燈蛾警戒色的更替來自不同種類捕食者的飲食文化差異嗎?

Wood tiger moth (Parasemia plantaginis) (wiki)

標題:Changes in predator community structure shifts the efficacy of two warning signals in Arctiid moths

摘要

1. Polymorphism in warning coloration is puzzling because positive frequency-dependent selection by predators is expected to promote monomorphic warning signals in defended prey.

2. We studied predation on the warning-coloured wood tiger moth (Parasemia plantaginis) by using artificial prey resembling white and yellow male colour morphs in five separate populations with different naturally occurring morph frequencies.

3. We tested whether predation favours one of the colour morphs over the other and whether that is influenced either by local, natural colour morph frequencies or predator community composition.

4. We found that yellow specimens were attacked less than white ones regardless of the local frequency of the morphs indicating frequency-independent selection, but predation did depend on predator community composition: yellows suffered less attacks when Paridae were abundant, whereas whites suffered less attacks when Prunellidae were abundant.

5. Our results suggest that spatial heterogeneity in predator community composition can generate a geographical mosaic of selection facilitating the evolution of polymorphic warning signals. This is the first time this mechanism gains experimental support. Altogether, this study sheds light on the evolution of adaptive coloration in heterogeneous environments.

如果警戒性斑紋有用的話,我們期待這個物種在生態與演化上有什麼反應?是不是這個訊號要很穩定,就像走在鋼索上,如果不小心出現什麼有點跟原本不一樣的,立刻遭受攻擊的機會就上升了?是不是這個訊號要很明顯,能夠很有效率的傳達給捕食者,最好是看到就覺得這東西危險,連碰都別碰?

如果有這麼簡單就好了。自然界的運作原則永遠比我們想的複雜,因為我們總是會發現某些警戒性的物種具有兩種以上的斑紋,如果理論預測是對的,那麼實際上就是某些還不瞭解的運作機制參與其中,多態型對警戒性的運作對象會產生什麼影響?
Fig. 1 作者所參考的標本(上排)與人工假蛾(下排)
本篇討論的主角:wood tiger moth (Parasemia plantaginis) (有些翻譯為車前燈蛾)是一種廣部於舊北區的燈蛾,食草廣泛,在大英的寄主資料庫中查到取食杜鵑花科、蓼科、車前草科、樺木科與菊科,而這種類隨著食草不同,體內的防禦與免疫程度也會隨之變動。這種蛾主要有兩個顏色:黃色與白色,配上黑色的條紋顯示出極度明顯的對比,因此被認為是警戒性的物種。

作者群想要知道不同的顏色在不同區域的比例差異從何而來,是因為捕食者的族群結構差異,或是受限於當地族群顏色出現的比例(出現的越多次,捕食者越容易學到,稱為frequency-dependent selection)?作者用塑像用黏土製成身體,以數位拍攝真正的標本後印出,將翅膀裁切下來黏在黏土身體上,製成與真蛾標本同樣大小的人工假蛾進行實驗。實驗在五個地方進行:愛沙尼亞、芬蘭中部、芬蘭南部、蘇格蘭與奧蘭,每個地方選取15條穿越線(奧蘭16條),各自放置以下10隻不同外觀的假蛾:白色/黃色普通型、白色/黃色較黑色型以及控制組(共50隻),每隻樣本的距離為20公尺,並且記錄U型與V型的鳥攻擊痕跡。
山雀科 (Paridae)
photo: Handbook of the birds of the world
岩鷚科 (Prunellidae)
photo: Ren Hathway in Handbook of the Birds of the World. V. 10
結果發現無論是哪個區域,黃色被攻擊的頻率都比起白色來的高,這似乎與當地色型出現的頻率無關。但作者群發現另一個有趣的現象:當山雀科 (Paridae) 的鳥類比較多的時候,黃色的被攻擊率就比較低;當岩鷚科 (Prunellidae) 的鳥類比較多的時候,白色的被攻擊率就比較低。這是第一個支持空間的異質性讓捕食者結構不同時,對於警戒性的斑紋有不同程度的選汰壓力的證據。

簡單說個總結,其實就像人類不同的飲食文化一樣,不同的物種,不同的族群喜歡吃的東西不同,因此造成當地產出的差異。可是我認為這個研究有些邏輯上的衝突:如果這個燈蛾警戒性本身很有用,那麼捕食者應該能不吃就不吃,也就是捕食者應該已經「被教育」的好好的,如果是這樣,作者群放出去的假蛾應該會完完整整的沒有任何攻擊痕跡;但作者群的數據來源卻必須基於攻擊燈蛾的咬痕,也就是這個燈蛾本身就是捕食者的食物之一,才有可能蒐集到這樣的數據。那麼,這個燈蛾的警戒效率是不是還真值得懷疑?

至於這些鳥的視覺模型的重要性自然更不在話下。

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