Обращение хищник – жертва - Predator–prey reversal

Обращение хищник – жертва это биологическое взаимодействие, при котором организм, который обычно является жертвой хищничество взаимодействие вместо этого действует как хищник. Различные взаимодействия считаются смена ролей.В одном типе жертва сталкивается с хищником, и взаимодействие заканчивается отсутствием питания. Два конкурирующих хищника могут взаимодействовать, и более крупный хищник будет охотиться на меньшего. Более мелкие организмы могут охотиться на более крупные. Изменение плотность населения может вызвать смену ролей. Кроме того, взрослая жертва может атаковать молодых хищников.[1]

Теории эволюции

В соответствии с Технологический институт Джорджии Исследования, роль жертвы и хищника имеют циклы, в которых популяция жертвы может увеличиваться, что приводит к увеличению популяции хищников. Но иногда популяция хищников подавляет жертву до такой степени, что уничтожает популяцию жертвы, что впоследствии приводит к опустошению популяции хищников. Некоторые исследования показывают, что роли каждого из них могут измениться до такой степени, что жертва начнет поедать хищников. Использование данных, собранных относительно норка –ондатра, кречет –рок куропатка, и фаг –Холерный вибрион отношений, было проведено исследование, чтобы определить, может ли теория, предложенная исследователями Технологического института Джорджии, объяснить, как и почему это происходит.[2]

Джошуа Вайц, профессор Биологической школы Джорджии, соавтор исследования, сказал, что фенотипы могут проявляться как доминирующие в зависимости от изменений в окружающей их среде. Когда и хищник, и жертва развиваются одновременно, и популяция хищников оказывает сильное влияние на добычу, жертва может осознать, что у них есть способность преодолевать меньшее количество хищников и развиваться до роли хищника. Знание того, как конкретные виды взаимодействуют друг с другом таким образом, позволяет ученым изучать влияние этого на экосистемы более продвинутыми способами, чем с помощью одних только числовых данных. Они способны определить, почему в экологических системах происходят общие тенденции.[3]

Исследования и эксперименты

Модель под названием Модель Лотки – Вольтерры после его основателей, Альфред Дж. Лотка и Вито Вольтерра, фокусируется на изучении экология и демография, пытаясь объяснить, почему определенные взаимодействия растений и животных происходят именно так. Несмотря на то, что эта модель была создана в начале 1900-х годов, она оказалась гибкой и адаптируемой, что позволяет использовать ее и сегодня.

Исследование, проведенное Королевское общество открытой науки[4] работал над объяснением причин взаимодействия между хищником и добычей, как описано в литературном произведении[5] Амоса Баркаи и Кристофера МакКуэйда.

Алгебраические уравнения и графики использовались для анализа данных, чтобы воспроизвести обратные роли хищник – жертва. Заключение этого эксперимента показало, что роли между видами могут меняться, когда обычные популяции жертвы уменьшаются до значительно низкого уровня, в результате чего размер популяции хищников также уменьшается. Как только это происходит, жертва начинает увеличивать свою популяцию и по мере того, как она это делает, охотится на своих первоначальных хищников.

Всесторонняя оценка научной литературы показывает, что смена ролей между членистоногими и позвоночными довольно распространена во всем мире.[6]

Понимание того, как экосистемы функционируют, и взаимодействия, которые происходят между отдельными видами в экосистемах, будут полезны при управлении природные ресурсы и дикая природа в этих экосистемах. Согласно этому исследованию,[4] поддерживаемые биосети могут быть созданы путем более точного прогнозирования реакций видов.

Примеры в природе

Рецессивное изменение размера

Амфибии часто охотятся на жук личинки. Однако жужелица Эпомис ' личинки изменяют это и охотятся исключительно на амфибий, которые пытаются их съесть. Два вида Эпомис (E. циркумскриптус и Э. дежеани ) использовать амфибию хищничество поведение в своих интересах, заманивая к себе амфибию. "The Эпомис личинка сочетает в себе стратегию «сидеть и ждать» с уникальными движениями антенн и нижних челюстей, чтобы привлечь внимание земноводного к присутствию потенциальной жертвы ».[7]Из 400 тестов личинки избежали языка амфибии и контратаковали, прикрепившись к телу амфибии с примерно 98% успешностью. После присоединения Эпомис личинки начинают питаться.[7]

Эпомис личинка, прикрепленная ко рту амфибии

Около 10% отношений хищник-жертва имеют более мелкие организмы, охотящиеся на более крупных. Однако все это активные атаки, в отличие от Эпомис стратегия личинок, чтобы заманить к себе более крупную амфибию. Визен и Гасит предполагают, что эта стратегия могла начаться в процессе эволюции как защита от хищников, а позже стала средством существования личинок. Амфибии не приспособились к Эпомис личинок, поскольку большинство животных, которыми они охотятся, являются легкой добычей для амфибий.[8]

Один из видов южноамериканских муравьев адаптировал способность охотиться на существ, вес которых в 13 350 раз превышает их средний вес. В Azteca andreae муравьи разработали физический крючок, который позволяет им устраивать засады: муравьи древесный и устраивать засады на летающих насекомых, которые садятся на их деревья. Каждый раз, когда жук приземляется на лист, муравьи начинают действовать: небольшое количество кусает крылатое существо за ноги. Пока жук застревает и прикрепляется к листу, все больше муравьев расчленяют добычу. Средний муравей может удерживать вес в 5700 раз больше своего собственного веса. Причина этого заключается в возможной совместной эволюции между Azteca andreae муравьи и Cecropia obtusa листья. Листья имеют ярко выраженные петли, похожие на липучки, за которые муравьи могут цепляться. Муравьи не дают другим насекомым поедать листья, в то время как листья дают муравьям, на которых часто охотятся, хищное преимущество.[9]

Молодые хищники и обращение с доминированием размера

Гигантский водный клоп Киркалдия дейролли, в подсемействе Lethocerinae в пределах Белостоматиды, является вымирающие виды родной для Япония который в основном питается маленькими лягушками и рыбой. Доктор Шин-я Охба сделал фотографии К. дейролли прием пищи вне известной основной диеты. Обнаружен самец водяного клопа диаметром 58 мм, поедающий молодь. Ривз черепаха во время ночного отбора проб. Доктор Охба нашел К. дейролли поедание змей - еще одно редкое явление для водяных насекомых.[10]

Охота на молодь превратилась в эффективную стратегию борьбы с хищниками и смену ролей. Молодые хищники подвергаются риску со стороны представителей их собственного вида и конкурентов, а также могут быть уязвимы для взрослых хищных видов, поскольку молодые хищники почти не представляют риска хищничества для взрослых жертв.[11] Эксперимент, в котором молодые хищники подвергались воздействию взрослых хищников, пока они развивались, с большей вероятностью убил молодых хищников во взрослом возрасте, чем добыча, которая не подвергалась воздействию в молодости.[12] Повышенный уровень нападения на молодых хищников может отпугнуть взрослых хищников, поскольку взрослые хищники будут избегать мест, где их детеныши могут подвергнуться нападению. Это, в свою очередь, снижает риск нападения хищников на добычу.[12]

Эксперимент с клещи как хищники и трипсы как жертва показала, что даже молодь добыча может атаковать молодых хищников. Эти атаки вызвали родительская забота реакция у взрослых хищников, убивших молодую добычу, напавшую на их детенышей. Это создавало «каскад атаки хищника, контратаки жертвы и защиты хищника».[13]

Соревнование хищников

Более распространенная проблема - это межвидовое убийство хищников. Некоторые виды могут испытать 68% своей известной смертности от других хищников. Возможно, что один вид хищников может убить другого, а не наоборот, или оба вида могут убить друг друга. Убийство хищников может сократить популяцию даже до вымирание, и может уменьшить или увеличить популяции жертв.[14]

Изменение плотности населения

Два острова у западного побережья Южная Африка очень разные морское дно экосистемы.

На Остров Мальгас, население в основном водоросли и рок-омары. Рок-омары действуют как хищники, охотясь на моллюски что пытаются уладить. Лобстеры также охотятся на щенячки, кроме одного вида, Burnupena papyracea, оболочка которых обычно инкрустирована комменсальный мшанки.

В отличие, Остров Маркуса имеет большую популяцию мидий и почти не имеет морских водорослей и омаров. Велкс, Бурнупена spp также имеют большую плотность населения на острове Маркус. Каменные омары, доставленные на остров Маркус, были быстро съедены детенышами, которые превосходили их численностью. Это взаимодействие показало смену ролей между видами-жертвами (детеныш) и видами-хищниками (скальные омары).[15]

В поп-культуре

Обращение хищник-жертва - тема сюжета во многих книгах и фильмах; это одна из версий истории неудачника, который возвращается из невероятных обстоятельств и преуспевает против значительно превосходящего врага. Брэма Стокера Дракула к детским фильмам, таким как Университет монстров.

Фильм 1987 года Хищник это пример обращения жертвы, когда жертва становится хищником. Вооруженный стелс-костюмом и высокотехнологичным снаряжением, хищник методично уничтожает людей, оказавшихся в джунглях. Последний из его дружины «Датч» (Арнольд Шварцнеггер ) должен превратиться из преследуемого в охотника.[16] Добыча активно противостоит своему хищнику.

Примечания

  1. ^ Sanchez-Garduno, F .; Miramontes, P .; Маркес-Лаго, Т. Т. (2014). «Смена ролей во взаимодействии хищник – жертва». Королевское общество открытой науки. 1 (2): 140186. arXiv:1404.2685. Дои:10.1098 / rsos.140186. ISSN  2054-5703. ЧВК  4448886. PMID  26064541.
  2. ^ Cortez, Michael H .; Вайц, Джошуа С. (20 мая 2014 г.). «Коэволюция может обратить вспять циклы хищник – жертва». Труды Национальной академии наук. 111 (20): 7486–7491. Дои:10.1073 / pnas.1317693111. ISSN  0027-8424. ЧВК  4034221. PMID  24799689.
  3. ^ «Эволюционные виды могут обратить вспять популяционные циклы хищник – жертва». Технологический институт Джорджии. Получено 3 мая, 2015.
  4. ^ а б «Смена ролей во взаимодействии хищника и жертвы». Королевское общество открытой науки. Получено 8 мая 2015.
  5. ^ «Смена ролей хищника и жертвы в морской бентосной экосистеме». Наука AAAS. Получено 11 мая 2015.
  6. ^ Вальдес, Хосе В. (27.07.2020). Лайонс, Кэтлин (ред.). «Членистоногие как позвоночные хищники: обзор глобальных закономерностей». Глобальная экология и биогеография: geb.13157. Дои:10.1111 / geb.13157. ISSN  1466-822X.
  7. ^ а б Визен, Гил; Гасит, Авиталь (2011). «Беспрецедентная смена ролей: личинки жужелиц (Coleoptera: Carabidae) заманивают амфибий и охотятся на них». PLOS ONE. 6 (9): e25161. Дои:10.1371 / journal.pone.0025161. ISSN  1932-6203. ЧВК  3177849. PMID  21957480.
  8. ^ Смит, Крис. «Смена ролей хищника и жертвы: охотник становится объектом охоты». Голые ученые. Кембриджский университет. Получено 9 мая 2015.
  9. ^ Кейм, Брэндон. «Муравьи используют свои собственные липучки для ловли крупной добычи». Проводной. Получено 11 мая 2015.
  10. ^ Дэвис, Элла. «Гигантский водяной клоп сфотографирован поедающим детеныша черепахи». BBC Nature. BBC. Получено 9 мая 2015.
  11. ^ Янссен, Арне; Фараджи, Фарид; ван дер Хаммен, Тесса; Магалхаес, Сара; Сабелис, Морис В. (июль 2002 г.). «Межвидовое детоубийство отпугивает хищников» (PDF). Письма об экологии. 5 (4): 490–494. Дои:10.1046 / j.1461-0248.2002.00349.x.
  12. ^ а б Чох, Ясуюки; Игнасио, Майра; Сабелис, Морис В .; Янссен, Арне (11 октября 2012 г.). «Смена ролей хищника и жертвы, юношеский опыт и поведение взрослых антихищников». Научные отчеты. 2: 728. Дои:10.1038 / srep00728. ЧВК  3469038. PMID  23061011.
  13. ^ Magalhaes, S .; Janssen, A .; Монтсеррат, М .; Сабелис, М. В. (22 сентября 2005 г.). «Нападение добычи и защита хищников: контратака добычи вызывает у хищников родительскую заботу». Труды Королевского общества B: биологические науки. 272 (1575): 1929–1933. Дои:10.1098 / rspb.2005.3127. ЧВК  1559880. PMID  16191599.
  14. ^ Паломарес, Ф.; Каро, Т. (Май 1995 г.). «Межвидовое убийство среди хищных млекопитающих». Американский натуралист. 153 (5): 492–508. Дои:10.1086/303189. HDL:10261/51387. JSTOR  303189. PMID  29578790.
  15. ^ Баркай, Амос; Маккуэйд, Кристофер (1988). «Изменение роли хищника и жертвы в морской бентосной экосистеме». Наука. 242 (4875): 62–64. Дои:10.1126 / science.242.4875.62. PMID  17757631.
  16. ^ https://www.imdb.com/title/tt0093773/

Рекомендации