Предупреждать, прятаться или выделяться? Как цвет в мире животных становится битвой за выживание

Мир животных невероятно красочен, и за этой палитрой стоит постоянная игра на выживание.

Большинство животных используют камуфляж, чтобы скрыться от хищников. Другие демонстрируют яркие и смелые цвета, чтобы предупредить хищников о своей несъедобности. Эта вторая стратегия известна как апосематизм или предостерегающая окраска. Хотя она менее распространена, чем камуфляж, она эволюционировала сотни раз у бабочек, жуков, клопов, морских слизней, ядовитых лягушек и даже птиц.

Один из давних вопросов — почему виды используют одну из этих стратегий вместо другой. Является ли одна из них обычно более успешной? При каких конкретных обстоятельствах одна стратегия побеждает другую? Новое исследование, опубликованное в Science, помогает ответить на эти вопросы.

Проверка множества теорий

Обе стратегии могут сосуществовать в одном регионе. Например, в Австралии много примеров камуфлированных насекомых, таких как пятнистые хищные кузнечики и пауки-лишайники.

С другой стороны, виды, такие как хлопковый клоп-арлекин и мотылёк-служанка, демонстрируют яркие оранжевые и красные цвета, чтобы сообщить хищникам о своей неприятности. Некоторые животные (например, горные кузнечики) даже используют обе стратегии, меняя цвет или скрывая и открывая яркие пятна.

Существуют десятки теорий о том, почему одни виды используют камуфляж, а другие — предостерегающую окраску, и их сложно разделить.

Небольшие локальные исследования пытались независимо проверить влияние разных факторов. Например, известно, что уровень освещённости важен для успеха камуфляжа. Также известно, что успех предостерегающей окраски часто зависит от того, сталкивался ли хищник с такой добычей ранее и научился ли избегать предупреждающих сигналов.

Но что важнее: освещение или способность хищника к обучению?

Результаты из одного места говорят только об этом месте, но мы видим одинаковые стратегии по всему миру. Работают ли они одинаково везде?

Чтобы решить эту загадку, большая команда исследователей провела один и тот же эксперимент в 16 разных странах мира, в разных лесах с разным уровнем света и разными сообществами добычи и хищников.

15 000 бумажных бабочек

Вместе мы развернули более 15 000 искусственных целей — бумажных бабочек — с тремя разными окрасками:

1. Классический предостерегающий узор оранжево-чёрного цвета.
2. Скрытный коричневый цвет, сливающийся с фоном.
3. Необычный яркий сине-чёрный цвет.

Каждая бумажная цель была приманена мучным червём, что позволило измерить выживаемость каждого типа окраски. Если приманка была взята, мы предполагали, что хищник решил атаковать эту цель.

Типичный предостерегающий цвет представлял широко распространённую оранжево-чёрную комбинацию, которую мы видим у многих ядовитых животных, таких как бабочка монарх и ядовитые лягушки. Необычный предостерегающий цвет соответствовал менее используемому, но всё же хорошо заметному узору, похожему на бабочку Улисс.

Наличие этих двух типов предостерегающей окраски позволило проверить, избегают ли хищники оранжево-чёрного сигнала из-за его знакомости или просто из-за высокой заметности.

Результаты: нет единой лучшей стратегии

Мы обнаружили, что не существует единой «лучшей» стратегии. Вместо этого местные хищники, местная добыча и освещённость леса вместе определяли, какая окраска — камуфляж или предостерегающая — была наиболее защитной.

Хищники в сообществе и интенсивность их атак оказали наибольшее влияние на успех окраски добычи. В местах с большим количеством атак хищников (где конкуренция за пищу, вероятно, высока) хищники с большей вероятностью атаковали добычу, которая выглядела опасной или невкусной. Это означает, что камуфляж был наиболее защитным в районах с высоким уровнем хищничества.

Однако камуфлированная добыча не могла одинаково хорошо прятаться в любой среде. Например, в хорошо освещённых средах преимущества камуфляжа терялись, в то время как условия освещения не влияли на выживаемость оранжево-чёрной добычи.

Знакомство с добычей также было важным. В местах, где камуфлированная добыча была в изобилии, скрываться было менее эффективно, так как хищники, вероятно, учатся находить такую добычу.

С другой стороны, в местах, где предостерегающие цвета были обычным явлением, хищники лучше избегали типичного предостерегающего сигнала (оранжево-чёрного), но не нетипичного (сине-чёрного). Это говорит о том, что хищники учатся избегать знакомых предупреждающих сигналов, что помогает объяснить, почему так много животных имеют схожие цветовые комбинации.

Прогнозирование будущих изменений

Исследование показывает, как множество факторов среды определяют, какая стратегия более защитна. Оно также показывает, что успех стратегий камуфляжа может сильнее зависеть от экологического контекста, чем успех предостерегающих сигналов.

По мере того как изменение климата преобразует места обитания, условия, жизненно важные для успеха разных антихищных стратегий, также могут меняться.

Например, стратегии камуфляжа могут оказаться менее успешными в трансформированных местообитаниях с малым растительным покровом и высоким уровнем освещённости.

Эти выводы могут помочь лучше прогнозировать влияние таких изменений на животных, использующих разные цветовые стратегии против хищников, и смягчать это влияние.