Bates bắt chước trong rắn có thể góp phần vào sự nổi lên của sự cô lập sinh sản • Alexey Opaev • Tin tức khoa học về "Yếu tố" • Tiến hóa, Động vật học

Bates bắt chước trong rắn có thể góp phần vào sự nổi lên của sự cô lập sinh sản

Hình 1. A. Con rắn hoàng gia đỏ tươi bắt chước một loài san hô harlequin độc hại (ở đầu). B. Ở đông nam Hoa Kỳ, cả hai loài sống chung với nhau trong điều kiện giao cảm, và ở phía tây bắc chỉ có loài rắn hoàng gia (allopatria) sống. C. Màu của các loài rắn hoàng gia từ vùng allopatria ít gợi nhớ đến người nghiện hơn là các quần thể tượng trưng (xem ảnhA). Hình từ bài viết được thảo luận trongTiến hóa

Trong mô phỏng Bates, cái nhìn không độc hại bắt chước độc. Do đó, đây là một ví dụ điển hình về sự hội tụ – đó là sự giống nhau thứ hai của các loài không liên quan. Đồng thời, có những trường hợp khi các loài bắt chước không chỉ sống cạnh nhau với đối tác độc hại của nó (bắt chước có ích ở đây), mà còn ở những nơi không có loài độc (bắt chước là vô dụng hoặc có hại). Hóa ra là trong trường hợp sau, lựa chọn tự nhiên có thể giúp giảm sự giống nhau và cuối cùng dẫn đến sự phân chia (phân kỳ) của quần thể của một loài duy nhất trước đây.

Bates bắt chước là một loại giả, trong đó một loài không độc hại bắt chước màu sắc và / hoặc hình thức của một động vật độc không liên quan. Những tình huống như vậy được biết đến trong côn trùng và rắn – tức là, ở những nhóm có hình thức độc xảy ra thường xuyên nhất.Nhưng gần đây hiện tượng này cũng đã được mô tả ở chim (xem Mimicry ở chim: giống như một con sâu bướm, "Elements", 01/14/2015). Bates bắt chước thường được trích dẫn như là một minh họa sinh động của sự tương đồng hội tụ (xem Convergent_Evolution): trong trường hợp này các loài không liên quan độc lập có được một hoặc các tính năng tương tự khác.

Nó được biết rằng bắt chước sẽ có lợi khi số lượng các loài độc vượt quá không độc hại bắt chước nó. Nếu không, động vật ăn thịt sẽ thường xuyên bắt một hình thức không độc hại và chúng sẽ không phát triển (hoặc sẽ phát triển chậm) thói quen tránh các loài động vật có màu đó. Vì vậy, toàn bộ cảm giác bắt chước sẽ biến mất, mà bây giờ sẽ có nhiều khả năng là có hại (sau khi tất cả, động vật độc thường có màu sắc rực rỡ và do đó rõ ràng có thể nhìn thấy).

Tuy nhiên, trong tự nhiên, trong nhiều (nếu không nhất) của phức hợp "động vật độc hại – không độc hại", các loài bắt chước vô hại không chỉ sống độc hại (trong điều kiện của sympatry), mà còn riêng biệt (trong điều kiện của allopatria). Nó có thể được giả định rằng trong điều kiện của allopatria một màu sắc đáng chú ý có thể không chỉ vô dụng, mà còn có hại. Sau khi tất cả, nó là dễ dàng hơn cho kẻ săn mồi để tìm các loài màu sáng, nhưng họ không quen với việc sợ họ: họ chưa bao giờ gặp phải cùng một hình thức, nhưng những người độc.Trong một số tình huống tự nhiên giả định này được xác nhận: trong điều kiện của allopatria, các dạng không độc trở nên ít tương tự như các đối tác độc hại của chúng.

Một ví dụ như vậy là một cặp rắn Bắc Mỹ. Đây là một con rắn san hô độc hại harlequin. Micrurus fulvius (gia đình của ong bắp cải Elapidae) và bắt chước anh ta Lampropeltis elapsoides từ gia đình của cuộc hôn nhân (Calubridae). Ở phía đông nam Hoa Kỳ, cả hai loài được tìm thấy cùng nhau (sympatry), và ở phía tây bắc chỉ có con rắn hoàng gia (allopatria) được tìm thấy. Đồng thời, các loài rắn hoàng gia từ vùng allopatria ít tương tự như asps hơn so với các đại diện của cùng một loài từ sympatry – chúng có ít màu đen và đỏ hơn (Hình 1).

Có phải những khác biệt này liên quan đến sự khác biệt về cách thức những kẻ săn mồi ảnh hưởng đến quần thể sympatric và allopatric của con rắn hoàng gia? Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Bắc Carolina (Mỹ) đã quyết định thử nghiệm câu hỏi này. Để làm điều này, họ đã sử dụng các mô hình (bản sao) bắt chước ba biến thể của màu rắn của hoàng gia: kiểu hình từ vùng đối diện với khao khát, kiểu hình từ vùng đồng nhất và kiểu hình “lai” trung gian về màu (Hình 2).

Hình 2. Ví dụ về các mô hình (bản sao) được sử dụng trong các thí nghiệm. Trên xuống: kiểu hình từ lĩnh vực sympatry, kiểu hình lai và kiểu hình từ vùng allopatria. Trên dòng cuối cùng có dấu vết của một cuộc tấn công động vật ăn thịt. Hình từ bài viết được thảo luận trong Tiến hóa

Các mô hình như vậy được đặt ra và cố định trong môi trường sống của rắn theo cặp cách nhau 1 m. Tức là, tại mỗi điểm có hai bản sao của hai kiểu hình khác nhau (xem bên dưới), điều này làm cho nó có thể trực tiếp so sánh phản ứng với mỗi kiểu. Các mô hình được đặt ra tại 16 điểm từ khu vực điều trị và 18 từ khu vực allopatria. Tại mỗi điểm có 10 cặp bản sao nằm dọc theo tuyến đường ở khoảng cách khoảng 75 m từ nhau. Các mô hình được để lại trong 34-36 ngày, sau đó thu thập và lưu ý xem có những dấu hiệu của cuộc tấn công kẻ thù trên chúng (ví dụ: Hình 2 bên dưới).

Các tác giả cho thấy rằng trong điều kiện của sympatry, kẻ thù thường tấn công kiểu hình "người ngoài hành tinh" từ vùng allopatria. Và trong điều kiện của allopatria, hình ảnh ngược lại được quan sát: kiểu hình "người ngoài hành tinh" cũng thường bị tấn công hơn ở đây, nhưng trong trường hợp này là từ vùng đối diện (Hình 3). Vì vậy, kiểu hình người ngoài hành tinh thường bị tấn công ở khắp mọi nơi: điều này có nghĩa là những người nhập cư sẽ tiếp xúc nhiều hơn với báo chí của kẻ săn mồi cả trong tình trạng hôn nhân và trong điều trị.

Hình 3 Kết quả thí nghiệm hiện trường. Các cổ phiếu của các cuộc tấn công vào một hoặc một kiểu hình khác được đưa ra (S là một kiểu hình từ lĩnh vực sympatry, H là một kiểu hình lai, A là một kiểu hình từ khu vực của allopatria). Xuống dưới nó được chỉ định nơi thử nghiệm này được tiến hành (sympatria hoặc allopatria). Hình từ bài viết được thảo luận trong Tiến hóa

Một thí nghiệm tương tự đã được tiến hành bằng cách so sánh kiểu hình “địa phương” và “lai”. Ở đây sự khác biệt chỉ được tiết lộ ở một nơi từ khu vực của sympatry: kiểu hình "lai" đã bị tấn công thường xuyên hơn bởi các địa phương. Và trong điều kiện của allopatria và ở các điểm khác của khu vực sympatry, kiểu hình địa phương và lai có thể bị tấn công với xác suất bằng nhau (Hình 3). Điều này cho thấy rằng ở một số nơi (trong điều kiện của sympatry) có thể có một lựa chọn chống lại lai: họ sẽ thường xuyên hơn tiêu diệt bởi kẻ thù.

Tất cả điều này cho phép chúng tôi đưa ra hai kết luận. Đầu tiên, sự khác biệt giữa quần thể sympatric và allopatric của con rắn hoàng gia là do hành động lựa chọn tự nhiên liên quan đến tính chọn lọc của động vật ăn thịt. Và thứ hai, ít nhất trong một số trường hợp trong điều kiện của sympatry với apse, các kiểu hình lai của con rắn hoàng gia đang trong điều kiện tồi tệ hơn – điều này có thể dẫn đến sự nổi lên của cô lập sinh sản (lựa chọn chống lại lai).Ở đây chúng ta cần phải quay trở lại và nhớ lý do tại sao tình hình được mô tả với con rắn hoàng gia xuất hiện ở tất cả. Và điều này xảy ra vì sự bắt chước của Bates, sự xuất hiện của nó được theo sau bởi sự tái định cư của những con rắn hoàng gia ở phía bắc, đối tượng nhạy cảm hơn nhiều của sự bắt chước của chúng – cái khiên san hô – không đạt được. Nếu không có bắt chước, sẽ không có sự khác biệt giữa quần thể phía bắc và phía nam của con rắn hoàng gia.

Do đó, bắt chước Bates có thể không chỉ dẫn đến sự hội tụ, mà còn dẫn đến sự tiến hóa và suy đoán khác nhau. Và cho rằng trong nhiều cặp "bắt chước" loài có những quần thể allopatric của các loài bắt chước, tình trạng này có thể không quá hiếm.

Nguồn: David W. Pfennig, Christopher K. Ascali, David W. Kikuchi. Bắt chước Batesian thúc đẩy sự cách ly trước và sau trong một phức hợp bắt chước // Tiến hóa. 2015. V. 69 (4). P. 1085-1090.

Alexey Opaev


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

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