Mimikra chemiczna

Storczyki pajęcze naśladują zapachy samic pszczół górniczych

Mimikra chemiczna (określana również jako mimikra molekularna) jest rodzajem mimikry biologicznej , polegającej na użyciu chemikaliów w celu oszukania operatora. Substancja mimiczna oszukuje operatora (np. drapieżnika) poprzez wykazanie adaptacyjnego podobieństwa chemicznego do obiektu jego otoczenia iw konsekwencji uzyskuje selektywną przewagę. We wszystkich przypadkach mimikry chemicznej stwierdzono, że gatunki naśladujące są jedynymi gatunkami, które odnoszą korzyści z reakcji z kosztami lub bez wpływu na oszukane gatunki. Dzieje się tak poprzez przystosowanie do wytwarzania substancji chemicznych (np. allomonów , feromonów , zapachów itp.), które spowodują pożądaną reakcję behawioralną u oszukiwanego gatunku i selektywną przewagę naśladowcy. Mimikra chemiczna istnieje w wielu różnych formach mimikry, takich jak mimikra agresywna, ochronna, Batesowska i Müllerowska i może obejmować wiele różnych zmysłów. Naśladowanie substancji semiochemicznych to jedne z najczęściej stosowanych form mimikry chemicznej, ale jest mniej widoczne niż formy bardziej wizualne. W rezultacie temat ten został stosunkowo zaniedbany w badaniach i literaturze. Dwa przykłady organizmów wykazujących mimikrę chemiczną to: naśladowanie Noctuid przez pająki bolas w celu zwabienia zdobyczy; oraz oszukiwanie owadów w ich własnych gniazdach poprzez naśladowanie ich zapachów, aby niezauważenie wejść i ukryć się w gnieździe.

Klasyfikacja

Mimikra chemiczna istnieje w wielu formach i ma różne zastosowania. Można go sklasyfikować według funkcji, jaką spełnia dla gatunków naśladujących, oraz wpływu, jaki naśladowanie będzie miało na gatunek, który jest oszukiwany. Może być używany do takich funkcji, jak odstraszanie drapieżników, przyciąganie zdobyczy, umożliwienie pasożytowi oszukania gatunku żywiciela lub pomoc w reprodukcji organizmu.

Agresywna mimika

Pająki Bolas emitują chemikalia, aby wabić zdobycz (ćmy Noctuid)

Agresywna mimikra przy użyciu chemikaliów jest stosowana wśród wielu różnych zwierząt. Działa albo zwabiając oszukany organizm do zwodziciela, albo pozwala organizmowi zaakceptować obecność pasożyta. Mimikra chemiczna stosowana przez pasożyty pozwala oszukanemu organizmowi zaakceptować obecność zwodziciela, podczas gdy czerpie korzyści z przyjmowania zapasów żywności lub bezpośredniego żerowania na gatunku żywiciela z wnętrza swojego gniazda.

Drapieżnik

Chemiczna mimikra feromonów organizmu pozwala drapieżnikom z tą zdolnością przyciągać do siebie wybraną zdobycz, zamiast marnować energię na szukanie i próby złapania tych organizmów z różnym powodzeniem. Feromony są zwykle używane przez gatunki ofiar do przyciągania członków własnego gatunku jako potencjalnych partnerów. W przypadku drapieżnej mimikry chemicznej drapieżnik ewoluował, aby emitować chemikalia, które są strukturalnie podobne i powodują takie same reakcje behawioralne u ofiary. Jednak naśladowane feromony przyciągną zwierzę raczej w stronę drapieżnika niż potencjalnego partnera.

Jedną z grup organizmów stosujących tę metodę są pająki Bolas (rodzaj: Mastophora ). Pająki Bolas emitują substancje chemiczne, które przyciągają ich zdobycz, ćmy nocne. Pająki te zastąpiły potrzebę przędzenia skomplikowanych sieci w celu złapania zdobyczy, naśladując feromony emitowane przez samice ćmy, aby skutecznie przyciągać samce tego gatunku. W badaniach przeprowadzonych na tym pająku stwierdzono, że ćmy zbliżają się tylko z wiatrem pająka i że wszystkie schwytane ćmy były w rzeczywistości samcami.

Pasożyty

Pszczoły kukułki naśladują jaja innych gatunków pszczół i przenoszą opiekę rodzicielską na gospodarzy

Pasożytnicze użycie mimikry chemicznej obejmuje inwazję na gniazdo oszukanego gatunku, który może składać się z osobnika lub kolonii. Emitując naśladujące substancje chemiczne, które tworzą znajome zapachy żywiciela, najeźdźca jest w stanie skutecznie ukryć się w gnieździe bez alarmowania żywiciela.

Jednym z przykładów grupy owadów, która wykorzystuje tę metodę chemicznej mimikry, są pszczoły kukułki (rodzaj: Nomada ). Pszczoły kukułki będą pasożytować na pszczołach z rodzin Melittidae i Andrenidae . Samce pszczół kukułek będą wytwarzać substancje chemiczne o strukturze podobnej do lotnych lipidów wydzielanych przez samice żywicielki, które są przenoszone na samice kukułki, aby mogły zakamuflować swoje jaja w gnieździe żywiciela. Pozwoliłoby to samicom przenieść opiekę nad swoimi jajami i larwami na żywiciela, przynosząc korzyści pasożytowi i obciążając żywiciela.

Ochronny

Ochronne formy mimikry chemicznej działają na korzyść gatunku naśladującego, zapobiegając szkodom. W większości przypadków osiąga się to poprzez działanie odstraszające inne organizmy poprzez naśladowanie chemikaliów emitowanych przez inny gatunek, który ma mechanizm odstraszania drapieżników. Ta forma mimikry jest znana jako mimikra Batesa.

Batesowska mimikra

W mimikrze Batesa potencjalne organizmy będące ofiarami będą naśladować chemikalia emitowane przez organizm, który stanowi większe zagrożenie dla drapieżnika, aby powstrzymać atak. Najczęściej tę formę mimikry chemicznej obserwuje się u gatunków roślin poprzez uwalnianie naśladowanych chemikaliów obronnych. Naśladowany organizm może zawierać szkodliwe chemikalia używane do odstraszania drapieżników przed ich spożyciem, ponieważ doprowadzi to do zachorowania drapieżnika. Używając mimikry Batesa, operator będzie naśladował aspekt chemiczny, taki jak „sygnały obronne” używane przez rośliny, aby oszukać roślinożercę lub drapieżnika, aby unikał jadalnego organizmu.

Rozrodczy

Mimikra chemiczna może również mieć korzystny wpływ na sukces reprodukcyjny operatora. Ta forma jest używana przede wszystkim przez kwiaty w celu oszukania zapylaczy . Istnieją dwa główne typy, z których pierwszy to pseudokopulacja , która polega na przyciąganiu samców zapylaczy poprzez naśladowanie feromonów samic tego gatunku. Drugi typ obejmuje rośliny żeńskie naśladujące sygnały chemiczne samców tego samego gatunku. W ten sposób roślina żeńska jest w stanie przyciągnąć więcej zapylaczy, mimo że nie wytwarza pyłku , którego szuka zwierzę.

Pszczoła pseudo-kopulująca ze storczykiem

Pseudokopulacja

Pseudokopulacja jest osiągana, gdy kwiat z powodzeniem naśladuje wygląd i feromony emitowane przez samicę gatunku owada. Substancje chemiczne emitowane przez naśladujące gatunki działają w celu przyciągnięcia tych zapylaczy do rośliny i zwiększenia liczby wizyt i czasu spędzonego na kwiatku. Zwiększy to szanse na to, że pyłek skutecznie przylgnie do organizmu lub że pyłek już przyczepiony do niego zostanie skutecznie przeniesiony na roślinę.

W jednym z badań przeprowadzonych na pszczołach górniczych ( Andrena nigroaenea ) i storczykach pająkowatych ( Ophrys sphegodes Mill.) stwierdzono, że niezapylane storczyki pajęcze wydzielają zapach składający się z węglowodorów , który dokładnie odpowiada zapachom wydzielanym przez samice pszczół dziewiczych. W rezultacie samce pszczół górniczych są niezwykle przyciągane do kwiatów storczyka pająka, co powoduje szybsze wizyty na kwiatku, aw niektórych przypadkach samce pszczół podejmują próbę kopulacji, albo zostając wystarczająco pokrytym pyłkiem, albo z powodzeniem przenosząc go na inną roślinę.

Zobacz też

Dalsza lektura

  • Stowe, MK (1998). „Mimikra chemiczna”. W KC Spencer (red.). Chemiczna mediacja koewolucji . Londyn: prasa akademicka.
  • Bernklau, EJ (1996). „Mimikra chemiczna w zapylaniu” . Uniwersytet Stanowy Kolorado. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2010-07-23 . Źródło 2010-05-02 .