Бабочки, которые выглядят и жужжат как осы, или визуально-акустическая мимикрия

Бабочка с хвостом осы эволюционировала, чтобы напоминать шершня, чтобы отпугивать хищных птиц. Она напоминает осу не только внешне, но и прекрасно имитирует жужжащие звуки, которые она издает, что эффективно отпугивает потенциальных нападающих, — это доказано исследованием доктора Марты Сковрон Вольпони с биологического факультета Белостокского университета.

Как показал исследователь, бабочки из семейства яснокрылых являются мастерами мимикрии — хотя они совершенно беззащитны перед хищниками, они поразительно похожи на опасных жалящих насекомых: ос, пчел или шершней. Их прозрачные крылья, желтые и черные полосы на брюшке и манера полета позволяют легко спутать их с опасным насекомым. Однако, чтобы сделать свою стратегию защиты еще более эффективной, в ходе эволюции они также выработали имитацию звуков, характерных для своих оригиналов.

«Такой адаптивный механизм является классическим примером бейтсовской мимикрии — явления, при котором безвредный вид в ходе эволюции стал похож на другой вид, обладающий эффективными механизмами защиты, например, способностью жалить», — рассказал PAP энтомолог из Белостоцкого университета.

Она объяснила, что подавляющее большинство наблюдений и исследований мимикрии сосредоточены на морфологических сходствах. Тем временем она и ее команда решили проверить, может ли мимикрия распространяться на другие чувства, включая слух. Идея исследования пришла ей в голову в полевых условиях, когда одна из этих бабочек пролетела совсем близко от ее уха. «Я услышала, как она жужжит, как пчела. Для меня это было откровением», — вспоминает она.

Результаты исследования, проведенного совместно с Туринским университетом и Флорентийским университетом, были опубликованы ученым в журнале Ecology .

Чтобы подтвердить, действительно ли глазки имитируют не только внешний вид, но и звуки жалящих насекомых, авторы разработали инновационный метод записи насекомых в полете — систему buzzOmeter, недавно описанную в журнале Methods in Ecology and Evolution (https://doi.org/10.1111/2041-210X.14224). «Мы хотели иметь возможность записывать их в естественной среде обитания, не обездвиживая их, потому что тогда насекомое меняет издаваемые им звуки», — пояснила она.

Используя этот инструмент, исследователи записали звуки, издаваемые восемью видами насекомых, а именно четырьмя парами, состоящими из «имитатора» (бражник или бражник) и его имитирующей модели (жалящая моль). Дополнительные записи, выступающие в качестве контроля, были получены от бражника, который не демонстрирует визуальной мимикрии, но также жужжит в полете.

«Анализ акустических параметров показал, что в двух протестированных парах звуки были достаточно похожи, чтобы говорить об акустической мимикрии. Особенно эффектной оказалась Sesia apiformis , она похожа на шершня и — как мы показали — также жужжит почти идентично шершню», — рассказал биолог.

Ключевой целью исследования было проверить, работает ли выявленная мимикрия в противостоянии с настоящим хищником, а значит, эффективна ли она. И вот тут-то и возникла проблема. «Большинство исследований с участием птиц проводятся в неволе. Мы очень хотели этого избежать, поскольку птицы в вольерах меняют свое поведение, а мы хотели естественного взаимодействия», — отметил исследователь. В конечном итоге выбор пал на малиновок — территориальный, всеядный вид, которого можно легко приучить к использованию кормушек в полевых условиях.

Эксперимент продолжался два сезона и включал 21 дикую особь. Ученые предъявляли каждой птице разный вид насекомых — один раз бабочку, другой раз ее имитирующую модель, проигрывая при этом соответствующий жужжащий звук из динамика, размещенного в кормушке.

«Птица получила полный опыт: она увидела насекомое и услышала издаваемый им звук», — подчеркнул доктор Сковрон Вольпони.

Все эксперименты записывались на видео и анализировались, в ходе чего ученые измеряли различные формы поведения малиновок, в том числе время, необходимое им для приближения к кормушке, и количество вкусных личинок, которые они съели из сосуда с подопытным насекомым.

«Оказалось, что малиновки больше всего боялись шершня и осоеда. Их реакции были практически идентичными для обоих видов. Было ясно, что птица явно колебалась, приближаться к кормушке или нет, и съела значительно меньше личинок. Это означает, что, по оценке малиновки, приближение к осоеду несет такой же риск, как и взаимодействие с шершнем», — заключил доктор Сковрон Вольпони.

В случае с остальными парами — например, более мелкими перепончатокрылыми и их имитаторами — зарянки отреагировали нейтрально. «Это нас не удивило, потому что если птица не боялась мелких перепончатокрылых, то у нее не было причин бояться и их имитатора. Но самое главное, что реакция на модель и имитатора в каждой паре всегда была схожей», — отметил биолог.

Она добавила, что это не означает, что мимикрия бессмысленна в случае этих бабочек. «Они, возможно, не пугают малиновок, но, вероятно, на них выборочно давили другие хищники, которых мы пока не идентифицировали; возможно, ящерицы, богомолы или пауки», — пояснила она.

Автор исследования признала, что пискунов — хотя некоторые из их видов относительно распространены в Польше — редко можно увидеть. «Даже опытные энтомологи часто говорят, что никогда не видели пискунов. Большинство из них живут недолго, некоторые не питаются во взрослом возрасте, а их активность ограничивается коротким сезоном полета. И вдобавок ко всему, их обычно просто путают с осами», — сказала она. (PAP)

Наука в Польше, Катажина Чехович

капельный/бар/