Что ответить дарвинисту? Часть I - Илья Рухленко

Впрочем, этот наблюдаемый порядок можно объяснить и естественными причинами, если ввести несколько небольших дополнительных сущностей, которые вполне допустимы в рамках дарвинизма. Например, можно предположить, что эволюция несъедобного насекомого от защитной окраски к яркой могла протекать легче, чем такая же эволюция съедобного насекомого от защитной окраски к яркой (подражающей). Действительно, как бы ни изменялась окраска несъедобного насекомого, его поедаемость хищниками все равно не будет слишком высокой, поскольку несъедобное насекомое не блефует – оно реально несъедобно. А вот эволюция съедобного насекомого от защитной окраски к подражающей – на начальных этапах такой эволюции представляется весьма проблематичной. Потому что такое насекомое может уже нарушить маскирующие свойства своей защитной окраски, но еще не достигнет нужного сходства с несъедобным насекомым. Это действительно, критический момент. И если этот критический момент в ходе эволюции смогло пройти только небольшое число насекомых подражателей, тогда мы, может быть, и получим примерно ту самую картину, которую наблюдаем в реальной природе. То есть, сравнительную «честность» предостерегающей окраски (животные с такой окраской часто действительно несъедобны), при сравнительно небольшом числе подражателей (которые всё-таки сумели пробиться через только что озвученный эволюционный «барьер»), при одновременно большом числе съедобных насекомых с защитной окраской.

Таким образом, теоретически, яркая «предостерегающая» окраска у многих несъедобных бабочек, в принципе, может быть уложена в рамки дарвиновских представлений о живой природе (даже с учетом новых установленных фактов). Так же не представляет проблем и объяснение существования съедобных бабочек, окраска которых подражает несъедобным насекомым. Понятно, что такие бабочки тоже извлекают прямую пользу из такого сходства.

Правда, самих несъедобных бабочек в природе оказалось не так уж много видов (см. выше). Как и бабочек, подражающих разным видам несъедобных насекомых. Например, всё семейство бабочек стеклянниц, многие из которых похожи на ос или шершней, насчитывает примерно 1400 видов. Что составляет менее одного процента от общего числа всех видов бабочек. В других семействах, бабочек-подражателей еще меньше. Таким образом, и несъедобные бабочки с предостерегающей окраской, и съедобные бабочки с подражающей окраской представляют собой не очень значительную часть биологического разнообразия бабочек.

Третий озвученный пункт из нашего списка – тоже весьма интригующ. Действительно, иметь такую окраску, которая бы (сама по себе) запугивала птиц, было бы здорово. Здесь, в первую очередь, имеются в виду знаменитые «глазки» на крыльях некоторых бабочек. То есть, достаточно крупные цветовые пятна, состоящие из концентрических кругов контрастного цвета. Например, как у бабочки Automeris io (Рис. 67):

https://goo.gl/wZPo7p

Рисунок 67: Самка северо-американской бабочки Automeris io.

Исторически, было предложено два объяснения, зачем некоторым бабочкам такие яркие, бросающиеся в глаза цветовые пятна. Одна гипотеза предполагала, что такую окраску имеют несъедобные бабочки, чтобы заранее предупредить хищников о своей несъедобности (невкусности, ядовитости и т. п.). То есть, такая окраска является предостерегающей.[159] Но подобное объяснение окраски «глазастых» бабочек было отвергнуто уже давно, когда Мортон Джонс в двух своих работах (Jones, 1932; 1934) показал, что мертвые бабочки Automeris io охотно поедались птицами. Причем птицы поедали этих бабочек даже в том случае, если «предостерегающие глазки» были видны птицам (Merilaita et al., 2011). То есть, бабочки Automeris io, во-первых, оказались для птиц съедобными, а во-вторых, «предостерегающие глазки» этих бабочек, кажется, ничуть не смущали птиц (во всяком случае, у мертвых бабочек).

Кроме того, и в недавних исследованиях на эту же тему, все бабочки, имеющие яркие и броские «глазки» на крыльях – тоже оказались для птиц совершенно съедобными (см. ниже). Таким образом, гипотеза о предостерегающей роли таких глазков на крыльях бабочек (как предупреждение об их несъедобности) не подтвердилась ни в одном случае.

Зато недавние исследования подтвердили вторую историческую идею, объясняющую наличие крупных, ярких, бросающихся в глаза пятен на крыльях некоторых бабочек. Выяснилось, что такие цветовые пятна, действительно, могут повышать выживаемость (вполне съедобных) бабочек, за счет запугивания атакующих хищников. В соответствующих исследованиях было показано, что некоторые хищники колеблются или вообще прерывают атаки на некоторых бабочек, имеющих узоры в виде крупных «глазков».

Однако это явление уже далеко не так распространено в природе, как защитная окраска, и даже не так, как предостерегающая яркая окраска. Скорее наоборот, «отпугивающая» окраска является в природе очень большой редкостью. Её эффект доказан, практически, только для нескольких видов бабочек. В первую очередь, это касается дневного павлиньего глаза (Inachis io). Бабочка дневной павлиний глаз имеет защитную окраску на нижней стороне крыльев, но при приближении хищника она внезапно распахивает свои крылья, которые имеют сразу четыре резко выделяющихся крупных «глаза». Было показано (Vallin et al., 2005; Vallin et al., 2007), что такое поведение, действительно, отпугивает мелких представителей семейства воробьиных (испытания проводились на лазоревках и на больших синицах).

Авторы соответствующей работы (Vallin et al., 2005) просто «замазали» живым бабочкам их «глазки» на крыльях, и показали, что поедаемость дневного павлиньего глаза с «замазанными» глазками гораздо выше, чем поедаемость этой же бабочки с не замазанными глазками (Рис. 68):

https://goo.gl/hHetOC

Рисунок 68. Слева дневной павлиний глаз с «глазками», оставленными нетронутыми; на всякий случай, у этих бабочек были замазаны краской другие области крыла. Справа дневной павлиний глаз с «глазками», замазанными краской. Изображения взяты из соответствующего рисунка в работе (Vallin et al., 2005).

Бабочки с замазанными глазками вели себя точно так же, как и с незамазанными – так же резко распахивали крылья при приближении птицы. Однако это им не очень помогло. Общий результат получился такой – из 20 бабочек с замазанными глазками лазоревки и большие синицы убили 13, в то время как из 34 бабочек с незамазанными глазками была убита и съедена только 1 бабочка (Kodandaramaiah, 2011). Очевидно, что общий счет здесь явно в пользу «глазастых» павлиньих глазов. И очевидно, что крупные глазки на крыльях этих бабочек, действительно, пугают птиц.

Интересно, что отпугивающий эффект крупных «глазков», может быть, и не связан с имитацией глаз крупных животных (как об этом часто принято думать). В нескольких исследованиях было показано, что отпугивающий эффект глазков возникает, скорее, не вследствие подражания глазам крупных животных (которых гипотетически пугаются птицы), а просто из-за повышенной яркости, контрастности, броскости таких «глазастых» изображений (Stevens et al., 2008а). Эта повышенная яркость и броскость изображения, возможно, производит какой-то «дискомфорт» в визуальном восприятии птиц. Может быть, вызывает внезапное отвращение (при быстром раскрытии крыльев бабочкой) из-за ассоциации с яркой предостерегающей окраской несъедобных насекомых, к которой у птиц, возможно, врожденная неприязнь.

В работе (Stevens et al., 2008а) было убедительно показано, что повышение степени сходства глазков с глазами животных – не усиливало отпугивающий эффект. Например, квадратные и прямоугольные искусственные глазки (одинаковой площади) снижали частоту атак птиц ничуть не хуже, чем круглые глазки (куда больше напоминающие глаза животных). Так же, единственный (крупный) искусственный «глаз» или, наоборот, сразу три искусственных «глаза» – снижали поедаемость ничуть не хуже, чем пара таких глазков. Понятно, что пара глазков куда больше походит на глаза животного, чем один или три «глаза» (Рис. 69):

Рисунок 69. Искусственные глазки (разного числа и формы), которые тестировались на способность снижать хищническое давление птиц. Приведены образцы, использовавшиеся в двух разных экспериментах в исследовании (Stevens et al., 2008а).

Тем не менее, эта разница никак не отразилась на степени снижения поедания птицами. Под влиянием таких результатов, авторы решили даже озаглавить свою статью в виде весьма категоричного вывода (Stevens et al., 2008а):