Mullerovská mimikry - kočka G

Prostředí v adaptaci

Již mnohokrát jsme hovořili o tom, že druhy se vyvíjejí v reakci na určitý druh tlaku prostředí, který v rámci daného druhu zvýhodňuje (nebo naopak znevýhodňuje) určité vlastnosti. V průběhu času to vede ke změnám ve frekvencích druhových znaků a mění celkový průměrný fenotyp daného druhu (někdy pomalu, jindy rychle).

Ačkoli obvykle hovoříme o prostředí ve smyslu abiotických podmínek, jako je teplota nebo klima, stejně důležité jsou i biotické faktory: tedy části prostředí, které jsou samy o sobě také živé. Z tohoto důvodu mohou mít změny u jednoho druhu hluboký dopad na ostatní druhy spojené v ekosystému. Evoluce jednoho druhu je tedy neodmyslitelně spjata s evolucí dalších relevantních druhů v rámci ekosystému: často spolu tyto propojené evoluční cesty při změnách jednotlivých druhů vzájemně bojují. Podívejme se na několik různých příkladů, jak může evoluce jednoho druhu ovlivnit evoluci jiného druhu.

Koevoluce predátora a kořisti

Jedním z nejzřetelnějších způsobů, jak se může evoluce dvou různých druhů vzájemně ovlivňovat, je vztah predátora a kořisti. Kořistní druhy se přirozeně vyvíjejí tak, aby se dokázaly bránit před predátory různými způsoby, jako je krypse (např. maskování), toxicita nebo změny chování (např. noční život nebo skupinové stádo). Naproti tomu predátoři si vyvinou nové a dokonalejší metody detekce a lovu kořisti, jako jsou zdokonalené smysly, jed a maskování (například pomocí měkkých polstrovaných nohou).

Existují miliony možných příkladů koevoluce predátora a kořisti, které by zde mohly být použity jako příklady, založené na neustálé snaze jednoho druhu získat převahu nad druhým. Ale jeden, který mě napadá, se týká tvora, o němž jsem se dozvěděl na dovolené ve Skandinávii: kuny borové a jejího vlivu na veverky.

Tuto fotografii jsem pořídil během přestávky na oběd v pekárně v norských horách, na níž je malé zvířátko pobíhající mezi skalami u jezera. Nebyl jsem si jistý, o jaký druh přesně jde, a tak jsem se zeptal vedoucího zájezdu, který mi nadšeně sdělil, že je to kuna borová. Poté, co jsem o nich trochu zapátral (a snažil se zjistit, jaký je rozdíl mezi kunou piniovou, hranostajem a lasičkou), jsem zjistil, že podle velikosti a zbarvení je to vlastně spíš hranostaj než kuna piniová. Ale i tak jsou kuny borové samy o sobě zajímavým druhem (a vyskytují se také v Norsku, takže záměna je pochopitelná).

Kuna borová je druh z čeledi lasicovitých, spolu s vydrou, lasičkou, hranostajem a rosomákem. Stejně jako mnoho jiných mustelidů jsou to masožraví savci, kteří se živí různou kořistí, jako jsou hlodavci, drobní ptáci a hmyz. Jedním z hojnějších druhů, kterými se živí, jsou veverky: jak veverky červené, tak veverky šedé jsou potenciální potravou roztomilé, ale divoké kuny borové.

V rámci rozšíření kuny borové (na většině území Evropy) jsou však veverky červené původním druhem a veverky šedé invazním druhem, pocházejícím ze Severní Ameriky. Vzhledem k dlouhotrvajícímu vztahu mezi veverkami červenými a kunami borovými došlo k jejich společnému vývoji: především tím, že veverky červené přešly na převážně stromový způsob života a co nejvíce se vyhýbají zemi. Veverky šedé však neměly evoluční historii na to, aby se tuto lekci naučily, a pro chytrou kunu borovou jsou snadnou potravou. V oblastech, kde byly kuny borové zachovány nebo reintrodukovány, tak aktivně regulují invazní populaci veverky šedé, což na oplátku posiluje původní populaci veverky červené snížením konkurence. Koevoluční vazba mezi veverkami červenými a kunami borovými má zásadní význam pro boj s invazním druhem.

Vztah mezi početností kuny borové a početností veverek červených (původních) i šedých (invazních). Vlevo bez kun borových řádí invazní druh, který vytlačuje původní druh. S nárůstem počtu kun v ekosystému jsou však veverky šedé díky své naivitě predovány mnohem více než veverky červené, což vede k „přirozené“ rovnováze vpravo.

Diagram, jak se mění početnost veverek v závislosti na počtu kun. Invazní veverky šedé jsou přítomností kuny borové výrazně ochuzeny, což naopak umožňuje původním veverkám červeným zvýšit početnost populace poté, co se zbaví konkurence.

Koevoluce hostitele a parazita

V podobném duchu jako koevoluce predátora a kořisti probíhají i u patogenních druhů a jejich nešťastných hostitelů jakési „závody ve zbrojení“. Parazité musí vyvíjet stále nové způsoby, jak infikovat a přenášet infekci na hostitele, zatímco hostitelé vyvíjejí nové metody, jak se infikujícím druhům bránit a vyhýbat se jim. Tento spirálovitý souboj evolučních sil je nazýván „hypotézou červené královny“, kterou v roce 1973 formuloval Leigh Van Valen a která se používá k popisu mnoha dalších forem koevoluce. Název pochází z knihy Lewise Carrolla Through the Looking Glass (Přes zrcadlo) a zejména z jednoho citátu:

„Tak tady, vidíte, je potřeba všeho běhu, abyste se udrželi na stejném místě.“

Citát odkazuje na to, jak se druhy musí neustále přizpůsobovat a reagovat na evoluci jiných druhů, jen aby se udržely v existenci a zabránily vyhynutí. Druhy, které zůstanou statické a přestanou se vyvíjet, nevyhnutelně vyhynou, protože svět kolem nich se mění.

Mimikry

V přírodě existuje spousta dalších zvláštních a jedinečných mechanismů koevoluce. Jedním z nich je mimikry, proces, při kterém se jeden druh snaží vypadat jako jiný, aby se ochránil. Nejikoničtější skupinou, která je tímto známá, jsou motýli: mnoho druhů, ačkoli mohou být evolučně velmi odlišné, sdílí podobné vzory zbarvení a tvary těla jako mimikry. V závislosti na povaze kopie lze mimikry rozdělit do dvou širokých kategorií. V obou případech je původní „referenční“ druh pro predátory jedovatý nebo nechutný a ke sdělení této skutečnosti používá určitý typ barevného signálu: vzpomeňme na jasně žluté barvy včel a vos nebo červenou barvu berušek. Kde se obě kategorie mění, je povaha „napodobujícího“ druhu.

Müllerova mimikry

Je-li napodobující druh rovněž toxický nebo nechutný, nazýváme jej Müllerova mimikry (podle Johanna Friedricha Theodora Müllera). Tím, že mají oba druhy stejné zbarvení a oba jsou toxické, zvyšují oba napodobující druhy možnost naučení se signálu predátory. Pokud predátor sežere některý z těchto druhů, spojí si tento barevný vzor s toxicitou a v budoucnu nebude ani jeden z těchto druhů s takovou pravděpodobností loven. V tomto smyslu se jedná o kooperativní koevoluční vztah mezi dvěma fyzicky podobnými druhy.

(Poněkud známý) příklad Müllerovy mimikry se dvěma druhy motýlů, monarchou a vikvicí. Ačkoli je tento případ tradičně považován za učebnicový případ batesovské mimikry (viz níže), díky toxicitě obou druhů se pravděpodobně jedná spíše o scénář müllerovské mimikry. Protože oba motýli mají stejný vzor a oba jsou toxičtí, vysílá to silný signál predátorům, jako jsou vosy, aby se oběma vyhnuli.

Batesovská mimikry

Naproti tomu mimikry nemusí být ve skutečnosti toxické nebo nechutné a jednoduše kopírují toxický druh. Tento jev se označuje jako batesovská mimikry (podle Henryho Waltera Batese) a spočívá v tom, že napodobovaný druh spoléhá na to, že spojení barvy a toxicity se predátoři naučili prostřednictvím „referenčního“ druhu. Ačkoli napodobenina není toxická, v podstatě se opírá o tvrdou evoluční práci, kterou již vykonal skutečně toxický druh. V tomto případě je koevoluční vztah spíše parazitický, protože napodobitel těží z „referenčního“ druhu, ale laskavost mu není vrácena.

Příklad batesovské mimikry u vznášivek a vosiček. Vznášivky nejsou vůbec jedovaté a jsou obecně neškodné, nicméně tím, že napodobují jasné jasně žluté výstražné systémy nebezpečnějších druhů, jako jsou vosy a včely, se vyhýbají sežrání predátory, jako jsou ptáci.

Koevoluce druhů a význam druhových interakcí

Existuje nespočet dalších druhových interakcí, které by mohly řídit koevoluční vztahy v přírodě. Mohou mezi ně patřit různé formy symbiózy nebo reakce různých druhů na ekosystémové inženýry: tj. druhy, které mohou měnit a utvářet prostředí kolem sebe (např. koráli v útesových systémech). Pro pochopení toho, jak se určitý druh vyvíjí ve svém prostředí, je tedy třeba vzít v úvahu, jak se vyvíjí i mnoho dalších místních druhů a jak na ně reagují svým vlastním způsobem.

Kočka G