Smrtonosne kače ali se samo pretvarjajo? Razvoj mimikrije

213 Bitka Biblij - Popoln napad - Walter Veith (Julij 2019).

Anonim

Že več kot stoletje so svetlo pasovane in včasih smrtonosne koralne kače potisnjene kot učbeniki primera mimikrskega sistema, ki ga je oblikoval evolucijo, v katerem neškodljiva vrsta odvrača plenilce s posnemanjem škodljivega.

Ugotovljeno je bilo več kot 150 vrst koralnih kremnih posnetkov, od katerih ima vsaka značilno rdeče-črne trakove svoje strupene dvojice. Kljub temu je mimikrija koralnega kroma še vedno sporna med nekaterimi biologi zaradi zaznanih konfliktov med teorijo in opazovanjem.

Zdaj, ko združuje genetske podatke in podatke iz 300.000 primerkov kače, ki so nastanjeni v naravoslovnih muzejih po vsem svetu, raziskovalna skupina, ki jo vodi Univerza v Michiganu, pravi, da je rešila del stoletnega konflikta, ki se imenuje problem mimikrije koralne kače.

Evolucijski biolog UM Alison Davis Rabosky in njeni sodelavci so pokazali, da je velik del navideznega spora med teorijo in opazovanjem izginil, ko je bila upoštevana globalna porazdelitev vseh vrst kač.

V prispevku, objavljenem 5. maja v publikaciji Nature Communications, so predstavljeni prvi dokončni dokazi, da je širjenje koralnih kač na celotni Zahodni polobli v zadnjih 40 milijonih letih povzročilo porazdelitev posnemanja.

V tem času se je razvidno barvanje koralnega kremnega posnetka evoluiralo neodvisno vsaj 19-krat v novem svetu, po mnenju raziskovalcev. V vseh primerih so se rdeče-črne mimike pojavile šele po sožitju s koralnimi kačami, kot jih predvideva teorija mimikrije.

"Z uporabo pionirskih testov na svetovni ravni, ki so možni le z" velikimi podatki "iz muzejev naravne zgodovine, bomo pokazali, kako lahko mimikrija koralne kosti vztraja, kljub prekinitvi vseh pravil, " je dejal Davis Rabosky, asistent raziskovalnega znanstvenika na oddelku UM ekologije in evolucijske biologije ter pomočnika kuratorja herpetologije v muzeju zoologije.

"Prepoznamo tudi globoke vrzeli v teoriji mimikrije in s tem zagotovimo nove vpoglede v najboljše cilje za prihodnje raziskave, " je dejala.

Marca sta Davis Rabosky in šest kolegov preživela tri tedne v perujski Amazon na zbirnem izletu, ki ga je organiziral Divizije dvoživk in plazilcev v muzeju zoologije. Zbrala je koralne kače in njihove posnetke za nadaljnjo študijo, da bi preizkusila morebitna pojasnila za ugotovitve, predstavljene v dokumentu Nature Communications.

V skupino so bili vključeni dva člana profesorja UM, postdoktorski raziskovalec in štirje študentje ter osem perujskih študentov. Večino svojega dela so izvajali na biološki postaji Los Amigos v jugovzhodnem delu Peruja.

Presenečenje: Mimics presegajo smrtonosne vrste

Glede na problem mimikrije koralne kače, svetlo pasovane neotropske kače kršijo dve glavni teoretični napovedi: da se posnemanje ne sme pojaviti izven geografskega območja strupenih vrst in da morajo biti škodljive vrste bolj bogate kot posnemajo.

Davis Rabosky in njeni kolegi so uporabili podatke iz več kot 1.000 novih vrst kač v svetu, da bi testirali pozitivno prostorsko korelacijo med koralnimi kačami in njihovimi domnevnimi mimiki. Raziskovalci so našli presenetljivo napovedno razmerje med številom koralnih kač v določeni regiji in številom posnetkov.

V nasprotju s prejšnjimi poročili so ugotovili, da se koralne kače in njihova posnemanja dejansko pojavljajo skupaj v prostoru in v času.

Prejšnje študije mimikrije niso upoštevale globalnih geografskih vzorcev bogastva vrst pri vseh kačah. Ko so bili vključeni ti vzorci, je prej omenjeni spor med teorijo in opazovanjem na terenu izginil, je dejala.

Najbolj presenetljiv rezultat je bil dokaz za razširjene evolucijske izgube mimetične barve, ugotovitev, ki močno zavrača dolgoletno idejo, da je mimikrija nepovraten proces - evolucijska enosmerna ulica.

Mnoge predhodne študije insektov, kot so metulji, kažejo, da je mimikrija stabilna evolucijska končna točka. Ko imitacija pridobi barvo, ki ščiti pred plenilci, se barvni vzorec ohrani za nedoločen čas, predlagajo študije žuželk.

Toda Davis Rabosky in njeni kolegi so našli nekaj čisto drugačnega s koralnimi kačami in njihovimi posnemali: dokaz za tako hitre dobičke in izgube vidnega rdečega in črnega pasovnega barvnega vzorca skozi evolucijski čas. Večina teh dobičkov in izgub je prišlo v tropih v zadnjih 15 milijonih letih.

"Tu ne najdemo le prvega neizpodbitnega dokaza izgube mimikrije v kateremkoli sistemu, smo našli veliko izgub, razpršenih po mnogih skupinah kač in številnih geografskih območij, " je dejal Davis Rabosky.

"V šoli nas učijo, da je mimikrija zelo statičen sistem. Imate posnemanje in model. Ko so videti enako, se s časom ne spremeni, " je dejala. "Toda naši rezultati spodbujajo nov pogled na mimikrijo: to je dinamično in nenehno v gibanju."

Druga velika napoved teorije mimikrije je, da morajo škodljivi modeli presegati neškodljivo posnemanje. Toda Davis Rabosky in njeni kolegi so ugotovili, da je število mimetičnih vrst na določeni lokaciji za dva do šestkrat večje od teoretične napovedi.

"Težava ni v tem, ali mimikrija koralne kačme sploh obstaja. Problem je v tem, kakšni dejavniki so odgovorni za zelo hitro in nepričakovano dinamiko obarvanosti kač v času in prostoru."

"Ugotovili smo, da problem kirurške kače posnema, dejansko ostaja, " je povedal co-author Daniel Rabosky, docent na Oddelku za ekologijo in evolucijsko biologijo UM in kustos herpetologije v muzeju Zoologije.

"Problem pa ni v tem, ali mimikrija koralne kačme sploh obstaja - kot je bilo prvotno opisano - problem je o tem, kateri dejavniki so odgovorni za zelo hitro in nepričakovano dinamiko barvanja kač v času in prostoru, " je dejal.

Koralne kače proizvedejo močan nevrotoksin in ugrize ljudem so lahko smrtne, če se ne zdravijo. Koralni ugrezi so v Združenih državah zelo redki, bolniki, ki se hitro zdravijo, ponavadi ozdravijo.

menu
menu