Масштабное исследование, опубликованное 25 сентября в журнале Science, показало, что ни камуфляж, ни предупреждающая окраска не являются универсально лучшей стратегией защиты для насекомых. Эффективность каждого механизма выживания напрямую зависит от конкретных условий окружающей среды, таких как плотность хищников и уровень освещенности.
Эволюционный эколог Илиана Медина Гусман из Мельбурнского университета в Австралии возглавила международную команду, которая провела беспрецедентный по своим масштабам эксперимент. С 2020 по 2022 год исследователи работали в 21 лесном массиве на шести континентах, от холодных регионов Финляндии и Канады до тропических зон Кении, Австралии и Бразилии.
В ходе работы было использовано более 15 000 искусственных насекомых. Они представляли собой бумажные треугольники, имитирующие бабочек или мотыльков, с прикрепленным к каждому мучным червем в качестве приманки для птиц. Было создано три типа «мотыльков»: с камуфляжной окраской под кору дерева, с типичной предупреждающей оранжево-черной расцветкой и с нетипичным, но ярким бирюзово-черным узором.
Модели размещались в лесах на восьмидневный период. Ученые фиксировали, сколько приманок было съедено птицами, а также собирали данные об уровне освещенности в лесу, численности популяций хищников (посредством учета птиц) и потенциальной добычи (посредством учета бабочек).
Основной результат исследования опроверг идею о существовании единой выигрышной стратегии. Предупреждающая окраска оказалась значительно эффективнее в местах с низкой плотностью хищников. По словам Гусман, при высокой конкуренции хищники становятся менее разборчивыми и готовы съесть все, что попадется. В таких условиях яркий цвет перестает быть сдерживающим сигналом и, наоборот, лишь привлекает внимание.
Другим ключевым открытием стало влияние света. Камуфляж значительно терял свою эффективность в условиях низкой освещенности, тогда как на действенность предупреждающих сигналов уровень света практически не влиял. Это означает, что антропогенные изменения среды, такие как вырубка лесов, изменяющая световой режим, могут оказывать гораздо более сильное негативное воздействие на сообщества замаскированных насекомых, чем на виды, использующие яркую окраску.
Эволюционный биолог Дэвид Кикучи из Орегонского государственного университета в Корваллисе, не принимавший участия в работе, назвал это исследование «самым всеобъемлющим экспериментальным исследованием успеха предупреждающих сигналов». Он отметил, что типичный оранжево-черный предупреждающий сигнал показал удивительно высокую эффективность в самых разных экосистемах.
Этот факт оказался неожиданным, поскольку существующая теория предполагает, что хищники жестко отбраковывают даже небольшие отклонения от привычных для данной местности предупреждающих узоров. Стабильный успех оранжево-черной окраски по всему миру указывает на ее мощный и, возможно, врожденно распознаваемый сдерживающий эффект.
С эволюционной точки зрения полученные данные позволяют предположить, что камуфляжная окраска может быть более изменчивым признаком, который легче появляется и исчезает в ходе эволюции. Предупреждающие сигналы, в свою очередь, представляют собой более стабильную и устойчивую стратегию.
Следующим шагом, по словам Гусман, станет изучение того, как антропогенные преобразования окружающей среды, включая урбанизацию и лесозаготовки, влияют на баланс успеха этих двух фундаментальных защитных стратегий в дикой природе.
Изображение носит иллюстративный характер
Эволюционный эколог Илиана Медина Гусман из Мельбурнского университета в Австралии возглавила международную команду, которая провела беспрецедентный по своим масштабам эксперимент. С 2020 по 2022 год исследователи работали в 21 лесном массиве на шести континентах, от холодных регионов Финляндии и Канады до тропических зон Кении, Австралии и Бразилии.
В ходе работы было использовано более 15 000 искусственных насекомых. Они представляли собой бумажные треугольники, имитирующие бабочек или мотыльков, с прикрепленным к каждому мучным червем в качестве приманки для птиц. Было создано три типа «мотыльков»: с камуфляжной окраской под кору дерева, с типичной предупреждающей оранжево-черной расцветкой и с нетипичным, но ярким бирюзово-черным узором.
Модели размещались в лесах на восьмидневный период. Ученые фиксировали, сколько приманок было съедено птицами, а также собирали данные об уровне освещенности в лесу, численности популяций хищников (посредством учета птиц) и потенциальной добычи (посредством учета бабочек).
Основной результат исследования опроверг идею о существовании единой выигрышной стратегии. Предупреждающая окраска оказалась значительно эффективнее в местах с низкой плотностью хищников. По словам Гусман, при высокой конкуренции хищники становятся менее разборчивыми и готовы съесть все, что попадется. В таких условиях яркий цвет перестает быть сдерживающим сигналом и, наоборот, лишь привлекает внимание.
Другим ключевым открытием стало влияние света. Камуфляж значительно терял свою эффективность в условиях низкой освещенности, тогда как на действенность предупреждающих сигналов уровень света практически не влиял. Это означает, что антропогенные изменения среды, такие как вырубка лесов, изменяющая световой режим, могут оказывать гораздо более сильное негативное воздействие на сообщества замаскированных насекомых, чем на виды, использующие яркую окраску.
Эволюционный биолог Дэвид Кикучи из Орегонского государственного университета в Корваллисе, не принимавший участия в работе, назвал это исследование «самым всеобъемлющим экспериментальным исследованием успеха предупреждающих сигналов». Он отметил, что типичный оранжево-черный предупреждающий сигнал показал удивительно высокую эффективность в самых разных экосистемах.
Этот факт оказался неожиданным, поскольку существующая теория предполагает, что хищники жестко отбраковывают даже небольшие отклонения от привычных для данной местности предупреждающих узоров. Стабильный успех оранжево-черной окраски по всему миру указывает на ее мощный и, возможно, врожденно распознаваемый сдерживающий эффект.
С эволюционной точки зрения полученные данные позволяют предположить, что камуфляжная окраска может быть более изменчивым признаком, который легче появляется и исчезает в ходе эволюции. Предупреждающие сигналы, в свою очередь, представляют собой более стабильную и устойчивую стратегию.
Следующим шагом, по словам Гусман, станет изучение того, как антропогенные преобразования окружающей среды, включая урбанизацию и лесозаготовки, влияют на баланс успеха этих двух фундаментальных защитных стратегий в дикой природе.
