Игра с прямоугольными жучками помогла определить лучший камуфляж для животных
Британские исследователи выяснили, что однотонная расцветка животного лучше годится в качестве камуфляжа по сравнению с разноцветными полосками и пятнами, которые, в теории, должны вызывать оптическую иллюзию и путать хищника. Чтобы изучить этот вопрос подробнее, ученые создали игру Dazzle Bug, в которой пользователям предлагалось отлавливать прямоугольных жучков, в процессе эволюции меняющих окрас. Все жучки эволюционировали в однотонный серый, который лучше всего сливался с черно-белым фоном, пишут ученые в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Узорчатый (например, полосатый, как у зебры, или пятнистый, как у дымчатого леопарда) окрас некоторых животных объясняют четырьмя основными гипотезами. Так, считается, что узоры помогают животным в терморегуляции, служат эффективной защитой от паразитов, позволяют общаться с сородичами или же — скрываться от хищников.
Каждую из этих гипотез проверяют отдельно, и особое внимание в последние годы уделялось зебрам: так, проведенное в 2016 году моделирование показало, что шкура зебр не помогает им защищаться от хищников, а натянутая на бочки с водой шкура позволила отказаться от гипотезы о терморегуляции. С другой стороны, эксперименты с участием переодетых в зебр коров и лошадей косвенно подтвердили гипотезу о защите от паразитов: на полосатый окрас (будь то нанесенные краской полоски или зебровое полотно) в действительности приземляется меньше слепней и других насекомых.
Разумеется, единичные эксперименты не позволяют отказаться от предложенных гипотез полностью. В особенности это касается гипотезы защиты от хищников, в пользу которой выступают некоторые исследования, отмечающие, что полоски и прочие узоры могут создавать что-то наподобие оптической иллюзии, которая будет мешать правильно оценить скорость и направление движения животного, в результате чего его может быть сложно разглядеть и, как следствие, поймать.
Если такая иллюзия существует, она, скорее всего, должна работать не только у зебрового окраса, но и других узоров, хотя экспериментально свойства узорчатых шкур для защиты от хищников проверяли для довольно ограниченного количества животных. Лора Келли (Laura Kelley) из Эксетерского университета и ее коллеги решили протестировать лучшие для камуфляжа в естественных природных условиях окрасы с помощью игры Dazzle Bug, в которой пользователям необходимо было ловить жучков — маленькие раскрашенные прямоугольники — на разных фонах, встречающихся в природе. Для упрощения эксперимента и анализа данных и жучков, и фоны сделали черно-белыми.
Жучки в игре передвигались с разными скоростями и могли эволюционировать: на первом этапе эволюции участникам показывали жучков 128 разных расцветок, ко второму этапу отбирали половину жучков, отловить которых было сложнее всего, а расцветку второй половины немного меняли. После этого эксперимент повторяли до тех пор, пока все жучки не эволюционировали в одну расцветку. Дополнительно в игре использовались контрольные жучки, которые никак не развивались: в каждом поколении расцветка была случайной.
В игру предлагали сыграть посетителям «Эдема» — ботанического сада в графстве Корнуолл: всего в игру успели поиграть около 77 тысяч человек, которые попробовали отловить 1,5 миллиона жучков. Как и ожидалось, самых быстрых жучков поймать оказалось сложнее, чем тех, которые двигались медленно. При этом в процессе эволюции жучки становились однотонными и серыми и почти совпадали с фоном: поймать их было намного сложнее, чем узорчатых жучков в контрольном условии.
Авторы работы пришли к выводу, что лучший камуфляж животным обеспечивает незаметность их движений, которая обеспечивается, в первую очередь, тем, насколько хорошо они могут слиться со средой, в которой находятся. А вот узорчатые шкуры, судя по всему, не помогают спрятаться, поэтому авторы считают, что полученные данные расходятся с гипотезой о том, что полоски и пятна в действительности помогают животным спрятаться, создавая иллюзию. Впрочем, они уточнили, что в эксперименте принимали участие люди, и для хищников с отличающейся зрительной системой результаты похожего эксперимента могут быть другими.
Поиграть в Dazzle Bug можно онлайн, а с помощью нашего теста «Чья это шкура?» вы также можете проверить, хорошо ли вы узнаете животных по узору на их шкурах.
Елизавета Ивтушок
Предки этих видов разошлись около 6,7 миллиона лет назад
Бразильские зоологи идентифицировали необычного хищника, который попал в ветеринарную клинику в городе Вакария в 2021 году. Оказалось, что это межродовой гибрид домашней собаки и парагвайской лисицы — видов, предки которых разошлись 6,7 миллиона лет назад. Это первый пример гибридизации между собаками и дикими южноамериканскими псовыми. Как отмечается в статье для журнала Animals, скрещивание домашних собак с парагвайскими лисицами не сулит последним ничего хорошего: проникновение собачьих генов в дикую популяцию вида снизит ее приспособленность. Два года назад ветеринары из бразильского города Вакария в штате Риу-Гранди-ду-Сул встретились с очень необычным пациентом. В ветеринарную клинику Федерального университета штата поступила самка хищника из семейства псовых, которая была сбита автомобилем. Врачам так и не удалось определить его видовую принадлежность. В Риу-Гранди-ду-Сул обитает четыре вида диких псовых из клады Cerdocyonina: кустарниковая собака (Speothos venaticus), гривистый волк (Chrysocyon brachyurus), майконг (Cerdocyon thous) и парагвайская лисица (Lycalopex gymnocercus) (которая не родственна лисицам из рода Vulpes). На двух первых зверь из Вакарии не похож совсем, а двух последних напоминает формой тела, но отличается от них очень темной окраской с редкими белыми волосками. Благодаря лечению животное пошло на поправку и полностью выздоровело. Более того, если изначально самка вела себя по отношению к людям настороженно, то с течением времени постепенно начала им доверять. После выздоровления зверя перевели в природоохранный центр в городе Санта-Мария, где он в прошлом году скончался по неизвестным причинам. Команда зоологов под руководством Рафаэля Кречмера (Rafael Kretschmer) из Федерального университета в Пелотасе предположила, что странное животное из Вакарии может быть гибридом домашней собаки (Canis (lupus) familiaris) и одного из местных видов диких псовых. Чтобы проверить эту идею, исследователи еще при жизни самки взяли у нее образцы кожи и крови, провели молекулярно-генетический анализ и сравнили полученные результаты с данными о гривистых волках, майконгах и парагвайских лисицах. Кустарниковых собак в выборку не включили — хотя этот вид и встречается в штате Риу-Гранди-ду-Сул, в окрестностях Вакарии он отсутствует. Кречмер с соавторами выяснили, что у загадочного хищника 76 хромосом. Это соответствовало предположению о том, что он является гибридом первого поколения между домашней собакой (у нее 78 хромосом) и майконгом или парагвайской лисицей (у них по 74 хромосомы). Анализ участка митохондриального гена цитохромоксидазы I показал, что матерью самки была парагвайская лисица. А на четырех фрагментах ядерной ДНК исследователи обнаружили несколько участков, где одно азотистое основания из пары было унаследовано от домашней собаки, а второе — от парагвайской лисицы. Таким образом, хищник, который поступил в ветеринарную клинику Вакарии, был гибридом между самцом домашней собаки и самкой парагвайской лисицы. От отца зверь унаследовал темную окраску: по крайней мере среди 1112 изображений парагвайских лисиц из базы данных iNaturalist исследователи не обнаружили ни одного, где была бы запечатлена особь с таким же темным мехом. По словам Кречмера и его коллег, это первый пример гибридизации домашних собак с дикими южноамериканскими псовыми. Ранее были известны лишь гибриды собак с представителями того же рода, например, волками (Canis lupus), койотами (C. latrans) и обыкновенными шакалами (C. aureus). Домашняя собака и парагвайская лисица относятся к разным родам, а их предки разошлись около 6,7 миллиона лет назад. Тем не менее, это не помешало скрещиванию двух видов и появлению жизнеспособного потомства. Возможно, гибридная самка и сама смогла бы родить детенышей от одного из родительских видов, однако во время лечения ее стерилизовали. Кроме того, авторы не исключают, что в природе живут и другие гибриды между домашними собаками и парагвайскими лисицами. Скорее всего, появление необычного гибрида по крайней мере отчасти связано с человеческой деятельностью. Большинство природных экосистем в штате Риу-Гранди-ду-Сул заменены пахотными землями и пастбищами. Парагвайские лисицы неплохо приспособились к жизни в таких условиях — однако по соседству с людьми они чаще встречаются с собаками, что повышает вероятность гибридизации между двумя этими видами. В результате в популяцию лисиц попадают собачьи гены, которые снижают их приспособленность. В качестве примера можно привести гены темной окраски, делающие гибридных животных более заметными для хищников и добычи. Кроме того, тесное общение диких южноамериканских псовых с домашними собаками может привести к тому, что они начнут заражаться собачьими болезнями и паразитами. Если вам интересны дикие псовые, пройдите наш тест «Десять шакалов из десяти». В нем нужно по фотографиям отличить шакалов от других представителей семейства. По мере прохождения теста вопросы становятся сложнее, а изображения — шакальнее.