Химическая мимикрия
Химическая мимикрия (или молекулярная мимикрия ) — это тип биологической мимикрии, включающий использование химических веществ для обмана оператора.
Химический мимик обманывает оператора (например, хищника), демонстрируя адаптивное химическое сходство с объектом своего окружения и, как следствие, получает селективное преимущество. [ 1 ] Во всех случаях химической мимикрии было обнаружено, что имитирующий вид — единственный вид, который получает выгоду от реакции либо с затратами, либо без какого-либо воздействия на обманутый вид. [ 2 ]
Это происходит путем адаптации к производству химических веществ (например, алломонов , феромонов , запахов и т. д.), которые вызовут желаемую поведенческую реакцию у обманываемого вида и селективное преимущество для имитатора, как в случае с мимикрией муравьев . [ 3 ] Химическая мимикрия существует во многих различных формах мимикрии, таких как агрессивная , защитная, бейтсианская и мюллеровская мимикрия , и может включать в себя ряд различных чувств.
Имитация семиохимических веществ представляет собой одну из наиболее широко используемых форм химической мимикрии, но она менее очевидна, чем более визуальные формы. [ 2 ] В результате этой теме уделяется относительно мало внимания в исследованиях и литературе. [ 2 ]
Двумя примерами организмов, демонстрирующих химическую мимикрию, являются имитация Noctuid феромонов пауками-боласами для заманивания добычи и обман насекомых в их собственных гнездах, имитируя их запахи, чтобы незаметно проникнуть в гнездо и спрятаться внутри него. [ 4 ]
Классификация
[ редактировать ]Химическая мимикрия существует во многих формах и для самых разных целей. Его можно классифицировать по функции, которую он выполняет для имитирующих видов, и по эффекту, который имитатор окажет на обманутый вид. Его можно использовать для таких функций, как отпугивание хищников, привлечение добычи, чтобы позволить паразиту обмануть вид- хозяин или помочь в воспроизводстве организма.
Агрессивная мимикрия
[ редактировать ]
Агрессивная мимикрия с использованием химических веществ используется среди самых разных животных. Его функция либо заманивает обманутый организм к обманщику, либо позволяет организму смириться с присутствием паразита. Химическая мимикрия, используемая паразитами, позволяет обманутому организму принять присутствие обманщика, в то время как он получает выгоду либо от захвата запасов пищи, либо от непосредственной охоты на вид-хозяин изнутри своего гнезда. [ 2 ]
Хищник
[ редактировать ]Химическая имитация феромонов организма позволяет хищникам, обладающим этой способностью, привлекать к себе избранную добычу, а не тратить свою энергию на поиск и попытки поймать эти организмы с переменным успехом. [ 2 ] Феромоны обычно используются видами-жертвами для привлечения представителей своего вида в качестве потенциальных партнеров. В случае хищнической химической мимикрии хищник эволюционировал, чтобы выделять химические вещества, которые структурно схожи и вызывают такие же поведенческие реакции у добычи. Однако имитируемые феромоны привлекут животное к хищнику, а не к потенциальному партнеру. [ 2 ]
Одной из групп организмов, использующих этот метод, являются пауки Болас (род: Mastophora ). Пауки-боласы выделяют химические вещества, которые привлекают их добычу — совок. [ 5 ] Эти пауки заменили необходимость плести сложную паутину для захвата добычи, имитируя феромоны, выделяемые самками бабочек, для эффективного привлечения самцов этого вида. В ходе исследований, проведенных на этом пауке, было обнаружено, что бабочки приближаются к пауку только с подветренной стороны и что все пойманные бабочки на самом деле были самцами. [ 5 ]
Паразиты
[ редактировать ]
Паразитарное использование химической мимикрии предполагает вторжение в гнездо обманутого вида, которое может состоять из отдельной особи или колонии. Испуская имитирующие химические вещества, создающие знакомые запахи хозяина, захватчик может эффективно скрываться внутри гнезда, не предупреждая хозяина. [ 4 ]
Одним из примеров группы насекомых, использующих этот метод химической мимикрии, являются пчелы-кукушки (род: Nomada ). Пчелы-кукушки паразитируют на пчелах семейств Melittidae и Andrenidae . [ 4 ] Самцы пчел-кукушек производят химические вещества, которые по структуре схожи с летучими липидами, выделяемыми самками-хозяевами, и эти химические вещества передаются самкам-кукушкам, чтобы они могли замаскировать свои яйца в гнезде хозяина. Это позволило бы самкам передать заботу о своих яйцах и личинках хозяину, принося пользу паразиту и обременяя хозяина. [ 4 ]
Защитный
[ редактировать ]Защитные формы химической мимикрии приносят пользу имитирующим видам, предотвращая вред. [ 2 ] В большинстве случаев это достигается за счет действия в качестве сдерживающего фактора для других организмов, имитируя химические вещества, выделяемые другим видом, у которого есть механизм отпугивания хищников. Это может быть либо бейтсианская мимикрия, либо мюллеровская мимикрия. [ 6 ]
Бейтсианская мимикрия
[ редактировать ]В мимикрии Бейтса потенциальные организмы-жертвы будут имитировать химические вещества, выделяемые организмом, который представляет больший риск для хищника, чтобы сдержать нападение. [ 6 ] Чаще всего эта форма химической мимикрии наблюдается у видов растений в результате выделения имитированных защитных химикатов. Имитируемый организм может содержать ядовитые химические вещества, используемые для удержания хищников от их употребления, поскольку это приведет к заболеванию хищника. [ 7 ] Используя бейтсовскую мимикрию, оператор имитирует химический аспект, такой как «защитные сигналы», используемые растениями, чтобы обмануть травоядных или хищников, заставив их избегать съедобного организма. [ 7 ]
репродуктивный
[ редактировать ]Химическая мимикрия также может способствовать репродуктивному успеху оператора. Эта форма используется преимущественно цветами для обмана опылителей . Существует два основных типа, первый из которых - псевдокопуляция , которая предполагает привлечение самцов-опылителей путем имитации феромонов самок этого вида. [ 4 ] Второй тип включает женские растения, имитирующие химические сигналы мужских особей того же вида. Поступая таким образом, женское растение может привлечь больше опылителей, несмотря на то, что оно не производит пыльцу , которую ищет животное. [ 4 ]
Псевдокопуляция
[ редактировать ]
Псевдокопуляция достигается, когда цветок успешно имитирует внешний вид и феромоны, выделяемые самкой вида насекомых. [ 4 ] [ 8 ] Химические вещества, выделяемые имитирующими видами, привлекают этих опылителей к растению и увеличивают количество посещений цветка и время, проводимое на нем. Это увеличивает вероятность того, что пыльца эффективно прилипнет к организму или что уже прилипшая к нему пыльца перейдет на растение. [ 4 ]
В одном исследовании горных пчел ( Andrena nigroaenea ) и орхидей-пауков ( Ophrys sphegodes Mill.) было обнаружено, что неопыленные орхидеи-пауки испускают запахи, состоящие из углеводородов , которые точно соответствуют запахам, выделяемым девственными самками пчел. [ 4 ] В результате пчел-самцов очень привлекают цветы орхидеи-паука, что приводит к более быстрому посещению цветка, а в некоторых случаях пчелы-самцы пытаются совокупляться, либо достаточно покрываясь пыльцой, либо успешно перенося ее на другое растение. [ 4 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ фон Берен, Кристоф; Поль, Себастьян; Витте, Волкер (2012). «Об использовании терминов адаптивного сходства в химической экологии» . Психика: журнал энтомологии . 2012 : 1–7. дои : 10.1155/2012/635761 . hdl : 2123/11217 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Деттнер, К; Липерт, К. (1994). «Химическая мимикрия и камуфляж». Ежегодный обзор энтомологии . 39 (1): 129–154. doi : 10.1146/annurev.en.39.010194.001021 .
- ^ Акино, Т.; Кнапп, Джей Джей; Томас, Дж.А.; Элмс, GW (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 . ПМК 1690087 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Верикекен, Нью-Джерси; Макнил, JN (2010). «Мошенники и лжецы: химическая мимикрия во всей красе» (PDF) . Канадский журнал зоологии . 88 (7): 725–752. дои : 10.1139/z10-040 . ISSN 0008-4301 . S2CID 82791533 .
- ^ Jump up to: а б Эберхард, Уильям Г. (16 декабря 1977 г.). «Агрессивная химическая мимикрия паука Боласа». Наука . 198 (4322): 1173–1175. дои : 10.1126/science.198.4322.1173 . ПМИД 17818935 . S2CID 35215325 .
- ^ Jump up to: а б Шефер, Х. Мартин; Ракстон, Грэм Д. (2009). «Обман у растений: мимикрия или эксплуатация восприятия?». Тенденции в экологии и эволюции . 24 (12): 676–685. дои : 10.1016/j.tree.2009.06.006 . ПМИД 19683828 .
- ^ Jump up to: а б Огнер, Магнус; Бернейс, Элизабет А. (1998). «Сигналы защиты растений и бейтсовская мимикрия». Эволюционная экология . 12 (6): 667–679. дои : 10.1023/а:1006581415114 . S2CID 24632371 .
- ^ Шистль, Флориан П.; Аяссе, Манфред; Паулюс, Ханнес Ф.; Лёфстедт, Кристер; Ханссон, Билл С.; Ибарра, Фернандо; Франке, Виттко (3 июня 1999 г.). «Опыление орхидей путем сексуального мошенничества». Природа . 399 (6735): 421. дои : 10.1038/20829 . S2CID 4368146 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Стоу, МК (1998). «Химическая мимикрия». В К.К. Спенсере (ред.). Химическое опосредование коэволюции . Лондон: Академическая пресса.
- Бернклау, Э.Дж. (1996). «Химическая мимикрия при опылении» . Государственный университет Колорадо. Архивировано из оригинала 23 июля 2010 г. Проверено 2 мая 2010 г.
