What the hell are you?

W dzisiejszym odcinku dowiemy się co wspólnego mają ze sobą nieprzygotowani do zajęć studenci, morskie pasożyty, motyle nocne i zabójcy z kosmosu. Będzie też sporo zdjęć, na których mało co widać. Ale tak właśnie miało być. A w kąciku kinomana poznamy bardzo ciekawy film przyrodniczo-edukacyjny.

Ze zjawiskiem mimetyzmu miał do czynienia każdy z nas, przeważnie nie zdając sobie z tego sprawy. Przypomnijcie sobie na przykład lekcję matematyki w szkole podstawowej (zakładając, że panicznie baliście się tego przedmiotu – tak jak ja), albo później – już na studiach – ćwiczenia, które prowadzi wyjątkowo brutalny wykładowca, a Wy nie macie pojęcia o czym mówi. Za chwilę zacznie pytać, jego wzrok już krąży po studentach, wypatrując potencjalnej ofiary. Co w takim przypadku robicie? To oczywiste – korzystacie z mimetyzmu. Łokcie przyciągacie do boków ciała, ręce składacie blisko złączonych kolan, pochylacie się maksymalnie do przodu, dosłownie przywierając do blatu. Możecie jeszcze zamknąć oczy, ale to już dość kontrowersyjny krok, który może zaburzyć dalszą ocenę sytuacji. Zamieracie bez ruchu w formie tak zwanego “bobsleja” i czekacie na dalszy rozwój sytuacji. Jednocześnie gratulujecie sobie w duchu, jacy to jesteście cwani i jak to sobie fajnie wymyśliliście. Niestety, nie byliście pierwsi – ewolucja wypracowała ten mechanizm ładne kilkadziesiąt milionów lat wcześniej. Tak naprawdę robicie dokładnie to samo, co niektóre gatunki pluskwiaków, które dostrzegając potencjalnego napastnika odwracają się do niego bokiem i tak ustawiają ciało, żeby było widać tylko ich idealny, jak najmniejszy profil.

Pozycja bobsleja ma na celu zmniejszenie profilu optycznego ofiary, wtopienie się jej w tło i zwiększenie szans na przeżycie. Oczy drapieżników najsilniej reagują na poruszające się obiekty. Sprawdźcie to zresztą sami – wystarczy obserwować jakiegoś owada w locie i patrzeć gdzie usiadł. Jeżeli na chwilę odwrócimy wzrok są duże szanse, że nie będziemy go w stanie ponownie dostrzec. Aż do momentu, kiedy ponownie się poruszy. Niestety, wykładowcy przeważnie dysponują jeszcze inteligencją i nie dają się nabrać na prosty mimetyzm. Sam miałem okazję kilka razy prowadzić zajęcia z różnymi słuchaczami i muszę z przykrością stwierdzić, że wykładowca-drapieżnik doskonale zdaje sobie sprawę z tego, co robią studenci-ofiary. Co więcej – jest w stanie określić w jakiś podświadomy sposób, obserwując ich zachowanie, kto jest przygotowany, a kto nie ma pojęcia o temacie zajęć. I wtedy tylko od jego dobrej woli i preferencji osobistych zależy, kto zostanie rozszarpany, a kto przeżyje do następnego spotkania.

Po tym przydługim wstępie przejdźmy do konkretów. Czymże dokładnie jest wspomniany mimetyzm w naukach przyrodniczych? To nic innego jak upodobnienie się organizmu do otoczenia lub innych organizmów. Mówimy tu nie tylko o wyglądzie ale też np. wydawanych dźwiękach czy zapachach mających zmylić otoczenie. Pierwsze, co większości z nas przychodzi do głowy, to ofiara używająca maskującego ubarwienia, które ułatwia “zniknięcie” z oczu napastnika. Pojęcie mimetyzmu jest jednak o wiele szersze, dotyczy zarówno ofiar jak i napastników i zawiera w sobie wiele podkategorii. Postaram się je przybliżyć korzystając z własnych obserwacji i zdjęć, a głównymi bohaterami wpisu będą oczywiście bezkręgowce.

Zacznijmy od najbardziej znanej i oczywistej odmiany mimetyzmu, czyli ubarwienia maskującego. Pewnie każdy z nas widział jakiś film przyrodniczy opowiadający o życiu w dżungli czy na sawannie. Antylopy są płowe, zebry mają paski, a żyrafy ciapki. Są to przykłady użycia kamuflażu zmniejszającego widoczność i ułatwiającego przetrwanie. Oczywiście działają tylko w określonym środowisku – na sawannie, pośród traw czy akacji. Żyrafa postawiona na śnieżnym tle staje się dość dobrze widoczna i może zacząć się martwić. Podobnie sprawa wygląda z owadami. Ich określone gatunki żyją w określonym środowisku i to do niego przystosowały swoje maskujące ubarwienie. Chyba największa różnorodność i liczba zakamuflowanych owadów występuje wśród motyli nocnych. Aktywne nocą ćmy odpoczywają w czasie dnia i wtedy też są najbardziej narażone na atak napastnika. Dobrą metodą pasywnej obrony jest zniknięcie z oczu, wtopienie się w tło. I w tej dziedzinie te bezkręgowce są prawdziwymi mistrzami. Potrafią naśladować korę drzew, fragmenty gałązek czy liści. Postacie dorosłe przylegają do powierzchni, na której odpoczywają, a wzory na ich skrzydełkach zlewają się z fakturą materiału, na którym siedzą. Z kolei gąsienice niektórych gatunków zamierają bez ruchu z jedną częścią ciała uniesioną w górę udając ułamane gałązki. Niektóre motyle nocne wydają w ciągu roku kilka pokoleń, które mają różne formy dostosowane do zmian w przyrodzie. Te wiosenne są zielone i łatwo giną wśród młodych roślin, z kolei pokolenia późniejsze przybierają barwy brązowo-żółte, co ułatwia ukrycie się wśród suchych liści i gałązek. Przykłady takich zachowań widział pewnie każdy z nas. Suche patyki, które nagle zaczynają się poruszać, liście zrywające się gwałtownie do lotu czy kawałki kory okazujące się żywym stworzeniem. Natura ma w tej dziedzinie niewyczerpaną fantazję i nawet wśród krajowych motyli możemy znaleźć setki przykładów podobnej obrony przed drapieżnikami.

Kamuflaż kojarzy się głównie z wojskiem i barwami zielono-brązowymi. W naszej strefie klimatycznej ma to oczywiste uzasadnienie – tak wyglądają nasze lasy i takie ubarwienie pozwala się w nich najłatwiej ukryć. Czasem jednak barwy ochronne mogą być jaskrawe i mocno rzucające się w oczy. Dobrym przykładem jest tu nasz motyl – latolistek cytrynek (Gonepteryx rhamni). Obserwując go późną wiosną na tle zielonych, młodych liści trudno zgadnąć, że jego ubarwienie może spełniać rolę ochronną. Wiosną i latem doskonale go widać. Jednak latolistek to długodystansowiec wśród motyli. Jest w stanie przeżyć zimę i pojawić się już z pierwszymi promieniami wiosennego słońca. Ziemia jest wtedy wciąż pokryta warstwą suchych żółto-brązowych i pozbawiona zielonych roślin. Nasz bohater odbywa wtedy pierwsze loty, a zaniepokojony szybko ląduje i sam udaje, że jest liściem. Co więcej, zachowuje się przeciwnie niż większość bezkręgowców starających się zmniejszyć swój profil optyczny. On robi coś dokładnie odwrotnego – ustawia się do obserwatora bokiem, jak najbardziej eksponując swój liściowaty wygląd. Dzięki temu sam staje się po prostu kolejnym kawałkiem martwego drzewa, a jednocześnie w czasie chłodnych, wiosennych dni skutecznie wystawia się na działanie promieni słonecznych podnoszących temperaturę jego ciała.

Nie tylko motyle lubią się maskować. Podobnie czynią pluskwiaki, chrząszcze czy prostoskrzydłe. Szczególnie ostatnie z nich dopracowały ewolucyjnie techniki kamuflażu. Te żyjące na terenach suchych są przeważnie ubarwione w szaro-brązowe plamy. Doskonale wtapiają się w tło siedząc na piasku pomiędzy suchymi badylami. Z kolei gatunki przebywające wśród roślin preferują ubarwienie nawiązujące do soczystej zieleni. Jedne i drugie są bardzo pewne swoich maskujących barw. Często podchodzę do nich z aparatem, zbliżając obiektyw na minimalną odległość. Owady wyczekują do ostatniej chwili i dopiero kiedy zostają prawie dotknięte odskakują. Część z nich stosuje też technikę odwracania ciała. Zawsze starają się ustawić pod pewnym kątem w stosunku do napastnika – nie prostopadle, nie równolegle, ale tak około 45 stopni, z głową z przodu. Nie wiem czy wynika to z chęci lepszego zamaskowania, czy po prostu skok pod tym kątem w stosunku do drapieżnika zapewni im skuteczniejszą ucieczkę.

Przykłady zastosowania kamuflażu w świecie bezkręgowców można by mnożyć bez końca. Kolejną interesującą strategią jest budowa ruchomej kryjówki. Tak postępują np. żyjące pod powierzchnią lustra wodnego larwy chruścików. Z dostępnych materiałów tworzą one domki-rurki, w których przebywają na stałe i w razie potrzeby chowają się. Taka konstrukcja zapewnia nie tylko mechaniczną ochronę przed drapieżnikiem (tak jak muszla ślimaków). Ponieważ domki budowane są z dostępnych w danym miejscu materiałów (piasek, drobne fragmenty muszelek, ścinki roślin) stanowią one również doskonały przykład sztuki maskowania. Schowany chruścik wygląda jak zgrubienie na piasku, kupka kamieni czy oderwany fragment rośliny wodnej. Identyczną strategię stosują na lądzie małe motyle z rodziny koszówek (Psychidae). Ich larwy żyją w domkach zbudowanych z różnych materiałów, chowając się w nich w razie zagrożenia. Budulcem są dostępne w okolicy materiały – fragmenty obumarłych roślin czy piasek – dzięki czemu domek spełnia też doskonale funkcję maskującą.

W przyrodzie nic się nie marnuje – dotyczy to także dobrych pomysłów. Mechanizmy barw ochronnych używane przez potencjalne ofiary dla ukrycia się przed drapieżnikiem jest używany również przez napastników – w całkiem przeciwnym celu. Im lepiej zamaskuje się polujące zwierzę, tym większą ma szansę na zakończenie łowów sukcesem. Przykłady takich zachowań można znaleźć na całym świecie, wśród bardzo różnych organizmów. Od mórz i oceanów, po lasy deszczowe i lodowe pustynie. Oczywiście można je zobaczyć także na osiedlowym trawniku czy własnym balkonie wśród naszych ulubionych bezkręgowców. Doskonałym przykładem do omówienia roli maskowania w procesie polowania są krajowe pająki.

Wśród nich znajduje się nasz krajowy “kameleon” czyli pająk kwietnik (Misumena vatia). Ten mały pajęczak trzyma się blisko kwitnących kwiatów. Przeważnie czai się bez ruchu na ich płatkach czekając na nieostrożną ofiarę, która przyleci pożywić się pyłkiem. Kwietniki polują z zasadzki, prawie się nie poruszają, dopóki nie nastąpi moment, w którym trzeba chwycić ofiarę albo samemu uciekać. W takich przypadkach pająk pokazuje na co go stać i porusza się błyskawicznie. Największym atutem tego gatunku jest umiejętność zmiany barw w zależności od koloru kwiatu, na którym zwierze poluje. Gama kolorów jest dość szeroka i obejmuje biały, odcienie żółtego, zielonkawego, aż po czerwone akcenty. Pełne dostosowanie do otoczenia zajmuje kwietnikowi kilka dni, ale kiedy już to zrobi dosłownie rozpływa się na tle kolorowych płatków. Wielokrotnie obserwowałem proces polowania u tego gatunku i muszę stwierdzić, że kamuflaż jest doskonały. Ofiary często lądują w bezpośredniej bliskości drapieżnika i dosłownie same pchają się w jego objęcia najwyraźniej w ogóle go nie widząc. Badania wskazują, że przemiana kolorów dotyczy nie tylko pasma światła widzialnego, ale również ultrafioletu. Więcej na ten temat w poniższych artykułach:

“Camouflage of predatory crab spiders on flowers and the colour perception of bees (Aranida: Thomisidae/Hymenoptera: Apidae)” – Lars Chittka.

“The functional morphology of color changing in a spider: Development of ommochrome pigment granules” – Teresita Concepcion Insausti, Jerome Casas.

“Background colour matching by a crab spider in the field: A community sensory ecology perspective” – Jeremy Defrize, Marc Thery, Jerome Casas.

W naturze jeżeli nie znajdujesz się na szczycie piramidy pokarmowej, często z drapieżnika sam stajesz się ofiarą. Podobnie jest z pająkami. Ich sposoby maskowania działają skutecznie nie tylko w procesie polowania, ale pomagają też unikać drapieżników. A tych pajęczaki mają niemało – od różnych gatunków błonkówek, po kręgowce – na przykład ptaki. Wiele krajowych gatunków pająków ucieka aktywnie przed napastnikami, jednocześnie stosując maskowanie. Gatunki żyjące na piasku zamierają w bezruchu dokładnie zlewając się z otoczeniem. Kwadratniki (Tetragnatha) polujące wśród trzcin i traw wyciągają odnóża, a te wraz z ich smukłym ciałem przypominają jeszcze jedną gałązkę czy długi liść. Z kolei małe gatunki krzyżaków rozpinające sieci wśród liści same jaskrawym zielonym kolorem upodabniają się do otoczenia. Kiedy nieraz mam ochotę fotografować krajowe pajęczaki, podchodzę do kępy roślin, patrzę na nią i stwierdzam – no nie, tutaj nic nie ma. Powierzchnia liści jest pusta, wokół łodyg też nic nie siedzi – strata czasu. Jedak kiedy postoję kilka minut bez ruchu i skupię wzrok zaczynam zauważać bogactwo życia. Pajęczaki, które wcześniej spłoszyłem swoim przybyciem zaczynają wychodzić z kryjówek. Zdradza je ruch. Podobnie te, które stopiły się z tłem. Wystarczy kilka drobnych ruchów odnóżami i już stają się dla mnie widoczne. Po chwili pozornie pusta roślina zaczyna tętnić bogatym życiem. Jeżeli chcecie bardziej zgłębić temat obrony pajęczaków przed drapieżnikami, polecam poniższy artykuł:

“Comparative analysis of passive defences in spiders (Araneae)” – Stano Pekar.

Na zakończenie kącik kinomana i słów kilka o moim (nadal) ulubionym filmie akcji. “Predator” (bo o nim mowa) powstał w roku 1987 i prawie od razu zyskał status dzieła kultowego w swojej kategorii. Gdyby powstał dzisiaj, w epoce wszędobylskich mediów społecznościowych, stał by się pewnie jednym wielkim memem. Fabuła jest genialnie prosta – grupa komandosów zostaje wysłana z misją do południowoamerykańskiej dżungli. Misja ma być ratunkowa, ale po drodze okazuje się, że CIA wpuściło naszych bohaterów w maliny i po prostu trzeba zabić kilkadziesiąt osób, co nasi wojacy robią niechętnie aczkolwiek skutecznie. Problemy zaczynają się później, bowiem na ludzi poluje ktoś groźniejszy i bardziej brutalny, niż lokalni partyzanci. Żołnierze znikają po kolei, już wiemy, że zabójcą jest myśliwy z innej planety, który przyleciał do nas na safari. Nie chce podbijać naszej planety, jak inni galaktyczni marzyciele, ale po prostu lubi sobie zapolować. Na placu boju zostaje w końcu tylko Arnold Schwarzenegger i tytułowy Predator, a wynik starcia wcale nie jest oczywisty. Mimo upływu lat, moim zdaniem jest to wciąż jeden z najlepszych horrorów SF ze świetną scenografią, pomysłem, kosmicznym bohaterem i jego ludzkimi przeciwnikami. W dodatku to prawdziwa gratka fanów militariów i ciętych one-linerów (“I ain’t got time to bleed“, “If it bleeds we can kill it“, “Get to da choppa!“). Jest tu też smaczek dla miłośników polityki – Predatora goni w dżungli dwóch przyszłych gubernatorów stanów – Arnold – Kaliforni, a Jesse Ventura – Minnesoty.

Oprócz walorów czysto rozrywkowych, Predatora można potraktować jako film edukacyjny, idealnie pasujący do tematyki dzisiejszego wpisu. Tak naprawdę kamuflaż i jego zastosowanie w praktyce odgrywa w nim wiodącą rolę. Żołnierze-ofiary poruszają się po dżungli zamaskowani – ich mundury i wyposażenie powstało na bazie obserwacji przyrody. Barwy są zbliżone do barw i faktury tła i faktycznie pozwalają zamaskować komandosów przed wzrokiem. Przynajmniej ludzkim. Jest to dokładne powtórzenie metod motyli nocnych czy owadów prostoskrzydłych. Dodatkowo nasi bohaterowie używają farb maskujących na odkrytych częściach ciała. Przy okazji ciekawostka – pewnie widzieliście kiedyś żołnierzy albo futbolistów amerykańskich z wymalowanymi czarnymi paskami pod oczami. Na pierwszy rzut oka można pomyśleć, że to również jakiś rodzaj kamuflażu czy barw wojennych. Okazuje się, że nie. Ciemna farba pod oczami zmniejsza albedo skóry, dzięki czemu promienie słońca padające na twarz zostają pochłonięte i nie tworzą oślepiających odblasków, co jest dość ważne, kiedy śledzi się lot piłki. Albo granatu. Wracamy do dżungli. Maskowanie żołnierzy doskonale sprawdza się w walce z partyzantami, natomiast kompletnie zawodzi w starciu z Predatorem-drapieżnikiem. Ten ostatni w dodatku sam nie jest widoczny, ponieważ używa niesamowitego kamuflażu aktywnego, który po włączeniu kopiuje widok tła na plan pierwszy, dzięki czemu kosmiczny myśliwy znika wśród roślinności. Kiedy oglądałem Predatora po raz pierwszy, ponad 30 lat temu, widok tego procesu mógł powodować tylko opadnięcie szczęki i jęk zachwytu. Oraz myśl, że to czyste SF niedostępne dla nas. Jak to często bywa, pomysł spodobał się wojsku, już temu rzeczywistemu. W USA prowadzone są prace nad aktywnym maskowaniem, opartym dokładnie na pomyśle z filmu. Strój maskujący zbudowany jest z kilku tysięcy cienkich światłowodów wyposażonych w dodatkową elektronikę, które kopiują widok tła na żołnierza wyposażonego w ten wynalazek. Po włączeniu użytkownik znika, a w jego miejscu pojawia się obraz przypominający miraż utworzony przez słup gorącego, falującego powietrza – taki jak nad rozgrzanym asfaltem. Trudno powiedzieć, na jakim etapie znajdują się prace, bo na 100% ich najnowsze rezultaty są utajnione. Jeżeli dało by się zbudować tego rodzaju maskowanie, dałoby ono wielką przewagę, na przykład jednostką specjalnym, szczególnie w wojnach asymetrycznych. Ostatnio powstało coś zupełnie nowego – materiał, który sam w sobie ma właściwości predatoropodobne, bez elektroniki ani innych dodatków.

I tu dochodzimy do kolejnej niespodzianki – coś, nad czym głowią się wojskowi naukowcy, od dawna jest już dostępne. Gdzie? Oczywiście w przyrodzie. Małe, pasożytnicze morskie widłonogi z rodzaju Sapphirina opanowały sztukę znikania w sposób znakomity. W ich komórkach znajdują się sześciokątne kryształy, które ustawione w odpowiedni sposób załamują promienie światła, dzięki czemu zwierzę wtapia się w tło. Sam proces wygląda tak zaskakująco i niewiarygodnie, że najlepiej zobaczyć go na własne oczy na ujęciach poniżej, natomiast dla dociekliwych link do świetnego “papieru” na ten temat:

“Structural Basis for the Brilliant Colors of the Sapphirinid Copepods” – Dvir Gur, Ben Leshem, Maria Pierantoni, Viviana Farstey, Dan Oron, Steve Weiner, Lia Addadi.

Wracamy do filmu – komandosów jest coraz mniej, a ci co zostali zdają sobie sprawę, że ich maskowanie nie działa. W końcowych sekwencjach Arnold ucieka przed drapieżnikiem z kosmosu i nagle wpada w błoto, które pokrywa go całego. Predator przechodzi obok i nie widzi go wcale. Okazuje się, że jego zakres widzenia jest inny niż u ludzi – używa podczerwieni i termowizji, a chłodne błoto skutecznie blokuje emisję w tych pasmach. Tu kolejna dygresja. W programie “Mythbusters” tę scenę poddano naukowej analizie. Ciało pokryte mokrym błotem/gliną obserwowano za pomocą kamery termowizyjnej. Błoto bardzo szybko ogrzewało się i człowiek stawał się doskonale widoczny. W realnym świecie Arnold nie miałby szans! W drugiej części Predatora pomysł został jeszcze bardziej rozwinięty. W scenie próby schwytania nowego drapieżcy w chłodni, ludzie ubrani są w termiczne kombinezony nie przepuszczające ciepła. Osaczony Predator zaczyna coś podejrzewać, ale nic nie widzi. Nie jest jednak gapą, przełącza swój tryb widzenia na ultrafiolet i nagle widzi snopy światła z latarek napastników. Jest to doskonała ilustracja biologicznego wyścigu zbrojeń i kolejnych przystosowań na linii drapieżnik-ofiara. Każdy nowy sposób obrony zostaje w przyrodzie skontrowany nowym rodzajem ataku i vice versa.

I już naprawdę na sam koniec kolejne powiązanie Predatora, tym razem z rzeczywistym światem nauk przyrodniczych. W 2012 roku został odkryty w Brazylii nowy rodzaj pająka. Jego chelicery przypominały odkrywcom narządy gębowe filmowego Predatora, nazwali więc rodzaj na jego cześć – Predatoroonops. Co więcej, nazwy kolejnych odkrywanych gatunków też związane są z filmem. Mamy więc Predatoroonops schwarzennegeri, P. anna, P. billy, P. blain, P. dillon, P. dutch, P. poncho i tak dalej. Jak widać, film nadal robi wrażenie i ma wpływ nawet na poważną naukę. Szczegóły w artykule poniżej:

“The Brazilian Goblin Spiders of the New Genus Predatoroonops (Araneae: Oonopidae)” – Antonio Domingos Brescovit, Alexandre B. Bonaldo, Alexandre B. Bonaldo, Adalberto J. Santos,Adalberto J. Santos, Ricardo Ott, Cristina A. Rheims.

Pora kończyć dzisiejszą ścianę tekstu. Dalszymi rodzajami mimetyzmu (ubarwieniem ostrzegawczym, różnymi odmianami mimikry) zajmiemy się w następnych odcinkach. Z wyszukaniem opisanych zwierzaków w terenie trzeba będzie poczekać ładnych kilka miesięcy. W tym czasie zapraszam gorąco do edukacji i obejrzenia dwóch pierwszych części Predatora. Dalsze szczerze odradzam.