Back to chapter

28.11:

Биологические отношения хищника и жертвы

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Predator-Prey Interactions

Languages

Share

Всем организмам для выживания нужна энергия. Газели, например, являются травоядными, которые питаются растительностью, а гепарды плотоядными, и поедают газелей. Такого типа взаимодействия называются хищничеством, где один организм, хищник, получает энергию за счёт потребления другого организма, добычи.Острые чувства хищника, такие как зрение, обоняние и слух, позволяют им обнаруживать добычу. Специализированные физические характеристики, такие как зубы или когти, облегчают захват и потребление добычи. Повседневное взаимодействие хищников-жертв причина появления у жертвы новых признаков, которые позволяют им избежать обнаружения или захвата.Например, у большинства птиц исключительное зрение, включая цветовое зрение, чтобы охотиться на добычу. Защита, известная как крипсис, позволяет добыче избежать визуального обнаружения, объединяя их с окружающей средой. Например, личинки и взрослые особи мотылька перечного, усовершенствовали расцветки тела и крыльев, которые совпадают с расцветкой ветвей и коры деревьев, на которых они обитают.Вместо того, чтобы прятаться, бабочки монарха заявляют”что ядовиты, с помощью богато украшенных, ярко окрашенных крыльев. Такая предупредительная окраска или апосемизм, выступает в качестве визуального сигнала добычи для хищников, что они опасны или несъедобны. Гусеницы Монарха поглощают молочные сорняки, что делает их токсичными, когда они повзрослеют.Птицы, игнорирующие предупреждение монарха, испытают плохой вкус или тошноту, и будут избегать контакта в будущем. Когда апосемизм вида эффективен, другие виды, у которых те же хищники, могут развивать копирование, или мимикрирование, этой расцветки. Мюллерова мимикрия возникает, когда ядовитые виды с похожими апосематическими внешними проявлениями разделяют расходы на обучение хищников.Бабочки-Наместники, например, токсичны, и точно имитируют внешний вид Монарха. Хищники, которые пробуют один вид, учатся избегать других, вместо того, чтобы испытывать неприятные ощущения при поедании. В качестве альтернативы, Бейтсовская мимикрия происходит, когда безвредный вид имитирует опасные виды.Хищники, как правило, избегают яркий трёхцветный узор с полоской, который наблюдается на ядовитых коралловых змеях. Неядовитые королевские змеи используют это, имитируя вид коралловой змеи. Взаимодействия хищник-добыча похоже на гонку вооружений.По мере того, как добыча развивается, чтобы избежать хищничества, хищники эволюционируют в ответ, например, как гепард, увеличивая скорость, чтобы легче было ловить добычу. Такой взаимный естественный отбор между взаимодействующими видами известен как коэволюция.

28.11:

Биологические отношения хищника и жертвы

Хищники потребляют добычу для получения энергии. Хищники, которые получают добычу, избегая других хищников, увеличивают свои шансы на выживание и воспроизводство (то есть приспособленность). Обычные взаимодействия хищника и жертвы вызывают взаимную адаптацию, которая улучшает атаки хищников, такие как когти, зубы и скорость, а также защиту жертвы, включая крипсис, апосематизм и мимикрию. Таким образом, взаимодействие хищника и жертвы напоминает эволюционную гонку вооружений.

Хотя хищничество обычно ассоциируется с жестокостью, например когда гепарды охотятся на газелей, существует тесно связанный тип взаимодействия. Травоядность – это потребление растений животными, известными как травоядные. Растения обычно отпугивают травоядных животных, используя ряд средств защиты, включая морфологические средства защиты, такие как шипы акации, и химические средства защиты, такие как токсины молочая. Однако у некоторых травоядных развиваются приспособления, позволяющие обходить защиту растений. У жирафов, например, длинные, ловкие языки, которые позволяют им есть листья акации, избегая при этом ее шипов. У гусениц бабочки-монархов выработался иммунитет к токсинам молочая, и они потребляют молочай, чтобы сохранить токсины в своих тканях в качестве защиты от собственных хищников.

Размеры популяции хищников и жертв могут циклически увеличиваться и уменьшаться, отчасти из-за хищников. Например, популяции рыси и зайца-беляка на севере Канады меняются примерно каждые 10 лет, при этом изменения популяции рыси отстают на 1-2 года от популяции зайца. По мере увеличения популяции зайцев увеличивается и популяция рыси, предпочитающих питаться зайцами-беляками. Однако по мере того, как рыси ловят зайцев, их популяция начинает сокращаться. Нехватка зайцев в конечном итоге снижает популяцию рыси, позволяя зайцам процветать и повторять цикл. Другие факторы, такие как наличие растительности и хищничество со стороны других хищников, также влияют на цикл популяции зайца, ограничивая его пиковый размер и скорость роста.

Suggested Reading

Kersch-Becker, Mônica F., André Kessler, and Jennifer S. Thaler. "Plant defences limit herbivore population growth by changing predator–prey interactions." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 284, no. 1862 (2017): 20171120. [Source]

Krebs, Charles J. "Of lemmings and snowshoe hares: the ecology of northern Canada." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 278, no. 1705 (2010): 481-489. [Source]

Skelhorn, John, and Candy Rowe. "Cognition and the evolution of camouflage." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 283, no. 1825 (2016): 20152890. [Source]