Объяснение разнообразия предупреждающей окраски у медведиц-тигров

Центральный вопрос эволюционной биологии — что вызывает разнообразие внешнего вида у животных одного вида? Разнообразие — это сырой материал для эволюции, поэтому важно изучать процессы, его порождающие. Однако от организмов с апосематической (предупреждающей) окраской, сигнализирующей об их несъедобности, не ожидают большого разнообразия форм. Сходная окраска помогает хищникам распознать и избежать их. Поэтому особенно интересно изучить причины разнообразия у апосематических видов.

Чтобы исследовать механизмы, вызывающие разнообразие внешнего вида у медведиц-тигров (Arctia plantaginis), учёные из Центра передового опыта в области биологических взаимодействий (Университет Ювяскюля, Финляндия) изучили, как меланизация у самцов этого вида варьирует по всей Европе. Они обнаружили, что самцы были темнее в Альпах и Северной Финляндии. Предыдущие работы указывали, что более меланизированные бабочки и мотыльки могут эффективнее согреваться.

"Согревание в таких местах, как Альпы и Северная Финляндия, вероятно, очень важно, если вы самец мотылька, пытающийся летать в поисках самок", — говорит исследователь Роберт Хегна.

Наблюдая связь между окраской мотыльков и температурой в местах их обитания, исследователи выдвинули гипотезу о компромиссе (trade-off) между различными преимуществами меланина: в более холодных регионах его выгоды перевешивают, а в тёплых — нет.

После лабораторных исследований терморегуляции и полевых экспериментов по оценке хищничества гипотеза подтвердилась. Различия в степени меланизации связаны с двумя процессами, действующими на один признак в "перетягивании каната":

• Мотыльки с меньшей меланизацией были лучше защищены от хищников, так как их яркая окраска была более заметной.
• Мотыльки с большей меланизацией хуже защищены, но быстрее согревались. Это позволяло им активнее летать в поисках самок в прохладную погоду.

Это объясняет, почему мотыльки в Альпах, как правило, более меланизированы, и показывает, что разнообразие внешнего вида может быть вызвано подобными эволюционными компромиссами.