Wyścig zbrojeń w świecie zwierząt. Naukowcy odkryli, dlaczego drapieżniki przegrywają
Drapieżniki są zazwyczaj większe i szybsze od swoich ofiar, a jednak większość ich ataków kończy się porażką. Nowe badania ujawniają, że kluczem do przetrwania potencjalnej ofiary nie tylko jest zwinność, ale przede wszystkim pewien „defekt” prześladowcy.
W świecie przyrody pościg jest jednym z najbardziej fundamentalnych zachowań, obserwowanym u niemal wszystkich kręgowców. Interakcje między drapieżnikami i ich ofiarami wyglądają nie raz bardzo brutalnie. Stawką jest przetrwanie.
Drapieżniki ewoluowały w taki sposób, by być większymi, silniejszymi i szybszymi od swoich ofiar. Jednak wbrew potocznej opinii nie zawsze osiągają sukces, bo większość ich ataków kończy się niepowodzeniem. Naukowcy z Uniwersytetu Amsterdamskiego przyjrzeli się temu fenomenowi, a swoje wnioski opublikowali na łamach prestiżowego czasopisma „PNAS”.
Jak zbadać porażkę drapieżników?
Badanie polegało na integracji dwóch obszarów naukowych: allometrii oraz geometrii pościgu. Eksperci zebrali i zestawili obszerne dane dotyczące cech biomechanicznych kręgowców, takich jak:
- masa ciała,
- prędkość,
- zdolność do wykonywania skrętów.
Wykorzystali te parametry, aby przetestować klasyczną teorię „turning gambit” w trzech środowiskach: lądowym, wodnym i powietrznym. Jest to strategia obronna stosowana przez ofiary, aby uniknąć schwytania przez drapieżnika.
Nowatorskim elementem metodologii było wprowadzenie do matematycznego modelu pościgu parametru opóźnień sensoryczno-motorycznych. Analizowano, jak gęstość ośrodka oraz czas potrzebny na reakcję układu nerwowego wpływają na interakcje między łowcą a ofiarą.
Drapieżnik pod wodą
Najnowsze analizy biomechaniczne wykazały istotny rozdźwięk między teorią a praktyką. Okazało się, że w większości przypadków ofiary wcale nie są na tyle zwrotne, by samą manewrowością zniwelować różnicę prędkości drapieżnika.
Szczególnie jaskrawym przykładem jest środowisko wodne. Choć według klasycznego modelu to drapieżniki powinny mieć tam największą przewagę, w rzeczywistości odnotowuje się tam najniższą skuteczność polowań – zaledwie jeden na dziesięć ataków kończy się schwytaniem ofiary. To odkrycie wymusiło na badaczach poszukiwanie brakującego elementu układanki, który niweluje fizyczną przewagę łowców.
Kluczowy ułamek sekundy
Rozwiązaniem zagadki okazały się opóźnienia sensoryczno-motoryczne, czyli czas, jakiego potrzebuje drapieżnik na zauważenie manewru ofiary, przetworzenie tej informacji i reakcję mięśniową. W naturze drapieżnik nie reaguje natychmiastowo; każdy skręt ofiary wywołuje u niego krótką zwłokę. Chociaż te opóźnienia trwają zaledwie ułamek sekundy, w czasie dynamicznego pościgu są decydujące. Dają one ofierze niezbędną przestrzeń i czas na ucieczkę, zanim prześladowca zdoła skorygować swój tor ruchu.
W wodzie, gdzie zwierzęta są wyjątkowo zwrotne, ofiara może wręcz przemknąć za plecy drapieżnika, zanim ten w ogóle uświadomi sobie, co się stało. Podsumowując: sukces ofiary zależy od precyzyjnego wyczucia czasu – według modelu musi ona wykonać unik w wąskim oknie czasowym wynoszącym około 100 milisekund przed atakiem. Teraz badacze będą chcieli zrozumieć, jak zwierzęta osiągają taką precyzję.
Wyścig na poziomie neuronów
Wnioski płynące z badań zmieniają nasze postrzeganie ewolucji drapieżnictwa. Zdaniem naukowców można mówić o wyścigu zbrojeń na poziomie układu nerwowego.
– Zawsze uważało się, że układ drapieżnik-ofiara to czysta biomechanika – wyścig o to, kto będzie szybszy – mówi Lars Koopmans z Instytutu Dynamiki Różnorodności Biologicznej i Ekosystemów na Uniwersytecie Amsterdamskim, który jest pierwszym autorem publikacji. – Nasze odkrycie rzuca na to nowe światło: ten wyścig zbrojeń toczy się także w sferze neurologii – dodaje naukowiec.
Źródło: PNAS
Nasz autor
Szymon Zdziebłowski
Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. przewodniki turystyczne po Egipcie oraz popularnonaukowe książki: „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” i „Bogowie Polski. Szamani, megality i zapomniane słowiańskie bóstwa”. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.