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擬態生物學

警戒色與擬態的介紹團隊,學術文章導讀,歷史背景,物種,與生物多樣性





動物的隱蔽性是來自與背景符合的程度,如果與背景越相似,就越有可能逃出捕食者的魔掌。但現今許多的棲地因人為的管理,而改變了原有的自然環境,如因森林利用而改變原有的植物組成,如此造成的影響是否會衝擊原本以隱蔽性躲避天敵的物種呢?

美國佛州的奧卡拉國家森林公園可能就有這樣的例子,這個研究討論在一種在國家公園中的一種強稜蜥—Floria scrub lizard (Sceloporus woodi),探討在有人類管理過的棲地中對其隱蔽色效果的影響。這種蜥蜴偏好佔領修剪後的沙松 (sand pine) 的灌木叢與有指定燃燒區域(註)中的長葉松,而其體色背面是與枯葉相近的顏色,腹面則有很亮的青藍色斑塊。在這個研究中,作者們使用該蜥蜴的粘土模型(沒錯,又是粘土模型)放在這兩種棲地中,比較其間粘土模型被攻擊的比率與棲地背景異質性的關係,而這些地方預期的捕食者是食火雞。結果之一毫無意外顯示體色與背景體比最大時被攻擊的比率最高。而背面的體色與開放的沙地與死去的木頭對比最大,與枯葉的對比最小,顯示其在後者應有良好的隱蔽效果。

這與棲地管地有何關係?無論是哪種棲地,在枯葉背景上的被攻擊率都是最低的,而作者認為藉由燃燒或是修剪後增加的落葉能增加這種蜥蜴躲藏的地方,因此人為的管理就間接的影響隱蔽色的有效性與物種的適存度。

註:指定燃燒區域 (prescribed burning)是指在森林的某處,為了達到某些目的(如疏伐),在環境允許的情況下,以燃燒的方式達到該目的。

Orton RW, McElroy EJ & McBrayer LD. 2018. Predation and cryptic coloration in a managed landscape. Evolutionary Ecology: 1–17.

Wrote by Chia-Hsuan Wei

擬態主要的演化機制來自天擇,也就是由捕食者來決定擬態是否能留在環境中,但是由哪類捕食者來推動演化呢?

鳥類?哺乳類?爬蟲類?會飛的或是爬樹的?這是個很大未解的問題。

這個以分佈在北美的絨蟻蜂的穆氏擬態群為主的研究給了一個可能性。研究者用以下四個基本原則篩選可能的候選者

1. 捕食者與獵物間分佈相似性
2. 相似的絨蟻蜂擬態者出現區域的捕食者群集相似性
3. 潛在捕食者的食性偏好
4. 比較時間與空間上捕食者與獵物間的演化一致性
研究者認為物種多樣性最高的安樂蜥科(Dactyloides, the anoles)與角蜥科(Phrynosomatidae, horned-lizards, spiny-lizards, and allies)與絨蟻蜂活動範圍最相似,有可能是其主要捕食者,因此以這兩個科的物種為標的,評估以上四個因子,探討這兩類獵蜥是演化推力的可能性。結果發現獵蜥有可能是絨蟻蜂擬態群最可能的推動者,在評估各種因素後(食性、視覺能力等),其中多樣性最高的安樂蜥科最有可能是最大的演化推力,而在中美兩個絨蟻蜂擬態群(Black-headed Timulla 與 Tropical)就可能是由安樂蜥科所形塑。

來源
Pan AD, Williams KA & Wilson JS. 2017. Are diurnal iguanian lizards the evolutionary drivers of New World female velvet ant (Hymenoptera: Mutillidae) Müllerian mimicry rings? Biological Journal of the Linnean Society 120: 436–447. https://academic.oup.com/biolinnean/article/120/2/436/2954954
Wrote by Chia-Hsuan Wei
圖片取自本文

標題:The functional significance of aposematic signals: geographic variation in the responses of widespread lizard predators to colourful invertebrate prey

[摘要] [原文網址]

Conspicuous colouration can evolve as a primary defence mechanism that advertises unprofitability and discourages predatory attacks. Geographic overlap is a primary determinant of whether individual predators encounter, and thus learn to avoid, such aposematic prey. We experimentally tested whether the conspicuous colouration displayed by Old World pachyrhynchid weevils (Pachyrhynchus tobafolius and Kashotonus multipunctatus) deters predation by visual predators (Swinhoe’s tree lizard; Agamidae, Japalura swinhonis). During staged encounters, sympatric lizards attacked weevils without conspicuous patterns at higher rates than weevils with intact conspicuous patterns, whereas allopatric lizards attacked weevils with intact patterns at higher rates than sympatric lizards. Sympatric lizards also attacked masked weevils at lower rates, suggesting that other attributes of the weevils (size/shape/smell) also facilitate recognition. Allopatric lizards rapidly learned to avoid weevils after only a single encounter, and maintained aversive behaviours for more than three weeks. The imperfect ability of visual predators to recognize potential prey as unpalatable, both in the presence and absence of the aposematic signal, may help explain how diverse forms of mimicry exploit the predator’s visual system to deter predation.
如果就一個警戒性的物種來說,紅、黃、黑是基本的配色,因此球背象鼻蟲在一般的狀況下不會被認為是有警戒性的物種,進一步來說的話,黑綠配色更有可能被認為是隱蔽色。

可是球背象鼻蟲之所以會被認為可能具有警戒性,就是因為有個擬硬象天牛擬態斷紋球背象鼻蟲(下圖),如果這真的是有警戒性的話,那麼防禦機制來自哪裡呢?常常聽到有人說球背象鼻蟲很硬,這種物理性的硬度可以用來當成防禦嗎?另一個對於球背象鼻蟲的研究困難在於全屬都是保育類,申請的繁複以及考慮野外族群的數量都增加困難度。

斷紋球背象鼻蟲(左圖)from Kevin Chuang與擬硬象天牛(右)from 楊恩生

球背象鼻蟲屬 (Pachyrrhynchus spp.) 與擬硬象天牛屬( Doliops spp.)間的擬態關係
photo from 斷蟲亭日乘



本篇文章是由師範大學的林仲平教授與科博館黃文山主任的團隊進行的研究主題。作者們使用分佈在蘭嶼的小圓斑球背象鼻蟲 (Pachyrhynchus tobafolius )與綠島的碎斑硬象鼻蟲 (Kashotonus multipunctatus)為研究材料,將其斑紋維持原樣或是塗黑處理(見最上面圖),捕食者則選用與象鼻蟲共域或不共域的斯文豪氏攀蜥(Japalura swinhonis)族群,以此進行取食試驗。結果顯示共域的攀蜥會攻擊塗黑的而避免攻擊有斑點的個體,而不共域的攀蜥對有斑點的個體的攻擊率高於共域的攀蜥。共域的蜥蜴對於塗黑的個體攻擊率也不高,顯示可能有其他的因子協同影響蜥蜴的學習。不共域的蜥蜴很快的學到這些個體的不可食性,也就顯示蜥蜴很快的將視覺訊號與硬度連結,這個物理性的硬度的確可以做為防禦。

不知道換成鳥這種直接吞的捕食者會不會有差異?


ps. 昨天突然發現這篇安安靜靜的躺在我的草稿裡兩年,就讓我默默的放出來吧.....

Wrote by Chia-Hsuan Wei
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