Брачная окраска завезенных на Гавайи хамелеонов стала ярче в отсутствие хищников

Зоологи обнаружили, что самцы хамелеонов Джексона, завезенных на гавайский остров Оаху, во время брачных демонстраций окрашиваются в более яркие цвета, чем их сородичи из Восточной Африки, откуда данный вид и происходит. Вероятно, это связано с почти полным отсутствием опасных для ящериц хищников на острове. В результате хамелеоны-самцы могут себе позволить более яркую расцветку без риска стать добычей. При этом их способность приобретать маскировочную окраску при виде хищных птиц ослабла. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Science Advances.

Половой и естественный отбор нередко вступают в противоречие друг с другом. Например, самцам многих видов животных выгодно обладать как можно более яркой окраской, позволяющей завоевывать интерес самок и предупреждать конкурентов, чтобы те держались на расстоянии. С другой стороны, расцветка мужских особей не должна быть слишком заметной, иначе она привлечет излишнее внимание хищников. Данный компромисс хорошо изучен на примере тринидадской популяции гуппи (Poecilia reticulata). Самцы этих рыбок из ручьев, где есть хищные цихлиды Crenicichla frenata, обладают блеклой маскировочной окраской, а их сородичи из свободных от хищников ручьев выглядят намного ярче.

Команда зоологов под руководством Мартина Уайтинга (Martin J. Whiting) из Университета Маккуори решила выяснить, как отсутствие хищников влияет на окраску самцов желтогребенчатых хамелеонов Джексона (Trioceros jacksonii xantholophus). Родина этого подвида — окрестности горы Кения в Восточной Африке, однако люди завезли во Флориду, Калифорнию и на острова Гавайского архипелага. Например, на Оаху хамелеоны Джексона попали в 1972 году. 36 особей привезли на остров для содержания в неволе, но ящерицы плохо себя чувствовали, поэтому их какое-то время держали на открытом воздухе. В результате части из них удалось сбежать и дать начало процветающей популяции.

Обычно хамелеоны Джексона имеют тускло-зеленую или коричневую расцветку, но при встрече с самкой или конкурентом самцы приобретают яркий желто-зеленый оттенок. А в случае опасности эти ящерицы становятся зеленовато-коричневыми и пятнистыми, чтобы слиться с фоном. Уайтинг и его соавторы обратили внимание, что в Восточной Африке хамелеоны сталкиваются с разнообразными хищниками, многие из которых ориентируются на окраску жертв. Однако на Оаху у этих рептилий почти нет врагов, за исключением плохо различающих цвета домашних и одичавших кошек. Логично предположить, что в отсутствие хищников гавайские самцы могут позволить себе более интенсивный брачный наряд, а способность приобретать покровительственную расцветку у них, напротив, должна быть снижена.

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи поймали несколько десятков самцов хамелеонов Джексона на горе Кения и на острове Оаху и провели с ними ряд поведенческих экспериментов. Сначала авторы проверяли, как эти рептилии реагируют на присутствие сородичей. Для этого к самцу подсаживали другого самца или самку. При встрече двух самцов они оба приобретали интенсивную желто-зеленую расцветку, трясли головами, приближались друг к другу и пытались бодаться. Победитель состязания оставался ярким, а проигравший приобретал тусклую коричневую окраску. Когда к самцу подсаживали самку, он также становился желто-зеленым и пытался ее заинтересовать.

В общей сложности Уайтинг с коллегами оценили реакцию на конкурентов для 35 кенийских и 34 гавайских хамелеонов-самцов, а на самок — для 32 кенийских и 25 гавайских. Во всех случаях авторы измеряли спектральную отражательную способность окраски ящериц на четырех участках тела: в средней части боков, в верхней части боков, у основания хвоста и на горле. Проанализировав полученные данные, исследователи обнаружили, что яркостный контраст с природным фоном у гавайских хамелеонов в брачной расцветке примерно на тридцать процентов выше, чем у кенийских, причем как во время столкновений с другими самцами, так и при ухаживании за самками (в обоих случаях p<0,0001). Этот результат оказался верен для всех четырех участков тела. По словам авторов, он объясняется тем, что возбужденные гавайские хамелеоны ярче кенийских, а не различиями в цвете гавайской и кенийской растительности. В то же время хроматический контраст с фоном у хамелеонов с острова Оауху и с горы Кения не отличался. Иными словами, гавайские самцы в брачной расцветке отличаются от кенийских яркостью, но не оттенком окраски.

На следующем этапе ученые проверяли реакцию хамелеонов на хищников, которые охотятся на этих ящериц в Восточной Африке. 23 кенийским и 56 гавайским самцам демонстрировали чучело африканской базы (Aviceda cuculoides), напоминающей ястреба хищной птицы, а 38 кенийским и 59 гавайским — модель ядовитой змеи бумсланга (Dispholidus typus). Некоторым особям в разное время показывали и чучело птицы, и модель змеи. Авторы измеряли спектральную отражательную способность самцов и моделировали, как их воспринимают базы и бумсланги. В качестве контроля использовалась обычная ветка.

И кенийские, и гавайские хамелеоны в ответ на мнимую опасность приобретали покровительственную окраску (при этом ветка не вызывала у них никакой реакции). Однако в присутствии птичьего чучела особи с Оаху сливались с фоном слабее, чем их африканские сородичи (уровень хроматического контраста с фоном с точки зрения птиц у гавайских хамелеонов был выше; p<0,0001). Модель змеи вызывала примерно одинаковые изменения расцветки хамелеонов из обеих популяций. Вероятно, это связано с тем, что змеи хуже птиц различают цвета, поэтому для защиты от них ящерицам не нужно так тщательно маскироваться.

Дополнительный анализ показал, что гавайские хамелеоны в яркой желто-зеленой расцветке лучше заметны для сородичей на фоне гавайской растительности, чем на фоне кенийской. Кроме того, хроматический контраст между брачной и маскировочной окрасками у особей с Оаху оказался выше, чем у особей с горы Кения. Таким образом, за несколько десятков лет эволюции хамелеоны адаптировались к локальным условиям на новом месте обитания. В ответ на почти полное отсутствие врагов самцы стали окрашиваться в более яркие цвета, благодаря чему они лучше заметны для сородичей.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые применили модель Изинга (которая определяет распределение вероятностей в системе спинов через энергию их взаимодействия друг с другом и со внешним полем) для описания узора на коже глазчатой ящерицы (Timon lepidus). Исследователям удалось подобрать два свободных параметра этой модели так, чтобы результат ее предсказаний согласовывался с реально наблюдаемыми узорами и прогнозами прежней модели на основе клеточных автоматов (содержащей 14 свободных параметров).

Сергей Коленов