INTERAK JE. DRAPIEŻNITWO WYKŁAD 4 · Mimikra defensywna upodobnienie się jednego organizmu,...
Transcript of INTERAK JE. DRAPIEŻNITWO WYKŁAD 4 · Mimikra defensywna upodobnienie się jednego organizmu,...
INTERAKCJE. DRAPIEŻNICTWO
WYKŁAD 4Mechanizmy obrony przed drapieżnictwem II: post-encounter
Obrona przed drapieżcami II. Plan wykładu
Mechanizmy zniechęcające drapieżnika lub uniemożliwiające mu:
Detekcja – Atak – Schwytanie – Konsumpcja Post-encounter
Detekcja – Atak – Schwytanie – Konsumpcja
Anti-atack
1. Sygnały ostrzegawczeA. Aposematyzm
B. Mimikra defensywna• mullerowska• batezjańska• inne
C. Automimikra
2. Tanatoza
3. Stotting
Anti-atack 1. Sygnały ostrzegawcze
grupa antydrapieżniczych adaptacji, w których sygnał ostrzegawczy informuje potencjalnego drapieżnika o nieopłacalności ofiary:toksyczności, wojowniczości, mechanicznej niedostępności
sygnał może przybrać postać wyraźnego zabarwienia, dźwięków, zapachów lub innych dostrzegalnych cech
aposematyczne sygnały są korzystne zarówno dla drapieżników, jak i dla ofiar, ponieważ obie strony unikają potencjalnych szkód
obejmuje zarówno wyuczone awersje u odbiorców, jak i dziedziczone genetycznie unikanie
A. Aposematyzm Coccinella septempunctata
Photuris Trivittata
Cycnia tenera
Anti-atack 1. Mimikra defensywna
upodobnienie się jednego organizmu, zwykle zwierzęcia, do innego, które wyewoluowało, ponieważ podobieństwo jest selektywnie faworyzowane poprzez zachowania wspólnego odbiorcy sygnału
może ewoluować między różnymi gatunkami lub między osobnikami tego samego gatunku
- defensywna- agresywna - reprodukcyjna
B. Mimikra
upodobnianie się do siebie wielu gatunków z tegosamego obszaru
np. wszystkie naśladują ten sam wzór ubarwienia ostrzegawczego i wszystkie są niejadalne
Anti-atack 1. Mimikra defensywna
Mimikra müllerowskapołudniowoazjatyckie
danaidowate
południowoamerykańskieróżne rodziny
Fritz Müller
„drapieżnik uczy się też na osobnikach innego gatunku”
upodobnianie się do osobników innego gatunku, które skutecznie bronią się przed drapieżnikiem
Anti-atack 1. Mimikra defensywna
Mimikra batezjańskaDismorphia sp., bielinkowate
Henry Walter Bates (1862)Ithomiini sp., danaidowate (rusałkowate)
mimic octopus (Thaumoctopus mimicus)
Lygodium spider moth(Siamusotima aranea)
Horstman 2005
Anti-atack 1. Mimikra defensywna
Mimikra batezjańska
nie tylko u spokrewnionych organizmów:
owad upodabnia się do pajęczaka, a mięczak do ryby albo gada
Micrurus tenerzdradnicowate
Lampropeltis triangulum annulatawąż królewski, połozowate
Anti-atack 1. Mimikra defensywna
Jaka mimikra?
Tenebrio molitormącznik młynarek
Anti-atack 1. Mimikra defensywna
skuteczność zależna od zagęszczenia modelu
Parus majorbogatka
chlorochina17% 63%
kontrola
model
naśladowcz
Anti-atack 1. Mimikra defensywna
Corcoran i Hristov 2014
Cycnia tenera
Eubaphe unicolor
Batezjańska mimikra dźwiękowa
w odpowiedzi na odtworzone nagranie sekwencji echolokacyjnej ataku nietoperza, ćma odpowiada akustycznie imitując odgłosy ćmy trującej
Anti-atack 1. Mimikra defensywna
C. Automimikra
sóweczka dwuplamistaGlaucidium gnoma
Strymon melinusmodraszkowate
wewnątrzgatunkowe, upodabnianie międzyosobnicze lub bardziej wrażliwej części swojego ciała do innej…
Chaetodoncapistratusryby motyle
wzory-oczy mogą być formą mimikry, mogą być czasem przypadkowym efektem tworzenia się wzorów
Anti-atack 1. Mimikra defensywna
onieśmielanie – intimidation
Fooled by nature: bat vs underwing moth
Anti-atack 2. Tanatoza
feigning deathdeadman responseplaying possum
reakcja obronna przeciw drapieżnikom, podczas której potencjalna ofiara zastyga w bezruchu lub udaje śmiertelne konwulsje
Anti-atack 2. Tanatoza
koszty koszty koszty
negatywna korelacja genetyczna - selekcja jednej obrony prowadzi do upośledzenia drugiej
Callosobruchus chinensisstonkowate
„Drop or fly?” Ohno i Miyatake 2007
Anti-atack 2. Tanatoza
koszty koszty koszty
negatywna korelacja genetyczna - selekcja jednej obrony prowadzi do upośledzenia drugiej
Callosobruchus chinensisstonkowate
„Drop or fly?” Ohno i Miyatake 2007
Anti-atack 3. Stotting
inaczej pronking
(cc) fot. Yathin sk
skocznik antylopiAntidorcas marsupialis
możliwe wyjaśnienia:- sposób szybkiej ucieczki- strategia przeciw zaskoczeniu- dezorientacja w zbiorowości- sygnał alarmowych dla innych- sygnał „widzę cię drapieżniku”- przykład zasady upośledzenia…
Handicap principle – zasada upośledzenia
Amotz i Avishag Zahavi
Sygnał musi być wiarygodny, a wiarygodność kosztuje;
poprzez chwilowe „upośledzenie” się, poprzez wydatkowanie
czasu i energii, manifestuje się autentyczny komunikat
o kondycji osobnika
Luxury cars and other "Veblen goods" may be an example of the handicap principle in humans. In economics, Veblen goods are a group of commodities for which people's preference for buying them increases as a direct function of their price, as greater price confers greater status, instead of decreasing according to the law of demand. A Veblen good is often also a positional good.
Ewolucja tzw. cech dobrych dla gatunku
• Szukanie wyjaśnień alternatywnych: czy wszystkie zachowania na pozór altruistyczne są nimi w rzeczywistości?
• antylopy nie skaczą, by ostrzegać inne osobniki, lecz wysyłają drapieżcy sygnał o swej dobrej kondycji
• strusie nie adoptują młodych lecz je porywają, by zmniejszyć w dużej grupie zagrożenie ze strony drapieżników dla własnych młodych
• nie spokrewnieni pomocnicy u ptaków mogą czekać na otrzymanie terytorium w spadku
Microsoft ® Encarta ® Encyclopedia 2002.
Podstawowe mechanizmy powstawania zachowań altruistycznych
Hamilton, 1964
altruizm krewniaczy
Trivers, 1971
altruizm odwzajemniony
CL – cost of low quality signalerCH – cost of high quality signalerOptimal signaling level – SL & SH
Anti-atack 3. Stotting
… albo honest signal of fitness
FitzGibbon i Fanshawe 1988
Anti-capture
Unikanie schwytania
1. Konfuzja2. Ucieczka3. Walka / Zbroja4. Alarm
"Chemical Composition of Inks of Diverse Marine Molluscs
Suggests Convergent Chemical Defenses"
Derby i in. 2007
kałamarnice (Dosidicus spp.)
Anti-capture 1. Konfuzja
Acanthephyra purpureaBay i Vigneron 2009
Bioluminescencja dezorientująca
napastnika u skorupiaków:
dziesięcionogów i małżoraczków
Przestraszenie, onieśmielenie…(zachowania deimatyczne)
widłogonka siwica (Cerura vinula)
Derby i Aggio 2011
ślimaki (Aplysia spp.)
+ odpychający czerwony tusz+ zaburzenie sensoryczne+ substancje alarmowe
Fagomimikra
Anti-capture 1. Konfuzja
zwierzę zwiększa swoje szanse ucieczki wyrzucając mieszaninę substancji naśladujących pokarm, np. opalinę – wydzielinę zawierającą wolne aminokwasy
Plastyczna morfologia Daphniai poliploidalność komórek
Mechaniczne zakłócenia percepcji
Anti-capture 1. Konfuzja
„skonfudowany” drapieżnik może odstąpić od ataku, ale nie musi…
Fear in animals: A meta-analysis and review of risk assessment
Decyzje
Anti-capture 2. Ucieczka
Stankowicz i Buchstein 2005
Muijres et al. 2014
Anti-capture 2. Ucieczka
Behawioralne wybory ofiary podczas ucieczki wpływają na szansę bycia schwytanym na różne sposoby
Ofiara musi się zmierzyć z:- prawami biomechaniki- działaniem układów sensorycznych- potrzebą generowania nieprzewidywalności
Sygnalizacja podczas ucieczki może powstrzymać pogoń i wzmocnić zachowania grupowe
Najbardziej oczywiste: kontrola trajektorii ucieczki
Anti-capture 2. Ucieczka
kierunkowość początkowej reakcji
reakcja „od” (away) pozwala bardziej oddalić się od zagrożenia, ale niewielki odsetek zależnych od kontekstu reakcji „do” (towards) wprowadza istotny element nieprzewidywalności
precyzja jest znanym kompromisem (tradeoff) dla prędkości danej reakcji behawioralnej,
a reakcje „od” mają większe opóźnienia niż „do”
Anti-capture 2. Ucieczka
kierunkowość początkowej reakcji
Domenici i Ruxton 2015
Anti-capture 2. Ucieczka
trajektoria ucieczki (TU) Czy jest jedna optymalna trajektoria?
s. 208 EscapeFig. 8.4
będzie zależała od: - kontekstu środowiska- układu sensorycznego- manewrowości
najczęstsze strategie:- duża zmienność- pozwalające śledzić zagrożenie- skierowane w stronę schronienia
Domenici i Ruxton 2015
Anti-capture 2. Ucieczka
trajektoria ucieczki
drapieżniki zwykle większe i szybsze od swoich ofiar – stąd rola manewrowości
protean behavoursnieprzewidywalność,także przy kolejnym spotkaniu
działa jak efekt konfuzji
gupik (Poecilia reticulata)
Fizjologiczna zdolność
Anti-capture 2. Ucieczka
Reznick i in. 2004
ewoluuje tam, gdzie duże zagrożenie ze strony drapieżników
Indukowana efektywność
(np. Daphnia)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
hya
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
hyaRyba
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
mag
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
magRyba
≠
≠
Ekologia Behawioralna WB (2014)
D. hyalina D. hyalina + kairomon
D. magna D. magna + kairomon
Wzmocnienie sygnału w odpowiedzi na kairomon
Anti-capture 2. Ucieczka
Rozmieszczenie Daphnia w naczyniach po eksperymencie
Indukowana efektywność
(np. Daphnia)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
hya
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
hyaRyba
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
mag
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
magRyba
≠
≠
Ekologia Behawioralna WB (2014)
D. hyalina D. hyalina + kairomon
D. magna D. magna + kairomon
Wzmocnienie sygnału w odpowiedzi na kairomon
Anti-capture 2. Ucieczka
Rozmieszczenie Daphnia w naczyniach po eksperymencie
Anti-capture 3. Alarm
Anti-consumption
Zapobieganie konsumpcji
1. Mechaniczne2. Chemiczne
indukowana obecnością Asplanchna sp. obrona uBrachionus calyciflorus
Anti-consumption 1. Zapobieganie mechaniczne
Keratella cochlearis
Anti-consumption 1. Zapobieganie mechaniczne
Morfologia wrotków
Anti-consumption 1. Zapobieganie mechaniczne
Morfologia glonów i pierwotniaków
Euplotes octocarinatus
- kto: bezkręgowce, miękkie, osiadłe..
- źródło:- sekwestracja bo synteza kosztowna → z diety, z wody- produkcja kosztowna, ale stała
zwykle konstytutywna lub aktywowana konwersja
- produkcja przez symbionty
Anti-consumption 2. Zapobieganie chemiczne
Substancje chemiczne
trojeść (Asclepias curassavica )tropical milkweed
monarch (Danaus plexippus )
glikozydy nasercowe
Anti-consumption 2. Zapobieganie chemiczne
Sekwestracja toksyn
Anti-consumption 2. Zapobieganie chemiczne
Sekwestracja toksyn
20
17
Anti-consumption 2. Zapobieganie chemiczne
Cyjanogeneza
pierwszy raz u szczękoczułkowców
(kilka wijów i owadów)
mechowce
Arothronmeleagrisnadymka
Diodonhystrix
najeżka
Anti-consumption 2. Zapobieganie chemiczne +
Kompleksowa obrona
Some species are poisonous, having a tetrodotoxin in their internal organs, such as the ovaries and liver. This neurotoxin is at least 1200 times more potent than cyanide. The poison is produced by several types of bacteria obtained from the fish's diet
Lindquist et al. 2005
isopods (Santia spp.)
& unicellular Synechococcus-
type cyanobacteria
Anti-consumption 2. Zapobieganie chemiczne
Produkcja przez symbionty
Volatile secondary metabolites
as aposematic olfactory signals
and defensive weapons
in aquatic environments
Giordano i in. 2017
Anti-consumption 2. Zapobieganie chemiczne +
Kompleksowa obrona
Litvin i in. 2015
Decyzje
Podsumowanie
Tyrrell i Fernandez-Juricic 2015
Decyzje
Podsumowanie