Химическая мимикрия - Chemical mimicry

Орхидеи-пауки имитируют запах самок горных пчел

Химическая мимикрия (также называемая молекулярной мимикрией) - это тип биологической мимикрии , предполагающий использование химических веществ 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. 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. Это происходит путем адаптации к производству химических веществ (например, алломонов , феромонов , запахов и т. Д.), Которые вызывают желаемую поведенческую реакцию у обманываемых видов и селективное преимущество для мимиков. Химическая мимикрии существует в пределах многих различных форм , таких как мимикрии агрессивной, защитная, Бейтс и мюллеровая мимикрия и может включать в себя ряд различных чувств. Подражание полуохимическим веществам, которые нельзя увидеть, составляют некоторые из наиболее широко используемых форм химической мимикрии и поэтому менее очевидны, чем более визуальные формы. В результате этой теме в исследованиях и литературе уделялось относительно мало внимания. Два примера организмов, демонстрирующих химическую мимикрию, включают имитацию феромонов совок пауками-боласами , чтобы привлечь добычу к месту нахождения паука, и обман насекомых в их собственных гнездах, имитируя их запахи, чтобы незаметно проникнуть в гнездо и спрятаться в нем. 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 множества 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 паразиту обмануть вид- хозяин или помочь в воспроизводстве организма.

Агрессивная мимикрия

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

Агрессивная мимика с использованием 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.

Хищник

Химическая мимикрия феромонов организма позволяет хищникам с этой способностью привлекать к себе избранную добычу, а не тратить свою энергию на поиски и попытки поимки этих организмов с переменным успехом. 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.

Одна группа организмов, которые используют этот метод, - пауки Bolas (род Mastophora ). Пауки-боласы выделяют химические вещества, привлекающие их добычу, совок. 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.

Паразиты

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

Паразитарное использование химической мимикрии предполагает вторжение в гнездо одураченного вида, которое может состоять из особи или колонии. Испуская имитирующие химические вещества, которые создают знакомые запахи хозяина, захватчик может эффективно спрятаться в гнезде, не предупреждая хозяина.

Одним из примеров группы насекомых, использующих этот метод химической мимикрии, могут быть пчелы-кукушки (род: Nomada ). Пчелы-кукушки будут паразитировать на пчелах семейств Melittidae и Andrenidae . Самцы кукушек вырабатывают химические вещества, которые по структуре похожи на летучие липиды, выделяемые самками-хозяевами, и эти химические вещества передаются самкам кукушек, чтобы они могли замаскировать свои яйца в гнезде хозяина. Это позволило бы самкам переложить заботу о ее яйцах и личинках на хозяина, что принесет пользу паразиту и обременяет хозяина.

Защитный

Защитные формы химической мимикрии работают на пользу подражателей, предотвращая вред. 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.

Бейтсовская мимикрия

В мимикрии Бейтса потенциальные организмы-жертвы будут имитировать химические вещества, выделяемые организмом, который представляет больший риск для хищника, чтобы предотвратить нападение. 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. 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.

Репродуктивный

Химическая мимикрия также может иметь преимущества для репродуктивного успеха оператора. Эта форма используется в основном цветами , чтобы обмануть опылителей . Существует два основных типа, первый из которых представляет собой псевдокопуляцию, которая включает привлечение опылителей-самцов путем имитации феромонов самок этого вида. Второй тип включает женские растения, имитирующие химические сигналы самцов того же вида. Таким образом, женское растение может привлечь больше опылителей, несмотря на то, что не производит пыльцу, которую ищет животное.

Псевдо-совокупление пчелы с орхидеей

Псевдокопуляция

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

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, исходящим от девственных пчел. 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 покрываясь пыльцой, либо успешно перенося ее на другое растение.

Смотрите также

Рекомендации

дальнейшее чтение

  • Бюнер, Стивен (2002). Утраченный язык растений . Вермонт: Челси Грин.
  • Стоу, МК (1998). «Химическая мимикрия». В KC Spencer (ред.). Химическое посредничество коэволюции . Лондон: Academic Press.
  • Бернклау, EJ (1996). «Химическая мимикрия в опылении» . Государственный университет Колорадо. Архивировано из оригинала на 2010-07-23 . Проверено 2 мая 2010 .