Жук-бомбардир и клоп-хищнец подтвердили взаимовыгодный характер квазибейтсовской мимикрии

Японские зоологи выяснили, что квазибейтсовская мимикрия, при которой менее защищенный вид подражает более защищенному, выгодна как для имитатора, так и для его модели. Исследователи проводили эксперименты с клопами-хищнецами Sirthenea flavipes, которые могут больно уколоть хищника хоботком, и жуками-бомбардирами Pheropsophus occipitalis jessoensis, способными выбрасывать во врага горячую смесь воды и химикатов. Оказалось, что если хищник имеет опыт взаимодействия с одним из видов этих насекомых, то в дальнейшем он вряд ли нападет на другой. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала PeerJ.

Многие животные защищаются от хищников, подражая ядовитым или хорошо вооруженным существам. Зоологи называют такую стратегию бейтсовской мимикрией. Ее придерживаются, например, безобидные мухи-журчалки (Syrphidae), которые имитируют полосатую окраску пчел и ос. А при мюллеровской мимикрии несколько хорошо вооруженных видов становятся похожими друг на друга. Столкнувшись с одним представителем такого кольца мимикрии хищник впоследствии будет сторониться всех животных со сходной окраской и поведением.

Можно сказать, что в случае бейтсовской мимикрии вид-подражатель паразитирует на модели, в то время как мюллеровская мимикрия выгодна для всех участвующих в ней видов. Однако в эту схему не укладываются примеры так называемой квазибейтсовской мимикрии, когда имитатор может постоять за себя, но вооружен хуже, чем вид, которым он притворяется. Одни авторы считают, что в в таких случаях подражатели паразитируют на моделях, а другие — что они вовлечены с ними во взаимовыгодные отношения.

Японский зоолог Синдзи Сугиура (Shinji Sugiura) из Университета Кобе и его коллега Мисаки Цудзии (Misaki Tsujii) из природоохранной организации Hoshizaki Green Foundation решили разобраться в этом вопросе на примере двух видов насекомых, обитающих на травянистых равнинах Восточной Азии. Первый из них — жук-бомбардир Pheropsophus occipitalis jessoensis, который при нападении хищника выбрасывает из брюшка смесь хинонов и воды, разогретую до ста градусов Цельсия. Второй — клоп-хищнец Sirthenea flavipes. У этого вида нет столь впечатляющего защитного арсенала, как у бомбардира, однако он способен больно уколоть врага острым хоботком. Поскольку бомбардир и хищнец окрашены в похожие черно-оранжевые тона, предполагается, что второй вид подражает первому.

Для проведения экспериментов Сугиура и Цудзии поймали на острове Хонсю 43 взрослых бомбардира и 20 хищнецов, а также 48 чернопятнистых лягушек (Pelophylax nigromaculatus) — последние выступали в качестве хищников. На первом этапе каждую амфибию сажали в отдельный контейнер, предлагали ей жука или клопа и фиксировали реакцию хищника и потенциальной добычи. В общей сложности было проведено 40 тестов, в которых участвовало 40 лягушек и по 20 насекомых каждого вида.

В ходе опытов ни одна лягушка не стала есть предложенных бомбардиров. Лишь пять из них схватили потенциальных жертв ртом, но выплюнули их сразу же после того, как те выбросили горячую жидкость. Десять особей прекратили нападение, едва коснувшись бомбардиров языком (возможно, они почувствовали неприятные на вкус химические вещества на теле жуков), а еще пять полностью проигнорировали насекомых. Защита клопов-хищнецов оказалась менее успешной (p = 0,0471). Пяти лягушкам удалось успешно проглотить этих насекомых, несмотря на нанесенные уколы (однако одна из них после этого умерла). Пять амфибий выплюнули клопов сразу после укола, восемь прекратили нападение, коснувшись их языком, а еще две просто проигнорировали потенциальных жертв.

В следующей серии экспериментов лягушкам, которые в предыдущем испытании столкнулись с бомбардиром, предлагали хищнеца — а их сородичам, которые не стали есть клопа, наоборот, давали жука. В общей сложности на этом этапе в тестах приняли участие 43 амфибии, 43 жука и 17 клопов. Среди 23 лягушек, ранее сталкивавшихся с клопом-хищнецом, только пять решились атаковать бомбардира. А среди 20 их сородичей, которые имели опыт общения с бомбардирами, лишь восемь напали на клопов (но не стали их проглатывать). В целом, опыт взаимодействия с клопом-хищнецом снизил желание лягушек нападать на жуков с 75 до 21,7 процента, а опыт общения с жуком-бомбардиром сократил количество атак на клопов с 91,3 до 40 процентов.

Результаты исследования подтверждают, что клопы-хищнецы S. flavipes защищены от хищников слабее, чем жуки-бомбардиры Ph. occipitalis jessoensis. Однако сходная окраска двух этих видов идет на пользу не только клопам, но и жукам. Лягушки, которые ранее встречались с одним из этих видов насекомых, намного реже атакуют второй. Таким образом, квазибейтсовская мимикрия может быть выгодной и для подражателя, и для его модели (хотя и не в равной степени, поскольку жуки-бомбардиры в целом становятся жертвами лягушек намного реже, чем клопы). Возможно, в кольце мимикрии, которое формируют бомбардир и хищнец, участвуют и другие виды, например, жуки-стафилиниды Ocypus weisei.

Ранее мы рассказывали о другом исследовании, которое провели Синдзи Сугиура и Мисаки Цудзии. Они обнаружили, что самцы одиночных ос Anterhynchium gibbifrons используют для защиты от хищников шипы, растущие около гениталий. Несмотря на то, что эти структуры не выделяют яда, ими можно очень больно уколоть.