Химическая мимикрия - Википедия - Chemical mimicry

Орхидеи-пауки имитируют запах самок горных пчел

Химическая мимикрия (также называемая молекулярной мимикрией) - это тип биологической мимикрия, включая использование химикатов для обмана оператора. Химический имитатор обманывает оператора (например, хищника), показывая адаптивное химическое сходство с объектом в его окружающей среде, и, как следствие, получает избирательное преимущество.[1] Во всех случаях химической мимикрии было обнаружено, что имитирующие виды являются единственными видами, которые получают выгоду от реакции либо с затратами, либо без воздействия на обманутые виды.[2] Это происходит путем адаптации к производству химикатов (например: алломоны, феромоны, запахи и т. д.), что вызовет желаемую поведенческую реакцию у обманываемого вида и селективное преимущество у мимика.[3] Химическая мимикрия существует во многих различных формах мимикрии, таких как агрессивная, защитная, Батезиан, и Мюллерова мимикрия и может включать в себя несколько разных чувств. Подражание полуохимическим веществам, которые нельзя увидеть, составляют некоторые из наиболее широко используемых форм химической мимикрии и поэтому менее очевидны, чем более визуальные формы.[2] В результате этой теме в исследованиях и литературе уделялось относительно мало внимания.[2] Два примера организмов, демонстрирующих химическую мимикрию, включают имитацию Ноктуид феромоны пауки-болас чтобы привлечь добычу к месту нахождения паука и обмануть насекомых в их собственных гнездах, имитируя их запахи, чтобы незаметно проникнуть в гнездо и спрятаться в нем.[4] Важно отметить, что при всех формах мимикрии имитирующий организм не осознает использованный обман и не действует намеренно, чтобы обмануть другие организмы.

Классификация

Химическая мимикрия существует во многих формах и для различных целей. Его можно классифицировать по функции, которую он выполняет для имитирующих видов, и по влиянию, которое мимик окажет на обманутые виды. Его можно использовать для таких функций, как отпугивание хищников, привлечение добычи, чтобы позволить паразит обмануть хозяин видов, или помочь в воспроизводстве организма.

Агрессивная мимикрия

Пауки-боласы выделяют химические вещества для привлечения добычи (совка-бабочка)

Агрессивная мимикрия за счет использования химикатов используется среди самых разных животных. Он функционирует, чтобы либо заманить обманутый организм к обманщику, либо позволить организму принять присутствие паразита. Химическая мимикрия, используемая паразитами, позволяет обманутому организму смириться с присутствием обманщика, в то время как они извлекают выгоду либо от приема пищи, либо от прямой охоты на виды-хозяева из своего гнезда.[2]

Хищник

Химическая мимикрия феромонов организма позволяет хищникам с этой способностью привлекать к себе избранную добычу, а не тратить свою энергию на поиск и попытки поимки этих организмов с переменным успехом.[2] Феромоны обычно используются жертвами для привлечения представителей своего собственного вида в качестве потенциальных партнеров. В случае хищной химической мимикрии, хищник эволюционировал, чтобы испускать химические вещества, которые структурно похожи и будут вызывать те же поведенческие реакции, проявляемые добычей. Однако имитируемые феромоны будут привлекать животное к хищнику, а не к потенциальному помощнику.[2]

Одной из групп организмов, которые используют этот метод, являются пауки Bolas (род: Мастофора ). Пауки-боласы выделяют химические вещества, привлекающие их добычу, совок.[5] Эти пауки заменили необходимость плести сложные сети для захвата добычи, имитируя феромоны, испускаемые самками бабочек, чтобы эффективно привлекать самцов этого вида. В ходе исследований, проведенных на этом пауке, было обнаружено, что бабочки подходят только с подветренной стороны от паука, и что все пойманные бабочки, по сути, были самцами.[5]

Паразиты

Пчелы-кукушки имитируют яйца других видов пчел и перекладывают родительскую заботу на хозяев

Паразитарное использование химической мимикрии включает вторжение в гнездо обманутого вида, которое может состоять из особи или колонии. Испуская имитирующие химические вещества, которые создают знакомые запахи хозяина, захватчик может эффективно укрываться внутри гнезда, не предупреждая хозяина.[4]

Одним из примеров группы насекомых, использующих этот метод химической мимикрии, может быть: кукушка (род: Номада ). Кукушки паразитируют на пчелах семей Melittidae и Andrenidae.[4] Самцы кукушки вырабатывают химические вещества, которые по структуре похожи на летучие. липиды секретируются самками-хозяевами, и эти химические вещества передаются самкам кукушек, чтобы они могли замаскировать свои яйца в гнезде хозяина. Это позволило бы самкам передать заботу о ее яйцах и личинках хозяину, что принесет пользу паразиту и обременяет хозяина.[4]

Защитный

Защитные формы химической мимикрии работают на пользу подражателей, предотвращая вред.[2] В большинстве случаев это достигается за счет сдерживания других организмов путем имитации химических веществ, выделяемых другими видами, у которых есть механизм отпугивания хищников. Эта форма мимикрии известна как мимикрия Бейтса.[6]

Бейтсовская мимикрия

В Бейтсовская мимикрия, потенциальные организмы-жертвы будут имитировать химические вещества, выделяемые организмом, который представляет больший риск для хищника, чтобы предотвратить нападение.[6] Чаще всего эта форма химической мимикрии наблюдается у видов растений за счет выделения имитированных защитных химикатов. Имитируемый организм может содержать ядовитые химические вещества, которые используются для удержания хищников от их употребления, так как это приведет к заболеванию хищника.[7] Используя бейтсовскую мимику, оператор будет имитировать химический аспект, такой как «защитные сигналы», используемые растениями, чтобы обмануть травоядное животное или хищника, заставив его избегать съедобного организма.[7]

Репродуктивный

Химическая мимикрия также может иметь преимущества для репродуктивного успеха оператора. Эта форма используется в основном цветы чтобы обмануть опылители. Есть два основных типа, первый из которых псевдокопуляция который включает привлечение опылителей-самцов, имитируя феромоны самок данного вида.[4] Второй тип включает женские растения, имитирующие химические сигналы самцов того же вида. Делая это, женское растение способно привлечь больше опылителей, несмотря на то, что не производит пыльца что животное ищет.[4]

Псевдо-совокупление пчелы с орхидеей

Псевдокопуляция

Псевдокопуляция достигается, когда цветок успешно имитирует внешний вид и феромоны, выделяемые самкой насекомого.[4][8] Химические вещества, выделяемые имитирующими видами, привлекают этих опылителей к растению и увеличивают количество посещений и время, затрачиваемое на цветок. Это увеличит шансы того, что пыльца будет эффективно прилипать к организму или что уже приставшая к нему пыльца будет успешно передана растению.[4]

В одном исследовании на горные пчелы (Андрена нигроаенеа ) и орхидеи-пауки (Ophrys sphegodes Mill.) Было обнаружено, что неопыленные орхидеи-пауки испускают запахи, состоящие из углеводороды которые точно соответствовали запахам, издаваемым девственными пчелами-самками.[4] В результате самцов горных пчел чрезвычайно привлекают цветы орхидеи-паука, что вызывает более быстрое посещение цветка, а в некоторых случаях пчелы-самцы пытаются совокупиться, либо полностью покрываясь пыльцой, либо успешно перенося ее на другое растение.[4]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ фон Берен, Кристоф; Поль, Себастьян; Витте, Фолькер (2012). «Об использовании терминов адаптивного сходства в химической экологии». Психея. 2012: 1–7. Дои:10.1155/2012/635761.
  2. ^ а б c d е ж грамм Деттнер, К; Липерт, С. (1994). «Химическая мимикрия и камуфляж». Ежегодный обзор энтомологии. 39 (1): 129–154. Дои:10.1146 / annurev.en.39.010194.001021. ISSN  0066-4170.
  3. ^ Акино, Т .; Knapp, J. J .; Thomas, J. A .; Элмс, Г. В. (1999). «Химическая мимикрия и специфичность хозяина у бабочки Maculinea rebeli, социального паразита колоний муравьев Myrmica». Труды Лондонского королевского общества B: биологические науки. 266 (1427): 1419–1426. Дои:10.1098 / rspb.1999.0796. ISSN  0962-8452. ЧВК  1690087.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j Vereecken, N.J .; Макнил, Дж. Н. (2010). «Мошенники и лжецы: химическая мимикрия в лучшем виде». Канадский журнал зоологии. 88 (7): 725–752. Дои:10.1139 / z10-040. ISSN  0008-4301. S2CID  82791533.
  5. ^ а б Эберхард, Уильям Г. (1977-12-16). «Агрессивная химическая мимикрия паука Боласа». Наука. 198 (4322): 1173–1175. Дои:10.1126 / science.198.4322.1173. ISSN  0036-8075. PMID  17818935.
  6. ^ а б Шефер, Х. Мартин; Ракстон, Грэм Д. (2009). «Обман в растениях: мимикрия или перцептивная эксплуатация?». Тенденции в экологии и эволюции. 24 (12): 676–685. Дои:10.1016 / j.tree.2009.06.006. ISSN  0169-5347. PMID  19683828.
  7. ^ а б Аугнер, Магнус; Бернейс, Элизабет а. (1998). «Сигналы защиты растений и мимикрия Бейтса». Эволюционная экология. 12 (6): 667–679. Дои:10.1023 / а: 1006581415114. ISSN  0269-7653.
  8. ^ Schiestl, Florian P .; Аяссе, Манфред; Paulus, Hannes F .; Лёфстедт, Кристер; Hansson, Bill S .; Ибарра, Фернандо; Франк, Виттко (1999-06-03). «Опыление орхидей половым мошенничеством». Природа. 399 (6735): 421. Дои:10.1038/20829. ISSN  0028-0836.

дальнейшее чтение

  • Бюнер, Стивен (2002). Утраченный язык растений. Вермонт: Челси Грин.
  • Стоу, М. (1998). «Химическая мимикрия». В K.C. Спенсер (ред.). Химическое посредничество коэволюции. Лондон: Academic Press.
  • Бернклау, Э.Дж. (1996). «Химическая мимикрия в опылении». Государственный университет Колорадо. Архивировано из оригинал на 2010-07-23. Получено 2010-05-02.