Подражая ядовитым змеям: Распутывая историю обманчивой окраски

Народная поговорка «Красное с жёлтым — убьёт, красное с чёрным — нет вреда» должна помогать отличать ядовитых коралловых аспидов от нескольких неядовитых «подражателей». Однако эта поговорка ненадёжна из-за огромного разнообразия цветов и узоров — цветового полиморфизма — как у самих коралловых змей, так и у их имитаторов.

Безобидная земляная змея, обычный подражатель кораллового аспида, демонстрирует четыре поразительно разных цветовых узора, и лишь один из них близко напоминает опасного красно-чёрно-жёлтого сородича. Если мимикрия даёт защиту от хищников, почему эволюция не устранила «неудачных подражателей»? Это эволюционный парадокс, над которым биолог-эволюционист Элисон Дэвис Рабоски из Мичиганского университета работала последние четыре года.

Рабоски и её коллега Кристиан Л. Кокс из Университета Вирджинии провели годы в полевых исследованиях, переворачивая тысячи камней в поисках земляных змей в центральных и западных штатах США и в Мексике. Они собрали более 350 живых змей и изучили около 2500 музейных образцов, некоторые из которых датируются более чем вековой давностью.

Как работает отбор

В одной популяции земляных змей могут встречаться особи с четырьмя разными цветовыми морфами:

• Однотонный коричневый
• Красный полосатый
• Чёрный полосатый
• Красно-чёрный полосатый «морф-подражатель», похожий на коралловую змею.

Проследив изменения цветовых узоров в популяциях с течением времени, исследователи установили, что самый редкий цветовой морф в данной популяции постепенно становится более распространённым. Хищники (ястребы, вороны, сойки) формируют «поисковый образ» самой частой добычи, пока та не станет редкой, после чего переключаются на новый самый распространённый морф.

Это так называемая частотно-зависимая система, которая мешает исчезновению любого из этих морфов, как только он появляется. Редкие морфы имеют преимущество, потому что они редки.

Выводы исследования

Учёные пришли к выводу, что отрицательный частотно-зависимый отбор, при котором каждый цветовой тип имеет преимущество, только когда он редок, является основной причиной существования множества цветовых узоров у земляных змей. Редкие морфы имеют преимущество перед обычными, а морфы-подражатели получают дополнительную защиту, которой нет у немимиков.

Это исследование, опубликованное 26 июня в The American Naturalist, стало первой строгой проверкой в системе змеиной мимикрии с цветовым полиморфизмом того, как частоты морфов меняются со временем и как естественный отбор воздействует на разные цветовые узоры.