Slanger, tigre, slanger, zebraer og andre • Sergey Glagolev • Populære videnskabsopgaver på "Elements" • Biologi

Snake Tigers, Zebra Snakes og andre

opgave

Nordamerikanske slange Sonora semiannulata Der er fire sorter, der tydeligt skelnes mellem farvefarvemorfier (se fig. 1).

Fire farve morphs af den nordamerikanske slange Sonora semiannulata

Tror du hvorfor Er de alle reddet? hvorfor En mere tilpasset morph tvinge ikke alle de andre ud?


Tip 1

Opgaven siger ikke, om disse morfer lever på samme område eller på forskellige. Prøv at spekulere på, hvordan deres eksistens kan sikres i begge tilfælde.


Tip 2

Hvis de bor på samme område, skal du overveje, om det betyder, at de altid findes sammen og i lige store mængder.


Tip 3

Sonora semiannulata – lille slange, harmløs for store dyr Dens vigtigste fjender er rovfugle. Overvej hvorfor to af dets morfer er farvet, så de sandsynligvis vil være synlige på enhver baggrund.


beslutning

Ligesom mange biologiske problemer har denne mange mulige løsninger. For eksempel kan en af ​​de enkleste løsninger være: fire morphs repræsenterer henholdsvis umodne og seksuelt modne mænd og kvinder. Farvesynet med slanger er veludviklet og i tide at lægge mærke til individer af det modsatte køn og at skelne den potentielle seksuelle partner fraumodne individer er vigtige. En sådan beslutning ville dog modsige betingelsen om "sorter".

En anden løsning kan foreslås, hvis alle disse morf'er findes i forskellige områder. I dette tilfælde kan farven på hver morf bare passer bedst til baggrunden – selv en lyst stribet farve, mærkeligt nok, kan undertiden maske et dyr. Det skjuler kroppens konturer som i dette billede af en fisk (figur 2) og gør det vanskeligt at bestemme de nøjagtige dimensioner og bevægelsesretninger (denne farve kaldes dissektering, se Disruptive coloration). (I retfærdighed skal det erkendes, at den rolle, som den farlige farvning for mange dyr – som f.eks. Zebraer – stadig ikke er helt klar, se noten Hvorfor er zebraer stripet?).

Mønsteret på bagsiden og siderne af havtrommeren (Equetus punctatus) – et eksempel på en dissekerende farve. Foto: Dr. Tom Doeppner, Brown University

I princippet kan personer med forskellige farver finde en passende baggrund i samme område, men i forskellige biotoper.

Man antager, at de to stribede morfer i vores slange bor i samme områder som nogle giftige slanger og efterligner dem (efterligner). Når en ubeskyttet art "efterligner" med sin farve, kropsform eller anden velbeskyttet adfærd, taler de om Bates efterligning.Det er udbredt blandt slanger i Nordamerika, hvor giftige koral slanger tjener som rollemodeller.

For at skelne mellem giftige og ikke-giftige slanger i Nordamerika er reglen sædvanligvis "Rød på sort, gift mangel; Rød på gul morderkammerat"(" Rød på sort – ingen gift; rød på gul – dødbringende giftig "); En af Wikipedia-artiklerne indeholder 17 vers versioner af denne regel. Det betyder, at koral slanger har gule striber i kontakt med den røde baggrund, mens de i gule og røde områder ikke kommer i berøring med skadelige imitatorer (se figur 3).

Hvordan skelne en giftig koral slange (Coral Snake) fra en harmløs royal slange (King Snake)? Billede fra pinterest.com

Men fra denne regel er der fra de fleste biologiske regler undtagelser. Blandt koral slanger er der også en polymorfisme af farve, og i nogle områder har nogle arter af koral slanger ikke gule striber. Så rød på sort kan også dræbe, pas på!

Sandsynligvis genkender den rød-sorte morph virkelig nogle af koral slangerne. Uanset om det er muligt at overveje en sort-hvid morph som en "imitator", er det ikke klart. Mest sandsynligt ikke, selvom nogle giftige rattlesnakes har en lignende farve.På samme tid, som de siger i hint 2, findes alle fire morfer på samme område, i samme befolkning. Hvordan kan det forklares? Forskere fra University of Michigan forsøgte at finde ud af det (se artiklen af ​​Christian L. Cox og Alison R. Davis Rabosky, 2013. Rumlig mangfoldighed i polymorfe slanger samt dens populære udstilling).

De gjorde et gigantisk arbejde: de fangede omkring 350 levende slanger i forskellige områder og studerede mere end 2500 prøver indsamlet i samme områder i lang tid og opbevaret i museets samlinger. Derefter studerede de de neutrale (ikke-selektive) genetiske markører af DNA i disse populationer og fandt ud af, at disse populationer er dårligt isolerede og ikke gik igennem perioder med kraftig tilbagegang, dvs. de var ikke genstandsdrevne. Forholdet mellem antallet af morfer i forskellige populationer varierede skarpt!

Det ville være muligt at afskrive forskellene i frekvenserne af giftige "modeller"; men det ser ud til, at forholdet mellem frekvensen af ​​den efterligne morph og overflod af koral slanger ikke blev fundet. Desuden blev der fundet lyse røde og sorte stripede morfer selv på steder hvor koral slanger ikke findes overhovedet.

Så så forskerne på, hvordan antallet af forskellige morfer i hver population ændrer sig over tid. Og det viste sig i de fleste tilfælde, at morf, som på et tidspunkt var den mindste, til sidst blev mere og mere almindeligt, og omvendt. Antallet af morfer påvirkes således af det klassiske negative frekvensafhængige valg (se Frekvensafhængigt valg). På grund af det er der ingen af ​​morfene der skifter de andre. Det viser sig, at morfernes sjældenhed i sig selv giver det fordele.

Spørgsmålet opstår: hvorfor? Dette arbejde giver ikke svar på det, men for lignende tilfælde er det kendt. Dette kan skyldes dannelsen af ​​et "søgende billede" for rovdyr (se notatet Minoritetsrepræsentanter har større chance for overlevelse). Champignonplukkerne ved, hvad det er. Hvis du leder efter og samler russula, så stop med at bemærke "maskeringen" hvid. Og hvis du vil samle hvide, skal du "tvinge dig selv" til at ignorere russulaen. Mange rovdyr opfører sig på en lignende måde: De søger målrettet efter mere almindeligt og gavnligt bytte og "tvinge sig" for ikke at være opmærksomme på sjældne bytte.


efterskrift

Et af de mest bemærkelsesværdige træk ved levende organismer er deres variabilitet.En biolog er meget mere tilbøjelig til at tage højde for forskellene mellem individer af samme art end en kemiker – mulige forskelle mellem vandmolekyler. På mange måder er det netop dette, at biologi afviger fra kemi og fysik; Det var ikke tilfældigt, at nogle videnskabelige historikere fandt den største opmærksomhed på variabilitet ikke mindre vigtig for Charles Darwin end opdagelsen af ​​princippet om naturlig udvælgelse.

Og en af ​​de mest bemærkelsesværdige manifestationer af variabilitet (og samtidig virkningen af ​​naturlig udvælgelse) er fremkomsten og vedligeholdelsen af ​​intraspecifik polymorfisme, inklusiv på grund af efterligning, når en efterligningstype efterligner flere forskellige modeller. Det er ikke tilfældigt, at hendes interesse for at studere det ikke svækkes (se for eksempel artiklen: Mathieu Joron, 2008. Batesian Mimicry: Kan du Leapard ændre dine pletter – og få dem tilbage?), Og noter om det vises jævnligt på elementerne. . Den første fase af speciering i tropiske sommerfugle er blevet fastlagt. Det gen, der er ansvarlig for udviklingen af ​​sommerfuglens farve, er blevet fundet. Det komplekse billede af mimicry er bestemt af et gen. Den vanskelige vej fra camouflage til krigsmaling: en matematisk tilgang. Selv om jeg ikke har fundet nogen noter om efterligning og polymorfisme i slanger på elementerne, har de også været involveret i dem i lang tid (se for eksempel denne gennemgang af historien om studier af slangefarver: Harry W. Greene og Roy W.McDiarmid "Wallace og Savage: Heroes, Theories, and Venomous Snake Mimicry").

Ikke desto mindre er der så mange objekter, og så få forskere, at der endnu ikke er svar på mange spørgsmål. For eksempel, hvordan er farven af ​​denne slangesart arvet? Hvilket afkom vil for eksempel give en rød-sort kvinde og en hvid-sort mand? Hvorfor er Bates efterligning i nogle tilfælde observeret strengt i områder af sameksistens af imitatorer og modeller, og i andre tilfælde (som vores slange) findes imitatorer med lyse farver selv uden for rækkevidde af modeller? Som en klar afvoksende farvning kan forekomme i en harmløs art – det efterligner det ikke umiddelbart perfekt farvningen af ​​en farlig model; men så ser det ud til, at det i begyndelsestidspunktet bør afmaskes gøre en skade? Du kan selv tænke over disse spørgsmål. Nogle kan besvares ved at læse artiklerne citeret i efterordet. Men der er ikke noget rigtigt svar "til alle lejligheder" på nogen af ​​disse spørgsmål – forskere skal altid regne ud, hvordan dette er tilfældet.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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