Защитные приспособления у животных

Защитные приспособления— механизмы, развившиеся в процессеэволюции, которые помогаюткормовыморганизмам вих постоянной борьбе против хищников.
Самый первый способ обороны заключается в том, чтобы не быть обнаруженным благодарякамуфляжу, обитанию под землёй,стайномуилиночному образу жизни.Маскироваться не так уж и легко. Кроме того, животные-жертвы могут отогнать нападающего, продемонстрировав выраженныйапосематизм; с помощьюмимикриипод животных, обладающих защитными приспособлениями; отпугивающего и отвлекающего поведения; сигналов, говорящих о безуспешности преследования; и оборонительных приспособлений, таких как колючки. Несмотря на то, что группу легче обнаружить, её члены менее подвержены нападению со стороны хищников за счёт повышения бдительности, запутывания хищника и вероятности атаки на другого сородича.
Некоторые животные-жертвы способны отбиваться от хищников с помощью самопроизвольного кровопускания, коллективного нападения или выброса ядовитых веществ. Наконец, некоторые виды, будучи пойманными, способны спастись за счётутраты определённых частей тела, достаточно длинных, чтобы отвлечь хищника и дать жертве время, чтобы убежать: раки откидывают клешню, ящерицы сбрасывают хвосты.
Животные могут избежать опасности стать жертвой, выбрав среду обитания вне поля зрения хищников: в пещерах, под землёй или ведя ночной образ жизни. Опасность хищничества давно признана одним из важнейших факторов формирования поведенческих решений. Например, она определяет время вечернего появления улетучих мышей, обладающих способностью кэхолокации. Несмотря на то, что в светлое время им проще кормиться, днём велик риск подвергнуться нападению со стороныширокоротых коршуновивечерних соколов. Летучие мыши появляются в сумерках, что является компромиссом между противоречивыми требованиями. Ещё одну ночную адаптацию можно наблюдать укенгуровых прыгунов, которые избегают лунного света. Эти грызуны кормятся на относительно открытых местах, и, когда восходит луна, они сокращают свою активность за пределами норы. Во время полной луны они появляются только в местах с плотной растительностью, чтобы быть меньше на виду. В ходе контролируемых экспериментов искусственное лунное освещение вызывает у них аналогичное кормовое поведение. Это даёт основание предположить, что такая повадка развилась у них, чтобы уменьшить риск стать добычей.
Камуфляжслужит для максимального уменьшения заметности животного с помощью любого сочетания материалов, окраски или освещения. Это обычная форма маскировки как у наземных, так и морских животных. Камуфляж достигается различными способами — например, через сходство с окружающей средой, расчленяющей окраской, ликвидацией тени, самоукрашением, маскировочным поведением или изменением цвета кожи. Теложабовидной ящерицыPhrynosoma mcallii, обитающей вСеверной Америке, в ходе эволюции преобразилось так, чтобы сливаться с землёй и не отбрасывать тени. Тела этих ящериц имеют уплощённую форму с тонкими краями. Подобная форма, наряду с белыми складчатыми чешуйками вдоль боков, позволяет ящерицам эффективно скрывать свою тень. Кроме того, эти ящерицы прижимаются телом к земле, становясь максимально незаметными.
Многие виды используют поведенческие стратегии для отпугивания хищников.
Многие животные, в том числемотыльки,бабочки,богомолы,Phasmatidaeиголовоногие, используют приёмы угрожающего или отпугивающего поведения, например, демонстрацию «глазков», чтобы испугать или на мгновение отвлечь хищника и успеть спастись бегством.
С помощью подобных поведенческих сигналов потенциальная жертва убеждает хищников прекратить преследование. Например,газелисовершают характерные смотровые прыжки в высоту с прямыми ногами и прогнутой спиной. Считается, что это сигнал, что жертва физически сильна и вынослива и может убежать от хищника. В результате хищники могут отказаться от преследования и выбрать другую жертву, которая с меньшей вероятностью способна убежать. Птицы, подобныесойкам, издают предупреждающий характерный звук (окрикивание), который информирует хищника о том, что он обнаружен и может сэкономить время и силы, отказавшись от погони, а жертва будет защищаться.
Животное может подать сигнал к прекращению преследования, притворившись мёртвым — разновидность защитной реакции у некоторых видов.Танатоз— это способ ввести хищника, ищущего живую добычу, в заблуждение, симулировав свою смерть. Этим же способом хищник может подманить жертву поближе.
Примером танатоза служит поведение детёнышейбелохвостого оленя, у которых в ответ на приближение хищника снижается частотасердечных сокращений. Эта реакция называется тревожнаябрадикардия, пульс падает со 155 до 38 ударов в минуту в течение одного удара сердца. Падение ритма сердца может длиться до двух минут, в это время у животного замедляется частота дыхания и снижается двигательная активность, наступает так называемая тоническая неподвижность. Тоническая неподвижность является рефлекторной реакцией, которая заставляет оленёнка лечь, имитируя положение мёртвого тела. Обнаружив лежащего детёныша, хищник теряет интерес к «падали». Потерю интереса вызывают также другие симптомы тревожной брадикардии, в том числеслюноотделение, мочеиспускание идефекация.
Морские моллюски, такие какAplysiomorpha,каракатицы,кальмарыиосьминогииспользуют последний шанс сбежать, отвлекая агрессора. Для этого они выбрасывают смесь химических веществ, которые могут имитировать еду или запутать хищника иным способом. В случае опасности эти животные выпускают чернила, создавая тёмное непрозрачное облако, отвлекающее органы чувств хищника, которое провоцирует его атаковать ложный объект.
Мимикриявозникает, когда организм (мимик) имитирует сигнальные свойства другого организма (модели), чтобы запутать третий организм. В результате мимик получает защиту, преимущества в кормлении и совокуплении. Существует два классических вида защитной мимикрии:Бейтсовскаяи Мюллерова. Оба вида предполагают апосематическую окраску или наличие предупредительных сигналов, позволяющих избежать нападения хищника.
В Бейтсовской мимикрии беззащитное животное-жертва принимает облик ядовитого животного, тем самым снижая риск нападения. Подобная форма мимикрии наблюдается у многих видовнасекомых. Попробовав несъедобный или ядовитый вид, хищники учатся ассоциировать их окраску и характерную внешность с неприятными последствиями. В результате хищник старается избегать похожую добычу. Некоторые виды осьминогов способны изображать других животных, меняя цвет и форму кожи и копируя манеру двигаться. В случае нападенияамфиприонаосьминог притворяется полосатойморской змеёй. Осьминог выбирает модель для подражания в зависимости от окружающей среды и того, кто на него нападает. Большинство осьминогов используют мимикрию Бейтса, выбирая моделью организм, отталкивающий хищников.
Мимикрия Мюллерахарактеризуется тем, что два или более апосематических организма используют одни и те же предупреждающие сигналы, например,Limenitis archippusиДанаида монарх. Птицы избегают обоих видов бабочек, потому что узоры на их крыльях честно сигнализируют об их неприятном вкусе.
Шипы — это острые и тонкие игловидные структуры, с помощью которых хищнику наносят болезненные раны. Например, уарабских хирурговшипы имеются по обе стороны от хвостового плавника. Область вокруг шипов бывает ярко окрашена, чтобы предупредить о том, что у рыб есть защита, и хищники их обычно избегают. Шипы бывают отделяемыми, складывающимися, зазубренными и ядовитыми. Например, удикобразовдлинные и зазубренные колючки, которые легко обламываютсяв теле агрессора, тогда как уежеймелкие гладкие колючки плотно сидят в коже и легко гнутся.
Многие видыгусеницLimacodidaeимеют многочисленные выросты и стрекательные шипы вдоль спинной поверхности. При наличии выбора хищники, например,бумажные осы, предпочитают гусениц, лишённых подобной защиты.
Жизнь в группе обеспечивает животным некоторые преимущества, в том числе защиту от нападения хищников.
В стае у каждой особи риск подвергнуться нападению меньше, чем у единичного животного. Было предположено, что групповой образ жизни выгоден индивидуальным членам группы, а не группе в целом, которая с увеличением численности входящих в неё особей становится всё более заметной. Примером служиткосяк рыб. Эксперименты подтвердили, что в табунахкамаргских лошадейна югеФранцииу лошадей снижен индивидуальный риск быть покусаннымислепнями. Когда слепней становится много, лошади сбиваются в группы.Водомерки, живущие на поверхности воды, реже подвергаются атакам хищников снизу, когда образуют многочисленное скопление.
Эта теория была предложена для объяснения, почему животные стремятся оказаться в центре группы. Она относится к идее сокращения зоны индивидуальной опасности. Зона опасности — это область в группе, в которой индивид с большей вероятностью может подвергнуться нападению хищника. Центр группы представляет собой зону самой низкой опасности, поэтому животные будут постоянно стремиться занять эту позицию. В тестировании теории «эгоистичного стабунивания» исследуемым объектом быликапские морские котики, которые подвергались нападениюбелых акул. Используя подставных котиков в виде приманки, исследователи варьировали расстояние между ними, формируя различные зоны опасности. Скопления с зоной большой опасности подвергались повышенному риску нападения акул.
Радикальной стратегией, позволяющей избежать значительной гибели молоди, является массовое и редкое воспроизводство, следующее через неравные промежутки времени. Эта стратегия наблюдается у периодических цикад, для которых характерен очень продолжительный жизненный цикл и периодичное и массовое появление взрослых особей с интервалом в 13 или 17 лет. Хищники с жизненным циклом от одного до нескольких лет не в состоянии воспроизводиться достаточно быстро в ответ на такое появление. Они поедают формирующихся цикад, но не в состоянии потребить значительную часть популяции вследствие насыщения.
Стайные животные часто оповещают друг друга о приближении опасности. Например,верветкииздают различные звуки в зависимости от того, кто на них нападает: заметиворла, они двусложнокашляют; сигналом о приближениилеопардаили другой крупнойкошкислужит громкийлай; звуком, похожим на похрюкивание или свистморской свинкиони предупреждают о появлениизмеи. Услышав сигналы тревоги, обезьяны демонстрируют различное защитное поведение: узнав об орле, они смотрят вверх и ищут укрытие; от леопарда они прячутся на деревьях. Заслышав звук, оповещающий о змее, они встают за задние лапы и осматриваются вокруг. Система различных сигналов тревоги существует и у многих птиц (например, «окрикивание»).
Благодаря повышенной бдительности стайные животные быстрее замечают опасность по сравнению с одиночными особями. У многих хищников успех в охоте зависит от неожиданности нападения. Если добыча осведомлена заранее, она может спастись бегством. Например,ястребыуспешнее охотятся на небольшие группывяхирей, чем на крупные стаи, поскольку в массовом скоплении птицы быстрее замечают приближение опасности и улетают. Как только один член стаи всполошился, все птицы обращаются в бегство. ВНациональном парке Цаво,Кения, дикие страусы кормятся как в одиночку, так и в группах до 4 особей. На страусов охотятсяльвы. По мере увеличения численности группы частота, с которой каждый её член поднимает голову, чтобы осмотреться вокруг на предмет опасности, снижается. Поскольку страусы способны поддерживать на длительной дистанции высокую скорость, намного превышающую скорость бегущего льва, львы стараются напасть на них, когда головы страусов опущены. Собираясь в группу, страусы затрудняют хищникам возможность определить, когда наступит такой момент. Таким образом, при снижении индивидуальной бдительности повышается групповая.
Члены группы могут чувствовать себя в большей безопасности по сравнению с одиночными особями, поскольку хищника может запутать численность скопления животных. Когда группа перемещается, хищнику труднее наметить цель для нападения. Подобным примером служитзебра. Неподвижная зебра хорошо заметна из-за крупного размера. Чтобы снизить риск быть съеденными, зебры перемещаются табунами. Полосатый узор на их шкуре может запутать хищника, затруднив ему фокусировку на одной конкретной особи. Кроме того, на бегу быстрое мелькание чёрно-белых полос притупляет его зрение.
Животные используют оборонительные приспособления, подобные шипам, как для отпугивания хищников, так и для того, чтобы дать им отпор. Такие методы включают химическую защиту, коллективное нападение, защитнуюрегургитациюи суицидальный альтруизм.
Многие животные используют для защиты ядовитые химические вещества. Они могут концентрироваться на поверхности шипов или желёз, тогда хищник почувствует неприятный вкус, как только схватит добычу, и, вероятно, отпустит её, прежде чем раскусить или проглотить. Многие токсины горькие. Но яд может содержаться и в плоти животного, как уиглобрюхихиданаид. Некоторые насекомые получают яд из пищи, например, личинкисоснового пилильщика. У жука-бомбардира на кончике брюшка есть специальные железы, позволяющие направлять струю ядовитой жидкости прямо в агрессора. Аэрозоль генерируется взрывным образом за счёт окислениягидрохинонаи распыляется при температуре 100 °C. В случае опасностиAcanthoplus discoidalisподобным образом выбрасывает из суставовкровь. В случае опасности некоторые видыкороткоусых прямокрылых, например,Poekilocerus pictus,Parasanaa donovani,Aularches miliarisиTegra novaehollandiae, вырабатывают ядовитые вещества, которые иногда с силой выбрасывают.Плюющаяся кобрабрызжет ядом из своих клыков, метясь в глаза нападающему, и попадает в 8 из 10 раз, причиняя сильную боль.
Некоторые видыпозвоночных, например,жабовидная ящерицаPhrynosoma cornutum, в случае угрозы способны выпрыскивать кровь из глаз, мгновенно повышаякровяное давлениев глазных впадинах. За один выброс особь может потерять до 53 % крови; ящерица прибегает к этому способу обороны лишь в крайнем случае.Лисы,волкиикойоты, будучи обрызганными, обычно бросают ящерицу и пытаются стереть кровь с пасти, полагая, что она неприятная на вкус. Вероятно, у них вырабатывается отвращение к жабовидным ящерицам, и при наличии выбора они предпочтут другую добычу.
Вдоль тела миксины пролегают железы, которые вырабатывают у потревоженного или испуганного животного огромное количествослизи. Желеобразная слизь имеет сильное воздействие на течение ивязкостьводы, быстро закупориваяжабрылюбой рыбы, которая попытается схватить миксину; как правило, хищные рыбы освобождают миксин в течение нескольких секунд. Обычно на миксин охотятсяморские птицы,ластоногиеикитообразные, но лишь немногие рыбы осмеливаются напасть на них, избегая подобной добычи.
При коллективной обороне группа животных защищается, активно нападая на хищника, вместо того, чтобы пассивно следовать роли жертвы. Моббинг — это преследование хищника множеством животных-жертв. Как правило, животные прибегают к подобной модели поведения, чтобы защитить свой молодняк. Например, когдашимпанзеатакуюткрасных колобусов, те в ответ активно нападают. Самцы собираются вместе и становятся между хищником и группой самок и детёнышей. Они подпрыгивают и кусают шимпанзе.Рябинникигнездятся как поодиночке, так и колониями. В колониях они коллективно налетают и испражняются на приближающегося хищника.
Некоторые птицы и насекомые отгоняют хищников с помощью оборонительногосрыгивания. В случае опасностиглупышейрвёт маслянистой жидкостью, которую называют желудочным маслом. Это масло склеивает перья атакующей птицы, что ведёт к снижению водоотталкивающих и лётных свойств. Это особенно опасно для ныряющих птиц, поскольку водоотталкивающие свойства оперения защищают их отгипотермииво время охоты.
Когдаптенцысизоворонкичувствуют опасность, их рвёт ярко-оранжевой жидкостью с неприятным запахом. Таким способом они отпугивают потенциальных хищников и предупреждают своих родителей об угрозе: в ответ они не спешат возвращаться вгнездо.
Многие насекомые пользуются защитной регургитацией. Например,гусеницаMalacosoma americanumотрыгивает капельку пищеварительной жидкости, чтобы защититься отмуравьёв. Аналогичным образом ведут себяличинкисовок, когда их потревожат муравьи. Рвота совок обладает водоотталкивающими и раздражающими свойствами, которые помогают сдерживать нападение хищников.
Необычный способ защиты наблюдается у муравьёв родакампонотусCamponotus saundersi. Социум перепончатокрылых основан на альтруизме, поэтому насекомые совершаютаутотизис, фактическисамоубийство, чтобы защитить всю колонию. Когда рабочего муравья враг хватает за ногу, он совершает самоубийство, выталкивая содержимое своих гипертрофированныхподчелюстных желези разбрызгивая вокруг едкое и клейкое вещество. Таким способом он останавливает вражеских муравьёв и подаёт сигнал остальной части колонии.
Естественной реакцией животного в ответ на атаку со стороны хищника является бегство любым возможным способом. Траектория движения убегающей особи может резко меняться, чтобы запутать преследователя и помешать ему предугадать направление. Например, спасаясь отсапсана,озёрные чайки,бекасыибелые куропаткилетятзигзагообразнои совершают резкие манёвры. Во влажных тропических лесахЮго-Восточной Азиимногие позвоночные ускользают или падают, чтобы избежать хищника. Мотыльки, почувствовавультразвуковойсигналлетучей мыши, совершают резкий разворот или падение, а преследуемаякрохалёмкорюшкаплывёт зигзагами.
Некоторые животные обладают способностью кавтотомии,то есть они могут в случае опасности отброситьконечности. Утраченная часть тела в дальнейшемвосстанавливается.Голожаберные моллюскиоткидывают жалящие щупальца, некоторыекрабыутрачивают клешню, среди позвоночных эта способность наблюдается у многихгекконови другихящериц, которые, подвергнувшись нападению, теряют хвост. Сброшенная часть тела некоторое время продолжает двигаться, отвлекая внимание хищника. Небольшой хвост отрастает медленнее.