Patrnosti mimikry

V první části tohoto článku v předchozím čísle jsme zkoumali dynamické procesy zodpovědné za fenomén mimikry na úrovni individuálního vývoje organismu. Nyní se od molekul a buněk přesuneme k vyšším úrovním biologické organizace a k jejich vzájemným interakcím.

Pokud se na fenomén mimikry podíváme s větším odstupem, můžeme si všimnout, že zahrnuje dvě navzájem propojené úrovně dynamických procesů: ekologické interakce a koevoluci kořisti a predátora.

Patrnost č. 2 – ekologická a evoluční dynamika

Tyto dvě dynamiky na sobě závisejí asi takto: Na jednom místě v relativně krátké době (v rozmezí jednotek až desítek let) spolu interagují predátor a kořist v cyklech. Velká hustota populace kořisti v jednom roce vede k nárůstu populace predátora v roce dalším (nebo v nejbližších letech v závislosti na reprodukční době predátora). Kořist se snaží z tlaku predátora vymanit a v evolučním čase (stovky až miliony let) se mění a přizpůsobuje. Predátor na to také evolučně reaguje, protože si potřebuje kořist udržet. Takové interakce vedou ke koevolučním procesům způsobujícím morfologické, behaviorální a další změny dotčených organismů. V případě mimikry navíc situaci komplikuje skutečnost, že místo jednoho druhu kořisti jsou ve hře nejméně dva: model a mimetik.

Pro ekologické interakce predátora a kořisti existuje dobře zavedený teoretický model, Lotkova-Volterrova dynamika (viz rámeček Dynamické systémy v předchozím díle). V oblastech, kde je populace kořisti hojná, se může uživit vyšší počet predátorů, jejichž populační hustota se následně zvyšuje. Naopak v oblastech s vzácnější kořistí bude populační hustota predátorů pravděpodobně nižší. Kromě těchto geografických rozdílů vede Lotkova-Volterrova dynamika k periodickým fluktuacím populací predátora a kořisti. Tyto cykly se mohou potenciálně synchronizovat na velkou vzdálenost, ale také se lišit v různých biotopech a oblastech.

Celkově Lotkův-Volterrův model poskytuje teoretický rámec pro porozumění tomu, jak interakce predátor–kořist mohou ovlivňovat geografické rozložení a vzory hojnosti organismů v ekosystémech. Je však důležité si uvědomit, že skutečné ekosystémy jsou mnohem složitější a rozšíření druhů ovlivňuje mnoho dalších faktorů, jako je klima, dostupnost zdrojů a mezidruhové interakce s dalšími organismy.

Vzájemná interakce mezi kořistí a predátory je zodpovědná také za zajímavou evoluční dynamiku, zejména pokud se mezi kořistí uplatňují mimikry. Neustálý tlak působený interakcemi mezi predátorem a kořistí vede podle teoretických odhadů k jakémusi nelineárnímu evolučnímu souboji mezi mimetiky a jejich modely. Když se mimetici vyvíjejí tak, aby lépe napodobovali modely, musí na to modely reagovat změnou svého vzhledu (o této změně často pro zjednodušení uvažujeme jako o výsledku změny genotypu). Jinak by totiž modely přišly o výhodu své obrany a predátoři by si je s chutnými a výživnými mimetiky častěji pletli, což by mohlo vést k destabilizaci mimetických vztahů. Navíc se nevyvíjejí pouze účastníci mimetických kruhů, ale i predátoři. Ti se buď učí (u ptáků nebo některých savců se naučené chování může předávat z generace na generaci), nebo evolučně adaptují (například tím, že jim ochrana modelů přestane vadit nebo se jejich percepční a kognitivní aparát naučí lépe rozeznávat mimetiky od modelů).

Tento dynamický tanec klamu a odhalování vede k neustálým adaptacím a v zásadě se velmi podobá efektu červené královny. Koncept evolučního závodu mezi mimetiky a modely překvapivě do současné chvíle nezískal takovou pozornost, jakou by si zasloužil. Studie se zaměřují pouze na evoluční modely s jediným mimetizujícím druhem a podceňují složitosti koevoluční dynamiky mezi různými druhy v mimetických kruzích. Nicméně pronikáme stále blíže k pochopení toho, jak interakce mezi mimetizujícími druhy a predátory v přírodě plynou v čase, a zároveň s tím odhalujeme význam nelineárních fenoménů a frekvenci závislého evolučního výběru pro utváření osudů druhů.