Dlaczego pandy wielkie mają takie ubarwienie? Odpowiedź: to skomplikowane
Jerry A. Coyne
2017-03-22
Tutaj jest zdjęcie jednej z nich na wypadek, gdybyście zapomnieli, jak wygląda panda.
Przyznajcie: zastanawialiście się, bo interesuje was ewolucja, dlaczego pandy wielkie mają futro w takich kolorach. (Ich łacińska nazwa, Ailuropoda melanoleuca, znaczy “kocio stopy, czarny i biały”).
W nowym artykule autorzy najpierw opisują wzór kolorów futra pandy, a potem przedstawiają hipotezy, którymi jak dotąd próbowano wyjaśnić ten wzór. Proszę pamiętać, że pandy są jedynymi całkowicie roślinożernymi niedźwiedziami, żyjącymi na diecie niskiej jakości bambusa i żyjącymi (przynajmniej obecnie) niemal wyłącznie w chińskiej prowincji Syczuan, chociaż dawniej ich zasięg był szerszy. Żyją na dość dużych wysokościach i często natykają się na śnieg. Tę ekologię trzeba wziąć pod uwagę przy formułowaniu i testowaniu hipotez.
Ubarwienie (cały wcięty tekst pochodzi z artykułu):
. . . niewielka liczba ssaków ma ostro kontrastującą czarną i białą sierść, której funkcja jest znana tylko dla bardzo nielicznych z nich (Caro 2009; Caro et al. 2014). Być może, najbardziej wyróżniającym się przykładem jest futro pandy wielkiej (Ailuropoda melanoleuca) (np. Croke 2005). Ten dziwacznie ubarwiony niedźwiedź ma czarne obwódki wokół oczu i czarne uszy na białym pysku. Kark i tułów są białe, ale przednie łapy ramiona i tylne łapy są czarne). Gatunek nie wykazuje różnic w ubarwieniu między płciami. Taki wzór sierści jest bardzo rzadki wśród ssaków i funkcje adaptacyjne wyglądu pandy wielkiej pozostają tajemnicą, mimo że gatunek jest znany i charyzmatyczny dla ludzi na całym świecie.
A teraz cztery (a właściwie sześć) hipotezy ( moje podkreślenia):
Zaproponowano cztery wyjaśnienia ubarwienia pandy wielkiej: 1) sierść gatunku jest aposematyczna i oznajmia o wojowniczości (Morris i Morris 1966), 2) białe futro pandy jest mało widoczne na śnieżnym tle (Morris i Morris 1966; Lazell 1974), chociaż obecna populacja znajduje się w śnieżnym środowisku tylko przez jedną trzecią do jednej czwartej roku; 3) ciemne futro używane jest do zatrzymywanie ciepła w zimnym klimacie (Schaller et al. 1985); 4) kontrastujące oznakowanie pyska pandy wielkiej używane jest w komunikacji wewnątrzgatunkowej (Schaller et al. 1985; Schaller 1993). Ponadto, bez konkretnego odnoszenia do tego gatunku, wysuwano propozycje, że ciemna sierść wokół oczu redukuje oślepiające światło słońca (Ficken et al. 1971). Ostro kontrastująca sierść może także być przykładem zakłócającego ubarwienia, przy którym wewnętrzne krawędzie odciągają wzrok od rzeczywistej sylwetki zwierzęcia. Wspólnym wątkiem, który przewija sięprzez wszystkie te propozycje poza ostatnią, jest to, że różne części ciała mają ubarwienie, które służy innym funkcjom.
Pokrótce opowiem, jak autorzy testowali te hipotezy i co odkryli. Podzielili pandę na 7 części według kolorów jak na ilustracji poniżej (wygląda to jak rysunek rzeźnika!). Użyli innej metody opartej na sierści innych mięsożernych („b” na ilustracji poniżej) i podzielili pysk i głowę na 12 części („c” na ilustracji poniże).
Następnie ocenili ubarwienie 195 lądowych gatunków mięsożernych na każdym obszarze, otrzymując “mapę barw” każdego gatunku. (Proszę pamiętać, że pandy są rzędu Carnivora chociaż jedzą tylko bambus.)
(z artykułu): (a) Części ciał mięsożernych użyte w metodzie 1. (b) i (c) Części ciała mięsożernych użyte w metodzie 2.
Następnie przeprowadzili korelację każdej z tych części z różnymi aspektami ekologii zwierzęcia: gdzie żyje, czy spotyka się ze śniegiem i/lub cieniem, głębokość i długość włosa, roczna temperatura; i aspektami społecznego zachowania zwierząt: czy są „wojownicze” lub mają obrzydliwe wydzieliny z odbytu (co mogłoby wyjaśnić „ubarwienie ostrzegawcze”), czy są zwierzętami nocnymi czy dziennymi, czy też zmierzchowymi (aktywnymi o świcie i o zmierzchu), czy żyją same, czy w grupach społecznych i czy są terytorialne. Następnie próbowali skorelować pigmentację z wszystkimi tymi zmiennymi.
Która hipoteza ostała się? No cóż, żadna z nich nie wyjaśniała wszystkiego, a większość miała słabe tylko poparcie w danych.
Temperatura i cień: Był istotny związek między niską temperaturą i białym ubarwieniem zimowym, jak również śniegiem i niektórymi częściami białego ubarwienia (te zmienne były oczywiście skorelowane krzyżowo), więc autorzy wyciągają wstępny wniosek, że białe obszary pandy kamuflują ją na śniegu przed drapieżnikami (na pandy polują cyjony rude [psowate], lamparty, wilki i niedźwiedzie azjatyckie czarne i białe). Zwierzęta zamieszkujące zacienione tereny, jak pandy, mają na ogół ciemniejszą sierść na grzbiecie i nogach, chociaż nie na głowie. Na tej podstawie autorzy wyciągają wniosek, że czarnobiałe ubarwienie ciała jest ogólnie ukrywające, co chroni pandę zarówno w cieniu, jak na śniegu. Nie podejmują problemu, że kontrast kolorów może ogólnie uczynić je bardziej widocznymi, ale zakładam, że wiedzą, co mówią.
Ubarwienie zakłócające i aposematyczne: Analiza nie dała dowodów, że wzór służy załamaniu zarysu sylwetki (przeczytaj artykuł, żeby zobaczyć, jak to zrobili), ani też, że kolory pandy są aposematyczne, ponieważ ani nie są waleczne, ani nie mają cuchnących wydzielin analnych.
Uspołecznienie i komunikacja wewnątrzgatunkowa: Autorzy sugerują, że czarne obwódki wokół oczu i czarne uszy (ale nie inne aspekty ubarwienia), służą do komunikacji społecznej między osobnikami. Nie mają na to bezpośrednich dowodów, ale używają anegdotycznych obserwacji dla poparcia swojego wniosku:
Schaller (1993) zanotował, że wgapianie się reprezentuje groźbę u pand wielkich, a obwódki powiększają 10-krotnie oczy pandy wielkiej, wzmacniając groźbę. Dla pokazania braku agresywnych zamiarów panda odwraca głowę, zakrywa oczy łapą lub ukrywa pysk. Obecnie nie możemy ustalić, czy pandy wielkie mają wyolbrzymiające oczy obwódki, by sygnalizować agresywne zamiary wobec innych pand wielkich lub też może drapieżników, czy są one używane w rozpoznawaniu wewnątrzgatunkowym, albo w jednym i drugim. Wiemy jednak, że sygnalizowanie wewnątrzgatunkowe jest ważne dla tego gatunku (Nie et al. 2012; Owen et al. 2016).
Ponieważ ciemne oznakowanie uszu jest ściśle związane z ciemnym oznakowaniem oczu u wszystkich mięsożernych, nie można wykluczyć możliwości, że ciemne uszy są rodzajem automimikry oczu. Schaller (1993, p.97) informuje, że “gapiąca się panda często obniża kark, która to pozycja nie tylko prezentuje przeciwnikowi obwódki oczu, ale także zarysowuje czarne uszy na tle białego karku, w sumie prezentując dwie pary grożących oczu”.
Na koniec, jak pokazuje diagram poniżej, autorzy proponują wieloczęściowe wyjaśnienia wzoru ubarwienia pandy. Czarny i biały na ciele są dla kamuflażu, by ukryć niedźwiedzie przed drapieżnikami, podczas gdy czarne oczy i uszy są do komunikacji z innymi pandami. Autorzy zastrzegają, że te korelacje opierają się na wzroku ludzkim, nie zaś na wzroku zwierzęcym i że analiza korelacyjna u innych mięsożernych może nie wyjaśniać osobliwej sytuacji wśród pand.
Tutaj jest więc najlepsze wyjaśnienie, jakie mamy dotychczas, ale – ponieważ nie możemy pójść do dzikich pand, pomalować ich futro, a potem zobaczyć, co się stanie, to może być najlepsze, co nam się uda zrobić:
(z artykułu): Hipoteza robocza dla ubarwienia sierści pandy wielkiej (rysunek: Ricky Patel).
Caro i in. piszą, że wszystko to może w ostatecznym rachunku pochodzić z niskiej jakości pokarmu pandy, co nie pozwala jej na albo hibernację, albo linienie, a więc musi dawać sobie radę z tym samym futrem przez cały rok:
Ostatecznie sugerujemy, że podwójne ubarwienie pandy wielkiej wynika z jej ubogiej odżywczo diety bambusowej i niezdolności wydajnego trawienia pokarmu roślinnego (Schaller et al. 1989; Xue et al. 2015), co zmusza ją do aktywności przez cały rok, ponieważ nie może odłożyć wystarczających rezerw tłuszczu do hibernacji. Tak więc spotyka różne tła i oświetlenie w ciągu roku, których skrajnościami jest górskie środowisko śnieżne i ciemny las tropikalny. Proponujemy [wniosek], że ponieważ panda wielka jest niezdolna do linienia wystarczająco szybko, by reagować na otaczające tło (choć są doniesienia o poszczególnych czarnych niedźwiedziach, które zmieniają kolor między linieniami [Rogers 1980]), wyewoluowała jako kompromis biało czarne futro. Jest to alternatywna strategia mniejszych mięsożernych, jak gronostaje i lisy polarne, by mieć futro zimowe i letnie.
A więc przyjaciele, dotarliśmy do końca tego postu. Ubarwienie pandy nie jest nawet w przybliżeniu tak dobrze rozumiane jak paski zebry (także białe i czarne) ale autorzy próbowali i mogą mieć rację! A ponieważ doczytaliście aż dotąd, tutaj jest nagroda: film z maluchami pandy, chyba najśliczniejszymi zwierzętami na świecie.
h/t: Dom
_________
Caro, T., H. Walker, Z. Rossman, M. Hendrix and T. Stankowich. 2017. Why is the giant panda black and white?. Behav Ecol 2017 arx008. doi: 10.1093/beheco/arx008
Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji. Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.
