Mimikrija v biologiji: definicija, vrste in primeri pri živalih in rastlinah

Ker ima večina višjih živali razmeroma dober vid, ga uporabljajo za iskanje želenega. Tako rastlinojedci (živali, ki jedo rastline) kot plenilci (živali, ki lovijo in jedo druge živali) pri iskanju hrane uporabljajo vid. Plenilec se mora izogniti temu, da bi ga plenilci pojedli. Najboljša možnost je, da se izognejo temu, da bi bili opaženi. Običajno potrebujejo kamuflažo. S kamuflažo je žival podobna svojemu ozadju, zato jo je težje opaziti. To je mogoče doseči na različne načine:

1. Ujemanje ozadja po barvi in obliki.

2. Moteča obarvanost, ki razbije obris telesa.

3. Proti senčenju, ki izravna videz. Večina živali ima temen hrbet in svetel spodnji del: to je protisvetloba. To preprečuje običajen učinek svetlobe od zgoraj in naredi obliko telesa manj vidno.

4. Prozornost in srebrenje, ki ju najdemo predvsem pri živalih, ki živijo v vodi.

Vedenje

Kamuflaža in mimikrija sta najboljši, kadar plenilci iščejo z razdalje. Ko se plenilec plenu približa in je prepričan, da ga bo našel, nekateri plenilci zamenjajo metode in zbežijo ali se borijo. To vedenje je skoraj vedno instinktivno. V vsakem primeru, ne glede na to, ali je plen skrivnosten (skrit) ali ne, se mora njegovo vedenje ujemati z njegovim posnemanjem. Če je videti kot list, ki se zvija v vetru, potem se mora tudi zvija v vetru. Skoraj vse oblike mimikrije vključujejo ustrezno vedenje, ki okrepi vizualni vtis.

Vse živali ne uporabljajo kamuflaže, saj se v nekaterih situacijah dobro pokažejo. Eden od primerov je potreba po iskanju in ohranjanju partnerja. Mnogi samci živali se v času parjenja obarvajo v svetle barve ali pa spremenijo svoje vedenje in se pojavijo na prostem. Brez tega jim morda ne bi uspelo parjenje. Po drugi strani pa so njihove samice običajno puhaste in zamaskirane. Ta vzorec se pojavlja pri skoraj vseh živalih, pri katerih se samci razkazujejo, samice pa izbirajo. Obstaja vsaj en dober razlog, zakaj samice ostanejo zakamuflirane. V trenutku, ko je oplojena, nosi dragocen tovor: jajčeca, ki bodo del naslednje generacije.

Opozorilna obarvanost

Živali, ki so nevarne ali neprimerne za uživanje, to običajno objavijo. To imenujemo opozorilno ali aposematično obarvanje. Je pravo nasprotje kamuflaže. Opozorilne barve so žive, pogosto črne, bele, rdeče in rumene.

Preskusi so pokazali, da opozorilne barve vsekakor odvračajo plenilce.

Nekatere posamezne živali poginejo ali so poškodovane, medtem ko ptice ali sesalci v napadu spoznajo povezavo med barvo in okusom. Če je opozorilo cenejše od skrivanja, ima žival od tega koristi. In oglaševalske lastnosti, kot so barve, imajo lahko tudi druge funkcije. Vzorci lahko na primer pomagajo pri prepoznavanju partnerjev znotraj vrste.

Dejstvo, da so nekatere živali resnično nevarne ali škodljive (odvratne) za uživanje, je priložnost za posnemanje na podlagi opozorilne barve: Müllerjeva in Batesova mimikrija.

Müllerjeva mimikrija

Pri Müllerjevi mimikriji so nekatere vrste z opozorilnim obarvanjem videti druga kot druga. Angleški naravoslovec Henry Walter Bates je prvi opazil, da so si nekateri moteči metulji podobni, o čemer je pisal leta 1862. Vendar ni podal dobre razlage; to je leta 1878 prepustil nemškemu naravoslovcu Fritzu Müllerju. Müllerjeva razlaga je bila preprosta: Obe vrsti imata koristi od skupnega vzorca. Delijo si stroške, ki jih imajo plenilci, ko spoznajo njun neprijeten okus. Samo ena učna izkušnja na plenilca je lahko dovolj, da ga odvrne od prehranjevanja z obema vrstama.

Metulji, ki so jih Bates, Wallace in Müller opazovali in zbirali, so bili živo obarvani in počasi gibljivi. Pogosto so leteli v skupinah, ki so bile dobro vidne. Kljub temu so se jih ptice izogibale. To je značilno za aposematično (opozorilno) obarvanost. Obarvanost nekaterih vrst z istega območja je bila tako popolna, da jih tudi izkušeni naravoslovci na krilih niso mogli ločiti.

Ko smo jih zbrali in razporedili na tablo, da smo lahko videli podrobnosti, je postalo jasno, da niso vsi iste vrste in pogosto tudi ne iz iste biološke družine. Podobne opozorilne barve sršenov, os in nekaterih čebel so Müllerjeve, če živijo na istem geografskem območju, tako da lahko plenilec, preden se jih nauči, izbere katero koli od njih.

Testi so pokazali, da se ptice v mladosti učijo, kaj jesti, z vzorčenjem. Vsi vidiki te situacije so bili predmet raziskav. Terensko in eksperimentalno delo na teh idejah se nadaljuje še danes.

Batesova mimikrija

Pri Batesovi mimikriji je mimikrija ovca v volčji preobleki: videti je kot nekaj nevarnega ali odvratnega okusa, vendar je v resnici primerna za uživanje. Ko je Bates v petdesetih letih 19. stoletja raziskoval dolino Amazonke, je zbiral metulje. Opazil je, kako so nekateri neškodljivi metulji videti kot druge vrste, ki so strupene. Ptice so se jih izogibale, zato so posnemovalci preživeli, čeprav so bili dobra hrana. To je bil prvi znanstveni opis mimikrije.

Hoverflies pogosto obiskujejo cvetove, da bi se hranili z nektarjem. So neškodljive žuželke, ki pogosto posnemajo ose in čebele. Prav tako letijo počasi in neenakomerno, podobno kot ose in čebele. Njihovo posnemanje pogosto ni popolno in ko se ustalijo, jih zlahka ločimo. Vendar lahko tudi nepopolna posnemovalka povzroči, da se ptica obotavlja, kar ji lahko reši življenje.

Biologi še vedno raziskujejo Batesovo in Müllerjevo mimikrijo. Raziskujejo, kako se modeli razlikujejo po svojem okusu in kaj se zgodi, ko se razmerje med posnemovalci in modeli spreminja. Pogosto je mimiker le samica; samec nosi običajen videz svojega rodu. Samice potrebujejo več zaščite, samci pa se morajo pariti. Bolj subtilen razlog je, da se število posnemovalcev prepolovi in s tem poveča učinkovitost mimikrije. Batesova mimikrija bi lahko uničila opozorilni učinek, če bi pogostost mimikrije postala visoka, saj bi jih okusilo več mladih ptic, kar bi jih spodbudilo k ponovnemu poskusu. Učinek opozorila se zmanjša, če je posnemovalcev več.

To lahko pojasni primere, kot je Papilio dardanus, afriška lastovka, katere samice posnemajo številne neokusne vrste iz družine Danaidae: preživetje je večje, če je vsaka mimetična oblika redka v primerjavi s svojim vzorcem. Prednost je verjetno večja za samice, saj samci ne kažejo mimetičnih vzorcev; spolna selekcija verjetno pomaga ohranjati to razliko. Ta in druga vprašanja se raziskujejo že vrsto let.

Pri tej vrsti žuželk je življenje razdeljeno na več stopenj (glej popolno metamorfozo). Ličinka je faza rasti, odrasla žival pa je faza razmnoževanja. Tudi ličinke kažejo kamuflažo, aposematično obarvanost in mimikrijo. Ličinke so tiste, ki z rastlin, s katerimi se hranijo, pobirajo škodljive kemikalije. Vendar ličinke ne kažejo razlik med samci in samicami, saj razmnoževanje ni njihova funkcija.

Obročki za mimikrijo

Terenske raziskave v tropskih deželah so pokazale, da je v posnemanje vključenih veliko število vrst. Poznamo 54 vrst rodu Heliconius z več kot 700 poimenovanimi barvnimi oblikami. Obstajajo štiri (ali morda pet) združbe metuljev, ki vključujejo heliconije in njihove posnemovalce. Ti "mimikrski krogi" se na kratko imenujejo tigrasti, rdeči, modri in oranžni. Člani posameznega kroga ponavadi ponoči gnezdijo skupaj, letijo v podobna okolja in v istem letnem času. Krogi mimikrije vključujejo Müllerjevo in Batesovo mimikrijo.

Vavilovska mimikrija se pojavlja pri rastlinah, ko plevel postane podoben kulturni rastlini. Imenuje se po Nikolaju Vavilovu, ruskem žlahtnitelju rastlin, ki je odkril to idejo. Pred herbicidi so plevel trgali ročno. To so počeli že tisočletja. Plevel je postal podoben pridelku, ker so plevelarji iztrgali plevel, ki je videti najbolj drugačen. Vavilovsko posnemanje je posledica nenamerne selekcije, ki jo izvaja človek. Pleveli, ki preživijo, prenesejo svoje gene. Postopoma so vsi pleveli vse bolj podobni rastlini.

Primer je rž, pogosta sredozemska vrsta. Rž je bila prvotno plevel, ki je rasel skupaj s pšenico in ječmenom. Zaradi plevelov je postala podobna pridelku. Podobno kot pšenica je imela večja semena in trša vretena, na katera so pritrjena semena. Rž je trpežnejša rastlina od pšenice: preživi v težjih razmerah. Ko je rž postala rastlina, podobna pšenici, se je lahko uveljavila na težkih območjih, kot so hribi in gore.

Ta vrsta posnemanja je zelo pogosta. Gre za svetopisemsko prispodobo o volku v ovčji obleki. Posnemanje deluje tako, da privabi žrtev, ki jo nato poje ali kako drugače izkoristi. Takšni primeri so ribe, žužkojede rastline in kukavica. Vse te skupine so zelo razširjene in ni dvoma, da je agresivno posnemanje uspešen način življenja.

Naslednja dva primera predstavljata še eno metaforo, in sicer sireno. Avstralski katidid Chlorobalius leucoviridis lahko privablja samce cikad tako, da posnema vrstno značilne klike spolno dovzetnih samic cikad. Poskusi s predvajanjem kažejo, da lahko C. leucoviridis privablja samce številnih vrst cikad, čeprav so paritveni signali cikad vrstno specifični.

Samice ognjenikov iz rodu Photuris oddajajo enake svetlobne signale, kot jih samice drugih rodov uporabljajo za parjenje. Nadaljnje raziskave so pokazale, da samce svetlik iz več različnih rodov privlačijo ti posnemovalci, ki jih nato ujamejo in pojedo. Signali samic temeljijo na signalih, ki jih dobijo od samcev, pri čemer ima vsaka samica repertoar signalov, ki ustrezajo zakasnitvi in trajanju signala samic ustrezne vrste.

Vendar pa privabljanje ni nujen pogoj, saj ima lahko plenilec veliko prednost, če ni prepoznan kot tak. Lahko je podoben vzajemnemu simbiontu ali vrsti, ki je za plen nepomembna.

Agresivno posnemanje lahko nekateri zajedavci uporabljajo kot sredstvo, da pridejo do naslednjega gostitelja. V črevesju ptic pevk živi parazitska trematoda (ploščati črv). Njihova jajčeca se izločijo, nato pa jih zaužije polž, ki živi v vlažnih okoljih. Jajčeca se v tem drugem gostitelju razvijejo v ličinke. Za razliko od sorodnih vrst so te ličinke živo obarvane in lahko pulzirajo. Vrečica, polna spor, si utira pot v polževe očesne peclje in pulzira z veliko hitrostjo. To povzroči, da se čepek poveča. To vpliva tudi na gostiteljevo vedenje: polž se premakne proti svetlobi, ki se je običajno izogiba. Zaradi teh dejavnikov so sporociste zelo opazne in kmalu jih poje lačna ptica pevka. Polž nato obnovi očesne peclje in nadaljuje svoj življenjski cikel. ^{str. 134}

Čistilne ribe so zaveznice številnih drugih vrst, ki jim omogočajo, da se prehranjujejo z njihovimi zajedavci in odmrlo kožo. Nekatere dovolijo čistilki, da jim vstopi v usta in lovi te zajedavce. Ena od vrst čistilk, modras (Labroides dimidiatus), na sliki desno, ki čisti skupinsko ribo, živi na koralnih grebenih v Indijskem in Tihem oceanu. Druge ribe jo prepoznajo in ji dovolijo, da jih očisti.

Njen posnemovalec, mimetični sabljezobi blenny (Aspidontus taeniatus), prav tako živi v Indijskem oceanu. Ne le da je po velikosti in barvi podoben wrassu, ampak celo posnema njegov "ples". Potem ko prevara svoj plen, da se ta ne brani, ga ugrizne in mu odtrga del plavuti, nato pa pobegne s prizorišča. Tako napadene ribe se kmalu naučijo razlikovati med posnemovalcem in modelom, ker pa je podobnost zelo velika, postanejo veliko bolj previdne tudi do modela. Zaradi sposobnosti žrtve, da loči med sovražnikom in pomočnikom, so blenini razvili tesno podobnost vse do regionalne ravni.

Pojav, ki ga včasih imenujemo avto-mimikrija, se pojavi, ko model pripada isti vrsti kot posnemovalec. Primer je metulj monarh Danaus plexippus, ki se hrani z mlečki. Metulji shranjujejo toksine iz rastline, ki jih ohranijo tudi v odrasli obliki. Ker se raven toksina spreminja glede na prehrano v fazi ličinke, bodo nekateri monarhi bolj toksični kot drugi.

Manj prijetne posameznike si lahko predstavljamo kot posnemovalce nevarnejših posameznikov. Nosijo popolnoma enake opozorilne barve kot bolj strupeni osebki, vendar je njihovo kaznovanje plenilcev šibkejše. Pri vrstah, kjer je lahko en spol bolj nevaren kot drugi, lahko, če sta si oba spola podobna, eden zaščiti drugega. Dokaz je bila opica iz Gabona, ki je redno jedla samce moljev iz rodu Anaphe, vendar je takoj prenehala, ko je okusila strupeno samico.

Napačni deli

Pri majhnih plenskih živalih je običajno, da je njihova glava manj vidna. Pri nekaterih je glava videti tudi na najmanj pomembnem delu telesa. To je, tako kot očesne pege na nekaterih metuljih, tehnika odvračanja. Kljun ali ugriz v lažno glavo bo le neprijeten, medtem ko bi bil kljun v glavo smrtno nevaren.

Kombinirana taktika

Mnoge živali uporabljajo več kot eno vrsto posnemanja. To je značilno za metulje, ki običajno počivajo z navzgor zloženimi krili. Na spodnji strani kril imajo običajno različne vzorce. Spodnja stran je lahko skrivnostna, medtem ko ima zgornja stran kakšen opozorilni vzorec. Molji, ki počivajo s krili v vodoravni legi, imajo lahko na zadnji strani kril različne vzorce. Zadnja krila so v mirovanju običajno prekrita s sprednjimi krili, vendar se lahko razkrijejo, če molja vznemirimo. Ta taktika se pojavlja pri moljih, ki so aktivni podnevi ali v mraku. Škrlatni tigrasti mol uporablja kamuflažo in opozorilno barvo glede na razmere. To je lep primer sodelovanja med vedenjem in mimikrijo.

Najstarejši znani primer posnemanja listov med žuželkami je bil najden v srednji juri pred 165 milijoni let. Žuželke so čipkarji (Neuroptera), listi pa so iz cikad ali sorodnih gimnospermov. To je zanimivo, ker kaže, da se je ta vrsta mimikrije razvila veliko pred nastankom cvetočih rastlin.

• Obramba pred plenilci
• Zaščita pred rastlinojedci
• Obramba pred preplahom
• Koevolucija