28.11: Interakcje drapieżnik-ofiara

Drapieżniki zużywają zdobycz w celu uzyskania energii. Drapieżniki zdobywające ofiarę i ofiary unikające drapieżnictwa zwiększają swoje szanse na przeżycie i reprodukcję (tj. sprawność). Rutynowe interakcje drapieżnik-ofiara wywołują wzajemne adaptacje, które poprawiają ataki drapieżników, takie jak pazury, zęby i szybkość, a także obronę ofiary, w tym crypsis, aposematyzm i mimikra. Zatem interakcje drapieżnik-ofiara przypominają ewolucyjny wyścig zbrojeń.

Chociaż drapieżnictwo jest powszechnie kojarzone z mięsożernością, np. z gepardem polującym na gazelę, istnieje ściśle powiązany rodzaj interakcji. Roślinożerność to spożycie roślin przez zwierzęta zwane roślinożercami. Rośliny zazwyczaj odstraszają zwierzęta roślinożerne, stosując szereg mechanizmów obronnych, w tym obronę morfologiczną, taką jak ciernie drzewa akacjowego, i obronę chemiczną, taką jak toksyny mleczu. Jednak niektóre zwierzęta roślinożerne ewoluują, przystosowując się do ominięcia mechanizmów obronnych roślin. Na przykład żyrafy mają długie, zręczne języki, które pozwalają im zjadać liście akacji, unikając kolców. Gąsienice motyli monarchów rozwinęły odporność na toksyny mleczu i zamiast tego zjadają mlecze, aby przechowywać toksyny w swoich tkankach w celu obrony przed własnymi drapieżnikami.

Wielkość populacji drapieżników i ofiar może zwiększać się i zmniejszać w cyklach, częściowo z powodu drapieżnictwa. Na przykład populacje rysia i zająca w rakietach śnieżnych w północnej Kanadzie zmieniają się cyklicznie co około 10 lat, przy czym zmiany populacji—rysia są opóźnione o 1-2 lata w stosunku do populacji zająca. Wraz ze wzrostem populacji zajęcy rośnie także populacja rysia, który woli żerować na zającach w rakietach śnieżnych—Jednak w miarę jak ryś łapie zające, populacja zajęcy zaczyna spadać. Niedobór zajęcy ostatecznie zmniejsza populację rysia, umożliwiając zającom rozwój i powtarzanie cyklu. Inne czynniki, takie jak dostępność roślinności i drapieżnictwo innych drapieżników, również wpływają na cykl populacji zająca, ograniczając jej szczytową wielkość populacji i tempo wzrostu.

Wszystkie organizmy potrzebują energii, aby przetrwać. Na przykład gazele są roślinożercami, które żywią się roślinnością, podczas gdy gepardy są mięsożercami, które zjadają gazele. Ten rodzaj interakcji nazywa się drapieżnictwem, w którym jeden organizm, drapieżnik, pozyskuje energię, konsumując inny organizm, ofiarę.

Wyostrzone zmysły drapieżnika, takie jak wzrok, węch i słuch, umożliwiają mu wykrycie zdobyczy. Wyspecjalizowane cechy fizyczne, takie jak zęby czy pazury, ułatwiają chwytanie i konsumpcję zdobyczy.

Rutynowe interakcje drapieżnik-ofiara powodują, że ofiara ewoluuje cechy, które pozwalają jej uniknąć wykrycia lub schwytania.

Na przykład większość ptaków wykształciła wyjątkowy wzrok, w tym widzenie kolorów, aby polować na zdobycz. Obrona znana jako crypsis pozwala ofierze uniknąć wykrycia wizualnego poprzez wtopienie się w otoczenie. Na przykład larwy i dorosłe pieprzowe wyewoluowały ubarwienie ciała i skrzydeł, które ściśle pasuje do gałęzi i kory drzew żywicielskich.

Zamiast się ukrywać, motyle monarchy reklamują swoją toksyczność ozdobnymi, jaskrawo kolorowymi skrzydłami. Takie ostrzegawcze ubarwienie lub aposematyzm działa jako wizualna wskazówka ofiary dla drapieżników, że jest ona niebezpieczna lub niejadalna. Gąsienice monarch połykają trojeść, co czyni je toksycznymi jako dorosłe osobniki. Ptaki, które ignorują ostrzeżenie monarchy, doświadczają jego nieprzyjemnego smaku lub mają mdłości i unikają kontaktu w przyszłości.

Kiedy aposematyzm gatunku jest skuteczny, inne gatunki, które mają te same drapieżniki, mogą ewoluować, aby kopiować lub naśladować to ubarwienie.

Naśladownictwo Mullera ma miejsce, gdy szkodliwe gatunki o podobnym wyglądzie aposematycznym dzielą się kosztami edukacji drapieżników. Na przykład motyle wicekróla są toksyczne i ściśle naśladują wygląd monarchy. Drapieżniki, które próbują jednego gatunku, uczą się unikać drugiego, zamiast ryzykować kolejne nieprzyjemne doświadczenia związane z karmieniem.

Alternatywnie, mimikra batezjańska występuje, gdy nieszkodliwy gatunek naśladuje gatunek szkodliwy. Drapieżniki zazwyczaj omijają jaskrawy, trójkolorowy, prążkowany wzór obserwowany u jadowitych węży koralowych. Niejadowite węże królewskie wykorzystują to, naśladując wygląd węża koralowego.

Interakcje drapieżnik-ofiara przypominają wyścig zbrojeń. Gdy ofiara ewoluuje, aby uniknąć drapieżnictwa, drapieżniki ewoluują w odpowiedzi, podobnie jak zwiększona prędkość geparda, aby lepiej chwytać zdobycz. Taka wzajemna selekcja naturalna między oddziałującymi na siebie gatunkami znana jest jako koewolucja.