Кіріспе
Мюллерлік мимикрия – екі немесе одан көп жақсы қорғалған түрлердің, көбінесе жағымсыз дәмді және ортақ жыртқыштармен бөлісетін, бір-бірінің шын ескерту сигналдарын өзара пайдасына еліктейтін табиғи құбылыс. Мюллерлік мимиктерге артықшылық – жыртқыштарға осы мимиктер тобының бір мүшесімен бір рет жағымсыз кездесу жеткілікті, содан кейін бастапқы кездесудегі түрге жата ма, жоқ па, барлық ұқсас түске ие нәрседен аулақ болады. Бұл тұжырымдаманы алғаш рет 1878 жылы неміс натуралисі Фриц Мюллер ұсынды, және ол жиілікке тәуелді таңдаудың алғашқы математикалық моделімен, биологиядағы алғашқы модельдердің бірімен теориясын қолдады. Мюллерлік мимикрия алғаш рет түрлі-түсті қанаттары бар тропикалық көбелектерде анықталды, бірақ ол көптеген жәндіктер тобында, мысалы, бал араларында, сондай-ақ улы бақалар мен коралл жыландары сияқты басқа жануарларда да кездеседі. Мимикрия көру қабілетіне байланысты болуы міндетті емес; мысалы, көптеген жыландар естілетін ескерту сигналдарын бөліседі. Сондай-ақ, қорғаныс тек уыттылықпен шектелмейді; жағымсыз дәм, өткір тікендер немесе қорғаныс мінез-құлқы сияқты жыртқыштарды ыңғайсыз жағдайға түсіретін кез келген нәрсе, түрді жыртқыштар үшін жеткілікті пайдасыз ете алады, бұл Мюллерлік мимикрияның дамуына мүмкіндік береді. Мюллерлік мимиктер жұбы қалыптасқаннан кейін, басқа мимиктер оларға конвергенттік эволюция емес, жұптың сыртқы түріне ұқсау үшін өзгеру арқылы (адвергенттік эволюция) қосылуы мүмкін, осылайша мимикрия сақиналары пайда болады. Мысалы, барқыт құмырсқаларында үлкен сақиналар кездеседі. Мимиктердің саны қаншалықты көп болса, тірі қалу мүмкіндігі де соғұрлым жоғары болады, сондықтан сирек мимиктер көбірек кездесетін түрлерге ұқсауға бейімделеді, бұл екі жаққа да пайдалы. Егер мимиктер у немесе басқа қорғаныс құралдарымен күшті қорғалмаса, Мюллердің шын мимикриясы біртіндеп Батестің жасырын мимикриясына айналады.
Müllerian mimicry is a natural phenomenon in which two or more well defended species, often foul tasting and sharing common predators, have come to mimic each other's honest warning signals, to their mutual benefit. The benefit to Müllerian mimics is that predators only need one unpleasant encounter with one member of a set of Müllerian mimics, and thereafter avoid all similar coloration, whether or not it belongs to the same species as the initial encounter. It is named after the German naturalist Fritz Müller, who first proposed the concept in 1878, supporting his theory with the first mathematical model of frequency dependent selection, one of the first such models anywhere in biology. Müllerian mimicry was first identified in tropical butterflies that shared colourful wing patterns, but it is found in many groups of insects such as bumblebees, and other animals such as poison frogs and coral snakes. The mimicry need not be visual; for example, many snakes share auditory warning signals. Similarly, the defences involved are not limited to toxicity; anything that tends to deter predators, such as foul taste, sharp spines, or defensive behaviour can make a species unprofitable enough to predators to allow Müllerian mimicry to develop. Once a pair of Müllerian mimics has formed, other mimics may join them by advergent evolution (one species changing to conform to the appearance of the pair, rather than mutual convergence), forming mimicry rings. Large rings are found for example in velvet ants. Since the frequency of mimics is positively correlated with survivability, rarer mimics are likely to adapt to resemble commoner models, favouring both advergence and larger Müllerian mimicry rings. Where mimics are not strongly protected by venom or other defences, honest Müllerian mimicry becomes, by degrees, the better known bluffing of Batesian mimicry.
Шығу тегі
Мюллерлік мимикрияны неміс зоологы және натуралисті Фриц Мюллер (1821–1897) ұсынды. Эволюцияның ерте жақтаушысы Мюллер 1862 жылы ағылшын натуралисі Генри Уолтер Бейтсті таңдандырған кейбір көбелектердің ұқсастығына алғашқы түсіндірме берді. Бейтс, Мюллер сияқты, өмірінің маңызды бөлігін Бразилияда өткізді, осы туралы «Амазон өзеніндегі натуралист» кітабында жазылған. Бейтс осы көптеген және дәмсіз көбелектердің бір-біріне ұқсауына олардың физикалық ортасы себеп болуы мүмкін деп болжады. Мюллер де осы көбелектерді өз көзімен көрген, Бейтс сияқты үлгілер жинаған, сондай-ақ, басқа да түрлі түсіндірмелер ұсынды. Олардың бірі – жыныстық таңдау, яғни, жекелемелер жиі кездесетін түспен, басқа түрлерге ұқсайтын серіктерін таңдауға бейімді. Бірақ, әдеттегідей, әйелдер таңдаса, онда мимикрия еркектерде байқалады, ал жыныстық диморфизмге ие түрлерде әйелдерде мимикрия жиірек кездеседі. Мюллер 1878 жылы жазғандай, тағы бір түсіндірме – «қорғанышқа ие түрлер, жыртқыштарды оқыту шығындарын бөлісу үшін ұқсас сыртқы түрін дамыта алады».
Апосематизм, маскировка және мимика
Мюллерлік мимикрия апосематизмге, яғни ескерту сигналдарына негізделген. Осындай шыншыл сигналдарға ие қауіпті организмдерден жыртқыштар аулақ жүреді, олар жағымсыз тәжірибеден кейін сол тиімсіз жемді қайта қумайтынын жылдам үйренеді. Инстинктивті түрде белгілі бір жемнен аулақ болатын жануарлар үшін оқудың қажеті жоқ, бірақ тәжірибеден үйрену жиі кездеседі. Оқуға қабілетті жыртқыштар үшін негізгі принцип – ескерту сигналы зиянды организмді жақсы жасырынып жүргеннен гөрі есте сақтауды жеңілдетеді. Апосематизм мен камуфляж осылайша қарама-қарсы ұғымдар, бірақ бұл олардың бір-бірімен байланыссыз екенін білдірмейді. Көптеген жануарлар қауіп сезінгенше көзге түспейді, содан кейін кенеттен ескерту сигналдарын қолданады, мысалы, көзге шалынатын көздер, ішкі жағындағы жарқын түстер немесе қатты дыбыстар. Осылайша, олар екі стратегияның да артықшылықтарын пайдаланады. Бұл стратегиялар даму кезеңдерінде әртүрлі қолданылуы мүмкін. Мысалы, үлкен ақ көбелектер личинка кезінде апосематикалық, бірақ ересек көбелек ретінде дамудан кейін Мюллерлік мимиктерге айналады.
Селективті артықшылық
Көптеген түрлер бір жыртқыштан қорғану үшін әр түрлі ескерту сигналдарын қолдана алады, бірақ бұл ешқандай тарапқа да тиімді болмас еді. Егер олар ортақ ескерту сигналына келісе алса, жыртқыш зиянды тәжірибелерден азайып, олжаны оқытуға кеткен шығын да азаяр еді. Мұндай кеңес өткізудің қажеті жоқ, себебі кейбір олжа түрлері пайдасызға ұқсап кетеді, ал пайдасыздық – жыртқышқа жеуге тиімсіз нәрселердің жиынтығы. Уыттылығы немесе жағымсыз дәмі – бұл жиі кездесетін механизм, бірақ қорғанысқа өткір тікендер, агрессивті мінез-құлық, қашу жылдамдығы немесе шапшаңдық (олжаны ұстаудың қиындығы), жаман иіс және т.б. кіруі мүмкін. Вице-король мен монарх (адмирал көбелектерінің түрлері) – екеуі де улы Мюллерлік мимиктер, бірақ бұрын олар Батезиандық деп есептелген. Адмирал көбелектерінің митохондриялық ДНК талдауы вице-корольдің Солтүстік Америкадағы екі батыс туыс түрдің бастапқы түрі екенін көрсетті. Қанаттардың өрнегінің өзгеруі уыттылықтың эволюциясынан бұрын болғанға ұқсайды, ал басқа түрлер уытты емес болып қала береді, бұл осы көбелектердің уыттылығы ортақ атадан сақталған қасиет деген гипотезаны жоққа шығарады.
Бейнелеусіз мимика
Мюллерлік имитация визуалды имитацияны міндетті түрде қажет етпейді; ол кез келген сезімдерді қолдануы мүмкін. Мысалы, көптеген жыландар ортақ дыбыстық ескерту сигналдарын пайдаланады, осылайша дыбыстық Мюллерлік имитация сақинасын құрайды. Бірнеше сигнал бірдей қолданылуы мүмкін: жыландар дыбыстық сигналдармен қатар ескерту түсін де пайдалана алады.
Теріс жиілікке тәуелді таңдау
Имитация жиілігі мен екі түрдің тірі қалу мүмкіндігі арасында кері байланыс бар. Бұл модельдердің имитаторлардан көп болуы екі түр үшін де көбеюге тиімді екенін білдіреді; бұл хищник пен жемтің арасындағы теріс өзара әрекеттесуді күшейтеді. Бұл алыс түрлердегі ұқсас фенотиптік түс пайда болуына жақын жердегі гендердің транскрипциясын реттейтін кодтамайтын ДНК бөлігінің эволюциясы себеп болуы мүмкін, бұл белгінің гомологты екенін немесе жай ғана конвергентті эволюцияның нәтижесі екенін анықтауды қиындатады.
Екі сатылы эволюция
Мюллерлік имитацияны түсіндіретін ұсынылған механизмдердің бірі – "екі қадамдық гипотеза". Оған сәйкес, үлкен мутациялық өзгеріс бастапқыда екі түрдің де ескерту түсіне ие екендігінде, имитаторды модельге шамамен ұқсатады. Екінші қадамда, кішірек өзгерістер олардың ұқсастығын жақсартады. Алайда, мұндай механизм тек қана белгі бір генмен басқарылатын жағдайларда ғана тиімді, ал көптеген түс үлгілері әлдеқанда гендердің әсерімен анықталады.
Бір-біріне жақын болу мен өзара қарым-қатынас
[[Файл:Мюллерлік имитация сақиналарының қалыптасуы.svg|thumb|upright=1.5|Бір түр немесе еліктеуші жұптың басқа, көбінесе үлкен немесе көптеп таралған түрге жақындауы арқылы Мюллерлік имитация сақиналарының қалыптасуы. Ыңғайлылық үшін фенотиптерді білдіретін екі осьте эволюция көрсетілген; іс жүзінде, өлшемдер саны шексіз болуы мүмкін (мысалы, түс ерекшеліктері). Модель бір аймақта бір ғана имитациялық сақина болатынын болжайды, бірақ бұл Heliconius көбелектерінде байқалмайды. thumb|left|Ranitomeya (Dendrobates) имитаторының кең таралған морфысы ескерту түсі ретінде қара және сары жолақты, бірақ басқа аймақтарда басқа морфтар әртүрлі түсті түрлерді еліктейді. Осылайша, R. imitator әртүрлі нысаналарға ұқсас дамыған жеке популяцияларда, яғни R. imitator және басқа түрлер Мюллердің тропикалық көбелектер үшін болжағандай өзара конвергенцияға түспей, осы нысана түрлерге жақындады (айырмашылыққа қарай өзгерді). Мұндай жақындасу жиі кездеседі. Механизмді энтомолог Ф. А. Диксей 1909 жылы ұсынды және ол күмәнді болып қалады; эволюциялық биолог Джеймс Маллет 2001 жылы жағдайды қарап, Мюллерлік имитацияда жақындасу конвергенциядан гөрі жиірек болуы мүмкін деп ұсынды. Жақындасу эволюциясында еліктеуші түрлер хищниктердің әсерінен модельге дедаль көбірек ұқсап келеді. Кез келген бастапқы пайда еліктеушіге тиесілі, және Мюллердің бастапқы конвергенция теориясындағыдай, өзара пайдалылық жоқ. Дегенмен, модель мен еліктеуші ұқсас болғаннан кейін, қорғаныстың белгілі бір деңгейі болуы мүмкін. Бұл теорияда бір аймақтағы барлық еліктеуші түрлердің түс үлгісінің бірегей болуы керек делінеді. Алайда, табиғатта мұндай болмайды, себебі Heliconius көбелектері бір географиялық аймақта бірнеше Мюллерлік имитация сақиналарын құрайды. Бұл жағдай эволюцияның басқа да күштері әрекет ететінін көрсетеді.]]
Мимикриялық кешендер
Мюллерлік имитация көбінесе «сақиналар» деп аталатын бірнеше түрдің топтарында кездеседі. Мюллерлік имитация тек көбелектерге ғана тән емес, онда сақиналар жиі кездеседі; гименоптералар, мысалы, шұңғыл аралары және басқа да жәндіктер, сондай-ақ балықтар мен коралл жыландары сияқты омыртқалы жануарлар арасында да имитация сақиналары кездеседі. Bombus шұңғыл араларының барлығы қара, ақ, сары және қызыл түстердің жолақтарынан құралған ескерту түсіне ие; олардың барлық аналарында шаншығы бар, ал еркектерінде шаншық жоқ, бірақ олардың сыртқы түрі ұқсас, және (көптеп немесе азды-көпті кездейсоқ) өз түрлерінің аналарының автомимикасынан пайда көруі мүмкін.
Таксономиялық ауқымы
thumb тік бас сол бас Pitohui kirhocephalus, Duperrey, 1825–1839 ж., кейбір қауырсын түрлері бойынша Pitohui dichrous-тың Мюллерлік мимикриясы болып көрінеді. Мюллерлік мимикрия ашылды және негізінен жәндіктерде зерттелді. Дегенмен, механизмнің эволюциялық артықшылықтарын басқа топтарда пайдаланбауға ешқандай себеп жоқ. Жаңа Гвинеядағы Pitohui туысына жататын құстар Мюллерлік мимикрияны көрсететіндей дәлелдер бар. Pitohui dichrous және Pitohui kirhocephalus географиялық ареалдары қабаттасқан жерлерде "бірге дерлік бірдей түс үлгісін" бөліседі, бірақ басқа жерлерде өзгеше; олар көзге шалынады; және олардың қауырсыны мен терісінде күшті нейротоксикалық алкалоид – батрахотоксин арқылы химиялық қорғаныспен қамтамасыз етілген. Осы фактілердің жиынтығы осы аймақтардағы популяциялардың бірігіп, адал ескерту сигналдарын бөлісуіне алып келгенін көрсетеді. [[Файл:Ictonyx libyca multivittata.jpg|thumb|Сахаралық жолақты мысық, Ictonyx libycus сияқты бірнеше сүтқоректілер агрессивті, аposeматикалық түсті жыртқыштар. Олардың қара-ақ өрнектері Мюллерлік мимикрияға ұқсас. Америкадағы Cactaceae және Agave, Aloe, Euphorbia, Африкадағы ақ тікенді Acacia және Жерорта теңізінің тікенді Asteraceae сияқты тікенді өсімдіктер Мюллерлік мимикрия сақиналарын құрауы мүмкін, себебі олар күшті қорғанысқа ие, әдетте апосематикалық деп есептеледі, ұқсас көзге түсетін өрнектер мен түстерге ие және бір-біріне сәйкес келетін аумақтарда таралған. Мустелидалар, Виверридалар және Герпестидалар тұқымдасына жататын апосематикалық сүтқоректілер тәуелсіз түрде көзге түсетін қара және ақ түске ие болды, бұл Мюллерлік мимикрияның қатысы болуы мүмкін екенін көрсетеді.
Саудада
Эволюциялық зоолог Томас Н. Шеррат бренд және өнімдерді таңдау стратегиясында әртүрлі имитация түрлері кездесетінін ұсынады. Ол Coca-Cola бөтелкесінің пішіні сияқты ерекше формаларды бизнес қорғайтынын, ал қарсылас компаниялар белгілі бәсекелестерінің инвестициялары мен беделінен пайда алу үшін осындай танымал элементтерді жиі еліктейтінін, бұл Батезиандық мимикрияны құрайтынын атап көрсетеді. Шерратт британдық супермаркеттердің өз бренді картоп чиптерінің қаптамасы Sainsbury's, Tesco, Asda және Waitrose сияқты ірі желілерде әрдайым тұздалғандары қызыл, тұз және сірке қышқылы қосылғандары жасыл, ал ірімшік пен пияздылары көк түспен боялатынын байқады. Ол осы үлгілердің кездейсоқ пайда болуы өте ұтымсыз екенін, сондықтан осы ұқсастық тұтынушыларға әрбір қаптаманың ішіндегісі туралы сенімді (шынайы сигнал беру) ақпарат беру үшін жасалған, бұл Мюллерлік мимикрия сияқты өзара тиімділікке әкеледі деп санайды.