Зачем ядовита рыба фугу?

[sergey zhukov]

Рыба фугу не вырабатывает яд самостоятельно, она его собирает во внешней среде. Недавно услышал такой
диалог: (время 08:20):

Цитата:

- Зачем рыба фугу собирает яд? Зачем она ядовита?
- Ну, можно предположить, что для того, чтобы ее поменьше ели. Но, так сказать, логика рыбы (если бы у нее была логика) мне тут не совсем понятна. Ладно бы она страдала за всех. Но тот, кто ее сьест, скорее всего тоже жить не будет. Т.е. тут даже никого не научишь своим примером. Немного странная стратегия.

Как я понимаю, тут имеется виду, что если ты решил намазаться отравой в надежде, что крокодил тебя не сьест, то когда он тебя таки сьест, то вы оба просто умираете и никто никакого урока отсюда не извлечет. Поэтому нет смысла намазываться отравой.

Как вы думаете, такая ли уж странная стратегия у этой рыбы? Что тут может показаться странным?

[Anton_Peplov]

Цитата:

Но тот, кто ее съест, скорее всего тоже жить не будет. Т.е. тут даже никого не научишь своим примером. Немного странная стратегия.

Ну не понимает человек, как работает естественный отбор, бывает.

Во-первых, стратегия не у отдельной рыбы, а у вида. А во-вторых, тоже мне, новость, "не научит своим примером". У рыб, по-моему, вообще достоверно не доказана способность учиться через подражание. Все происходит на уровне генов, программирующих инстинкты рыб. Гены, командующие хищнику сожрать фугу, будут чрезвычайно эффективно вымываться из популяции (кто фугу сожрал, потомства больше не дал). Это отрицательный отбор. В то время как гены, командующие хищнику не жрать фугу, будут чрезвычайно эффективно по популяции распространяться (кто фугу не жрет, долго и счастливо живет и потомства много дает). Это положительный отбор. В результате получим хищников, инстинкты которых велят им не жрать фугу. Без всяких симпозиумов по обмену опытом поедания фугу.

[sergey zhukov]

Anton_Peplov
Мне кажется, странность тут можно увидеть в том, что фугу в этом объяснении не конкурируют друг с другом, как мы привыкли понимать естественный отбор. Да, "фугеды" отсеиваются, но если ядовитость чего-то стоит для рыбы, то ядовитые фугу будут даже проигрывать не ядовитым (если предположить, что есть "ген ядовитости" или ген "поедания ядовитых водорослей", он должен быть подвержен отрицательному отбору).

[Anton_Peplov]

sergey zhukov в сообщении #1725332 писал(а):

но если ядовитость чего-то стоит для рыбы, то ядовитые фугу будут даже проигрывать не ядовитым (если предположить, что есть "ген ядовитости" или ген "поедания ядовитых водорослей", он должен быть подвержен отрицательному отбору).

Кажется, Вы хотите сказать следующее:
1. Фугуеды отсеялись, теперь никто не ест фугу.
2. Ну и зачем теперь фугу оставаться ядовитыми, раз их все равно никто не ест?
3. Ген ядовитости вымывается отрицательным отбором.

Если так, то Вы упускаете важную деталь. То, что мы наблюдаем - это динамическое равновесие двух непрерывно текущих процессов: мутаций и отбора у жертвы и мутаций и отбора у хищника. Да, ген "кушай ядовитые бактерии" у кого-то из фугу да сломается. Но и ген "не трогай фугу" у кого-то из хищников да сломается. Фугу остаются ядовитыми, потому что мутанты-хищники, пытающиеся сожрать фугу, оказывают на популяцию фугу достаточное давление, чтобы неядовитые фугу не заживались на свете.

[sergey zhukov]

Anton_Peplov
Не, я про то, что если хищник не можт отличить ядовитую фугу от не ядовитой, а ген ядовитости снижает плодовитость фугу (допустим), то ядовитые фугу проигрывают не ядовитым. В самой простой модели из трех диффуров это так: ген ядовитости не выгоден.

Вот это, наверное, странно выглядит. Просто для стратегии ядовитости выгода не очевидна, а в простых моделях она даже отрицательна.

[GraNiNi]

У фугу яд содержится не только во внутренних органах, но и в коже.
Поэтому, при неудачной охоте хищника на фугу - рыба остается жива, но яд с поврежденной кожи может попасть в хищника и это будет ему уроком - не трожь меня.

[Anton_Peplov]

sergey zhukov в сообщении #1725341 писал(а):

В самой простой модели из трех диффуров это так: ген ядовитости не выгоден.

Покажите модель, что ли.

[sergey zhukov]

Anton_Peplov
Вот так примерно:

$X_1$ - ядовитые рыбы
$X_2$ - не ядовитые рыбы
$Y$ - хищник, который не отличает $X_1$ от $X_2$ и ест всех одинаково (хищники, которые не едят этих рыб, нам не интересны в этой модели).

Тогда:

$$\frac{\partial X_1}{\partial t}=A_1X_1-A_2YX_1$$

$$\frac{\partial X_2}{\partial t}=A_3X_2-A_4YX_2$$

$$\frac{\partial Y}{\partial t}=A_5Y(1-Y)-A_6YX_1+A_7YX_2$$

Тут предполагается, что в отсутствии $X_1$ и $X_2$ хищник размножается логистически (у него есть и другая пища). Это в общем не обязательное условие, оно нужно только если мы рассматриваем так же и тех хищников, которые не едят фугу. Можно вместо логистического размножения вставить $-A_5Y$.

Из условия стоимости яда должно быть $A_1<A_3$. А из того, что хищник не различает ядвитых и не ядовых, должно быть $A_2=A_4$.

-- добавлено через 5 минут --

GraNiNi
Вот как-то так и должно быть: хищник все же должен различать ядовитых и не ядовитых. Вроде как "попробовал-не вкусно-выплюнул", а не просто "проглотил и потом скончался". Тогда собирать яд выгодно.

[Mikhail_K]

(Оффтоп)

sergey zhukov в сообщении #1725353 писал(а):

∂

$d$!

[EUgeneUS]

Первая ошибка заключается в постановке вопроса. Тетродоны ядовиты не зачем, а почему.
В первую очередь, они ядовиты, потому что жрут ядовитые водоросли, и выработали защитный механизм по обезвреживанию яда путем депонирования его в какие-то свои органы.
Это уже даёт эволюционное преимущество, так как расширяет кормовую базу туда, где мало или вообще нет конкурентов.
Кстати, тетродоны неоригинальны. Ровно так же "поступают" южно-американские лягушки-древолазы, которые жрут каких-то ядовитых древесных жуков.

Далее это свойство подхватывается отбором и используется для защиты от хищников.

Вторая ошибка в том, что не учитывается, что у рыб, в том числе хищных, нет обучения, а поведение регулируется инстинктами. Хотя это не исключает индивидуального обучения.
Если это учесть, то оказывается, что с эволюционной точки зрения тетродону более выгодна ситуация "умерли и тетрордон, и хищник", чем "выжили и хищник, и тетродон".
В первом случае возникает отбор среди хищников, на свойство "не нападать на тетродонов".
Во втором случае, у хищника не возникает отбора по свойству "не жрать тетродонов", а раненый тетродон с большой вероятностью и так умрет.
И опять же, полная аналогия с лягушками-древолазами. Чтобы "прописать" образ опасной лягушки у хищников они используют яркую раскраску.
У тетродонов есть подобный сигнал - они раздуваются до шарообразного вида.

[SergeyGubanov]

Гугл ИИ говорит, что Фугу стали ядовитыми 20-30 миллионов лет назад, но супер иммунитет к яду выработали всего лишь от 1,8 до 5 млн лет назад. А ещё самцы фугу используют производные тетродотоксина как феромоны.

Это я к тому, что с одной стороны тетродотоксин им нужен сугубо для своих собственных нужд, а с другой стороны долговременного устойчивого решения предложенной системы дифференциальных уравнений как бы и не требуется, оно всё вот прямо сейчас в живом развитии.

[EUgeneUS]

SergeyGubanov в сообщении #1725372 писал(а):

а с другой стороны долговременного устойчивого решения предложенной системы дифференциальных уравнений как бы и не требуется,

Эта система просто неверная. В ней считается, что ядовитость затратна.
Ядовитость затратна в том смысле, что требует затрат на ферменты для транспортировки и депонирования яда. Но эта ядовитость сама по себе, без взаимодействия с хищниками, даёт преимущества, что в этой модели не учитывается.

[sergey zhukov]

EUgeneUS в сообщении #1725370 писал(а):

Это уже даёт эволюционное преимущество, так как расширяет кормовую базу туда, где мало или вообще нет конкурентов.

Это да. Т.е. если ты научился есть ядовитые водоросли, то это тебе в плюс, а не в минус. А то, что ты при этом стал для кого-то ядовитым - это вторично.

EUgeneUS в сообщении #1725370 писал(а):

Если это учесть, то оказывается, что с эволюционной точки зрения тетродону более выгодна ситуация "умерли и тетрордон, и хищник", чем "выжили и хищник, и тетродон".

Я бы сказал, что это нужно рассматривать с точки зрения выгодности для "гена ядовитости". Для него это не выгодно, т.к. он в этом случае защищает от хищников как себя, так и "ген неядовитости", а "ген неядовитости" его не защищает, а вместо этого быстрее размножается (это в модели, где яд затратен, конечно).

[EUgeneUS]

EUgeneUS в сообщении #1725370 писал(а):

В первую очередь, они ядовиты, потому что жрут ядовитые водоросли,

FGJ.
Тут я несколько ошибся, писал по памяти. Выработку тетродотоксина осуществляют бактерии, а не водоросли.
Являются ли они кормовой базоя для иглобрюхов или симбионтами - тоже достоверно не установлено.
Но фактом является то, что иглобрюхи, проведшие длительное время в аквариуме без бактерий, вырабатывающих отраву, становятся менее ядовитыми (или почти полностью не ядовитыми). А это хороший аргумент, что яд поступает с пищей, а не от симбионтов.

[sergey zhukov]

SergeyGubanov
Так-то оно так: реальная жизнь сложнее любой системы уравнений. Я вовсе не настаиваю, что тут что-то не сходится. Очевидно, эта модель просто слишком примитивная.

Мне просто хотелось лучше понять, что лектору казалось тут не очевидным. Видимо, как раз то, что если исходить из предположения "Она стала ядовитой, чтобы ее поменьше ели", то получается странный результат. А если сказать "Она просто питается ядовитым водорослями, т.к. они тут растут, а ядовитость - побочный результат", то тогда понятнее.