Эволюция мимикрии: смертельно опасные змеи или просто притворщики?
Более века ярко окрашенные, а иногда смертельно опасные коралловые аспиды считались классическим примером мимикрии, сформированной эволюцией, когда безвредный вид отпугивает хищников, подражая опасному.
Было идентифицировано более 150 видов мимикрирующих под них змей, каждый из которых несет характерную красно-черную полосатую окраску своего ядовитого двойника. Тем не менее, мимикрия под коралловых аспидов остается спорной среди биологов из-за кажущихся противоречий между теорией и наблюдениями.
Исследовательская группа под руководством Мичиганского университета, объединив генетические данные и информацию о 300 000 образцах змей из музеев естественной истории по всему миру, утверждает, что разрешила часть векового конфликта, известного как проблема мимикрии коралловых аспидов.
Эволюционный биолог Элисон Дэвис Рабоски и ее коллеги показали, что большая часть кажущегося конфликта исчезает, когда учитывается глобальное распределение всех видов змей.
В статье, опубликованной 5 мая в Nature Communications, они представили первые убедительные доказательства того, что распространение коралловых аспидов по Западному полушарию за последние 40 миллионов лет определяло распределение их имитаторов.
За это время характерная окраска мимикров эволюционировала независимо как минимум 19 раз в Новом Свете. И во всех случаях красно-черные полосатые имитаторы появлялись только после сосуществования с коралловыми аспидами, как и предсказывает теория мимикрии.
Неожиданность: имитаторов больше, чем опасных видов
Согласно «проблеме мимикрии», ярко окрашенные неотропические змеи нарушают два основных теоретических предсказания:
- Имитаторы не должны встречаться за пределами ареала ядовитого вида.
- Вредные виды должны быть более многочисленными, чем имитаторы.
Используя данные о более чем 1000 видов змей Нового Света, исследователи обнаружили поразительную корреляцию между количеством коралловых аспидов в конкретном регионе и количеством мимикров. Контраргументы предыдущих исследований исчезли при учете глобальных географических паттернов видового богатства всех змей.
Самым удивительным результатом стали свидетельства широко распространенной эволюционной потери миметической окраски. Это отвергает давнюю идею о том, что мимикрия — необратимый процесс, «эволюционная улица с односторонним движением».
Исследование выявило как быстрые приобретения, так и потери конспициозного красно-черного полосатого рисунка в эволюционном времени. Большинство этих изменений произошло в тропиках за последние 15 миллионов лет.
Еще одно крупное расхождение с теорией: количество миметических видов в данном месте оказалось в 2–6 раз выше, чем предсказывала теория («вредные модели должны превосходить по численности безвредных имитаторов»).
Как отмечает соавтор Дэниел Рабоски, проблема мимикрии коралловых аспидов остается, но теперь она заключается не в том, существует ли мимикрия вообще, а в том, какие факторы ответственны за очень быструю и неожиданную динамику окраски змей во времени и пространстве.