Jak i dlaczego ta gąsienica gwiżdże?

Wideo poniżej (można obejrzeć podobne zachowania w dodatkowym materiale do artykułu) pokazuje, jak gąsienica gwiżdże, kiedy niepokoją ją eksperymentatorzy w sposób, który ma naśladować atak ptaka. (Tę gąsienicę mogą także atakować inne kręgowce: nietoperze, węże i żaby). Można zauważyć, że „pisk” brzmi jak ptak i to jest ważne.

W 2010 r. Bura i jej współpracownicy wykonali wiele badań tego gatunku, by zlokalizować źródło i zbadać skutki tego dźwięku. Oto istotne rezultaty:

• Zmierzyli cechy dźwięku sonogramami. Nie musimy się nad tym rozwodzić poza zauważeniem, że średnia długość pisku wydawanego przez te sztucznie zaniepokojone larwy wynosi około dwóch sekund.

• Dźwiękowi zawsze towarzyszył skurcz przedniej części ciała, który trwał około pół sekundy. Podejrzewam, że ten skurcz wypycha powietrze przez przetchlinki. Wygląda to tak (ilustracja z artykułu) z zapisem momentu wytworzenia dźwięku.

• Najbardziej oczywistym źródłem dźwięku są przetchlinki, otwory w ścianie ciała, którymi oddychają larwy (i dorosłe owady), nabierając tlenu przez dyfuzję (lub ruchy ciała) i wydalając dwutlenek węgla. Związek między skurczami ciała a dźwiękiem przydaje wiarygodności tej hipotezie. Autorzy przykryli następnie przetchlinki dającym się usunąć lateksem, żeby zobaczyć, czy dźwięk istotnie wydostawał się z przetchlinek, a jeśli tak, to z których. Odkryli, że kiedy wszystkie przetchlinki były przykryte, gąsienica nie wydawała żadnych dźwięków podczas udawanego ataku (polegającego na szczypaniu gąsienicy). Następnie odkrywali przetchlinki jedną po drugiej i stwierdzili, że tylko tylna para przetchlinek (jest ich osiem par) działała w ten sposób, bo nie było dźwięków tylko, kiedy ta jedna para była przykryta. Tylne przetchlinki („A8”) są także większe niż wszystkie pozostałe.  

• Autorzy użyli także wibrometru, żeby zobaczyć, czy powietrze i dźwięk wydawane podczas pisku, wydostawały się z tej pary przetchlinek. Polega to na odbiciu wiązki laserowej od małego kawałka papieru zawieszonego blisko przetchlinki. Laser wykrywa wibracje papieru spowodowane wydzielanym powietrzem. Stwierdzili, że laser pokazywał duży sygnał tylko wtedy, kiedy papierek był przy przetchlince A8, nie zaś przy przetchlince kontrolnej A5 i że wibracje znikały, kiedy przetchlinkę zasłaniali lateksem. Tutaj jest wykres pokazujący wyniki pomiarów wibrometru. Można zobaczyć odrobinę wibracji z A5 (która nie zniknęła po zasłonięciu przetchlinki), ale widać duże drgnięcie z A8 (zdjęcia przetchlinek są także pokazane), które zniknęło po zasłonięciu przetchlinki lateksem. Tak więc gwizd wydaje powietrze wychodzące przez przetchlinkę A8:

• Wreszcie, wielkie pytanie: czy gwizd rzeczywiście odstrasza drapieżniki? Autorzy testowali to przez wystawienie gąsienic na trzy schwytane lasówki złotawe  (Dendroica petechia), które regularnie atakowały larwy. W każdym z wypadków, kiedy ptak atakował gąsienicę, gąsienica wydawała pisk (nie wydawały pisków, kiedy nie były atakowane). I w każdym z wypadków pisk odstraszał ptaka, który uciekał: „na dźwięk pisku wszystkie ptaki albo odskakiwały, albo odlatywały, a jeden ukrył się w roślinności, jak gdyby zaatakował go drapieżnik”. (To jest ważne; patrz poniżej.) Żadna gąsienica nie doznała najmniejszego uszczerbku podczas tych ataków, a więc dźwięk wydaje się całkiem skuteczny w odstraszaniu drapieżników.

Tutaj są dość marne zdjęcia z artykułu, pokazujące ptaka wystraszonego dźwiękiem i nurkującego do schronienia:

Nie przeprowadzono jednak kluczowego eksperymentu. Jeśli to dźwięk wydawany przez gąsienicę odstrasza drapieżnika, nie byłby on odstraszony, gdyby wyeliminowano dźwięk. Innymi słowy, powinni byli przeprowadzić te same testy z gąsienicami, którym zasłonięto przetchlinki A8 lateksem. Jeśli autorzy mają rację, ptaki zjadłyby gąsienice. To jest łatwy do przeprowadzenia eksperyment, ale z jakiegoś powodu go nie zrobiono. W ten sposób brakuje kluczowej informacji, że sam dźwięk odstrasza drapieżnika.

Dalsze badania przez nowy zespół badaczy zainspirowało, być może, jedno zdanie z artykułu Bura i in., o którym już wspomniałem:

W jednym wypadku ptak ukrył się w gęstej roślinności w sposób podobny do tego, jak zareagowałby na drapieżnika.

Ciekawskiemu i uważnemu umysłowi może to sugerować, że pisk gąsienicy mógłby imitować “zawołanie alarmowe”, jakie wydaje ptak, kiedy zbliża się drapieżnik. Istotnie, nowe badanie Jessiki Lindsay i Erika Greene’a (link do streszczenia i tytułu poniżej), które buduje na poprzednich wynikach, sugeruje, że dźwięki wydawane przez gąsienicę nie są po prostu niepokojące, ale są niepokojące, ponieważ naśladują „zawołania alarmowe”, jakie wydają ptaki, kiedy w pobliżu znajduje się drapieżnik, np. jastrząb. Ptaki reagują, jak gdyby usłyszały zawołanie alarmowe, pozostawiając owada w spokoju, nie dlatego, że są po prostu zaskoczone, ale ponieważ muszą szybko znaleźć kryjówkę. Oto część streszczenia, sam artykuł będzie dopiero opublikowany:

Wiele ptaków wydaje zawołania alarmowe “seet” w reakcji na zagrażające niebezpieczeństwo (takie jak ptaki drapieżne) i powodują one, że inne ptaki dają nura do kryjówek. Ptaki wydają także “mobbujące” zawołania alarmowe o szerszym zakresie dźwięku w odpowiedzi na usadowione wysoko lub stacjonarne drapieżniki. Zauważyliśmy, że struktura akustyczna niektórych dźwięków gąsienicy jest podobna do ptasich zawołań alarmowych zarówno „seet” jak „lobbujących”.  Eksperymentując z odtwarzaniem dźwięków, testowaliśmy hipotezę, że gwizdy gąsienicy imitują ptasie zawołania alarmowe. Wiele gatunków ptaków nurkowało do schronienia lub zamierało na dźwięk ptasiego zawołania „seet” i na dwa rodzaje gwizdów gąsienicy; na ogół odlatywały, a kierowały się do źródła dźwięku w reakcji na trzeci typ gwizdu gąsienicy. Te gwizdy gąsienic, zamiast wywoływać ogólną reakcję zaskoczenia, mogą chronić gąsienice przez naśladowanie zawołań alarmowych ich ptasich drapieżników.

Niewątpliwie niebawem zostanie to opublikowane jako pełen artykuł, ale tymczasem jest to super sugestia. Poniżej znajduje się zawołanie „seet” sikory.

h/t: Barry

_________

J. Lindsay and E. Greene. Whistling caterpillars mimic the alarm calls of birds. Presented June 12, 2015, at the 52nd annual conference of the Animal Behavior Society, Anchorage, Alaska.

V. Bura et al. Whistling in caterpillars (Amorpha juglandis, Bombycoidea): Sound-producing mechanism and function. Journal of Experimental Biology. Vol. 214, January 1, 2011, p.  30.  doi:10.1242/jeb.046805.

How and why does this caterpillar whistle