov ta morf, ki je bila v določeni točki najmanjša, sčasoma postala vse bolj pogosta in obratno. Tako na število morfov vpliva klasična negativna odvisnost od frekvence (glej izbira, odvisna od frekvence) – zaradi tega nobeden od morfov ne izraža drugih. Izkazalo se je, da redkost morfov sam po sebi daje prednosti.

Vprašanje se pojavi: zakaj? To delo ne daje odgovora, vendar je za podobne primere znano. To je morda posledica nastanka "iskane slike" za plenilce (glej opombo) Predstavniki manjšine imajo večjo možnost za preživetje. Gribarji vedo, kaj je. Če iščete in zbirate russulo, potem nehajte opazovati "maskiranje" bele barve. In če želite zbrati belce, morate "prisiliti", da ignorirajo russulo. Veliko plenilcev se obnaša na podoben način: namerno iščejo bolj pogosti in koristni plen in "prisilijo sebe", da ne upoštevajo redkega plena.


Poročilo

Ena izmed najbolj značilnih lastnosti živih organizmov je njihova variabilnost.Za biologa je veliko bolj verjetno, da bo treba upoštevati razlike med posamezniki iste vrste, kot je kemik – potencialne razlike med molekulami vode. V mnogih pogledih je ravno to, da se biologija razlikuje od kemije in fizike; Ni bilo naključje, da so nekateri zgodovinarji znanosti šteli za največjo pozornost, ki se nanaša na variabilnost, da ni nič manj pomembno za Charlesa Darwina kot odkritje načela naravne selekcije.

In eden od najbolj izrednih manifestacij variabilnosti (in hkrati naravne selekcije) je nastanek in vzdrževanje intraspecifičnega polimorfizma, tudi na podlagi mimikrije, ko en imitacijski tip posnema več različnih modelov. Ni naključje, da njen interes za študij ne slabi (glej na primer članek: Mathieu Joron, 2008. Batesian Mimicry: Ali lahko Leapard spremenite svoje pike – in jih dobite nazaj?), In opombe o tem se redno pojavljajo na Elementih. : Začetna faza speciacije v tropskih metuljah je bila določena, odkril je gen, ki je bil odgovoren za razvoj barve metuljev. Kompleksna slika mimikrije je določena z enim genom. Težka pot od kamuflaže do vojne barve: matematični pristop). Čeprav nisem našel nobenih opomb o mimikriji in polimorfizmu pri kačah na Elementih, so bili že dolgo vpleteni v njih (glej na primer ta pregled zgodovine študij o barvanju kač: Harry W. Greene in Roy W.McDiarmid "Wallace in Savage: junaki, teorije in strupena mimikrija kač").

Kljub temu ima toliko predmetov in tako malo znanstvenikov, da še ni odgovorov na številna vprašanja. Na primer, kako je podarila barvo te vrste kače? Kakšno potomstvo bo na primer dalo rdeče-črno žensko in belo-črno moško? Zakaj je Bates mimicry v nekaterih primerih strogo upoštevan na področjih soobstoja imitatorjev in modelov, v drugih primerih (kot je naša kača) posnemajo imitatorje s svetlemi barvami tudi zunaj obsega modelov? Ker se v neškodljivi vrsti lahko pojavijo svetle barve, ki ne kažejo maskiranja – konec koncev nima popolnoma popolnega posnemanja obarvanosti nevarnega modela; potem pa se zdi, da v začetni fazi razkritje ne bi škodovalo? O teh vprašanjih si lahko sami premislite. Nekaterim je mogoče odgovoriti z branjem člankov, navedenih v pogovoru. Vendar ni nobenega pravega odgovora na "vse priložnosti" na katerokoli od teh vprašanj – znanstveniki morajo vedno ugotoviti, kako je to res.


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: