Эффективность защитной окраски может зависеть от освещения, численности жертв и других факторов
Европейская камнеломка (Saxicola rubicola) поедает бабочку, окрашенную в предупреждающую окраску. Новые исследования показывают, что эффективность этих цветов может частично зависеть от интенсивности давления со стороны местных хищников.
Животные-жертвы могут использовать свои цвета, чтобы прятаться от хищников или отговаривать их от нападения. Но местные условия определяют, какой вариант подходит лучше всего.
Глобальное исследование, в котором сравнивается защитная окраска насекомых, показывает, что маскировочные и предупреждающие цвета лучше всего проявляют себя в определенных условиях окружающей среды. Результаты, опубликованные 25 сентября в журнале Science, выявляют фундаментальные факторы, которые, возможно, определяют эволюцию обеих стратегий во всем мире.
“Это наиболее полное экспериментальное исследование эффективности предупреждающих сигналов, которое я когда-либо видел”, — говорит Дэвид Кикучи, биолог-эволюционист из Университета штата Орегон в Корваллисе, который не принимал участия в исследовании. “Оно выявляет закономерности, которые ранее предполагались, но не были проверены”.
От жуков до лягушек, животные используют либо камуфляж, либо яркие цвета, которые рекламируют ядовитый сюрприз, чтобы избежать употребления в пищу. “Это, безусловно, самая распространенная стратегия [использования цвета], которую животные используют для защиты от хищников”, — говорит Илиана Медина Гусман, эколог-эволюционист из Мельбурнского университета в Австралии.
Ее и ее коллег интересовала повторяющаяся и широко распространенная эволюция этих двух подходов на древе жизни животных и то, почему некоторые виды предпочитают одну стратегию другой.
По словам Гусмана, в то время как в небольших исследованиях изучалась эффективность каждой стратегии в природе, для получения более полного ответа требуется значительно больше изменений в окружающей среде, чтобы выделить наиболее влиятельные факторы. “Это достижимо, только если мы применим один и тот же метод к множеству различных типов лесов и мест с разными условиями”.
Ее команда провела эксперименты в 21 лесистой местности на шести континентах, от полярных регионов, таких как Финляндия и Канада, до более теплых лесов в Кении, Австралии и Бразилии. С 2020 по 2022 год коллеги по всему миру изготовили более 15 000 бумажных треугольников, имитирующих мотыльков или бабочек.
Некоторые из них были окрашены в оранжево-черные предупреждающие полосы — типичная палитра защитных цветов от моли, — в то время как другие имели необычный яркий бирюзово-черный узор. Третий комплект имел камуфляж в виде коры. Исследователи прикрепили мучных червей к этим имитаторам мотыльков в качестве приманки для местных птиц, а затем вывезли их в лес, записывая, сколько мучных червей птицы съели за восемь дней. Ученые также собрали данные об уровне освещенности в лесу, а также о популяциях насекомых-хищников и жертв посредством наблюдений за птицами и бабочками.
Как выяснила команда, ни одна из этих мер защиты не была универсальной. Скорее, относительная защита ложных мотыльков зависела от местных факторов. Например, предупреждающие цвета были более эффективны в местах с небольшим количеством хищников.
“Это хорошо согласуется с теорией, которая предполагает, что при высокой конкуренции хищники просто должны пойти и съесть все, что смогут”, — говорит Гусман. “[Цвет] просто привлекает внимание. Это больше не работает как предупреждающий сигнал”.
Кикучи был удивлен тем, насколько хорошо обычный оранжево-черный предупреждающий сигнал работает в различных экосистемах.
“Часто существует довольно сильная селекция, направленная против небольших отклонений от местных предупреждающих сигналов”, — говорит он. Рисунки, которые выходят за рамки местных норм, могут не восприниматься как предупреждения, что теоретически оставляет этих необычных насекомых без защиты.
Уровень освещенности практически не влияет на эффективность предупреждающих сигналов, хотя маскировка не так хорошо работает при слабом освещении.
“Если в среде обитания происходят значительные изменения в уровне освещенности из-за таких явлений, как вырубка леса, это потенциально может оказать очень большое влияние на сообщество жертв”, — говорит Гусман, что, возможно, снижает эффективность камуфляжа и приводит к тому, что в пищу поступает больше насекомых. “Но [это] может не так сильно повлиять на виды, которые используют предупреждающие сигналы”.
Полученные данные могут означать, что камуфляжная окраска могла появляться и исчезать быстрее в эволюционных масштабах по сравнению с более устойчивыми предупреждающими сигналами.
Гусман говорит, что теперь ей интересно посмотреть, как изменения окружающей среды человеком влияют на относительный успех этих защитных стратегий.