چرا برخی دوزیستان، از جمله قورباغه‌ها و سمندرها، رنگارنگ‌اند؟
حالتی را در نظر آورید که استتار بهترین راه‌حل گرفتار نشدن به دست شکارچی‌هاست. در محیطی که مملو از شکارچی‌ها و البته جلبک‌ها و علف‌های سبز است رنگ لجنی برخی قورباغه‌ها سازگاری‌ای به‌قصد پنهان ماندن از دست شکارچی‌هاست. این واقعیت بدیهی مسئله‌ای پیش روی زیست‌شناسان می‌نهد: چرا برخی از آنها آن‌قدر رنگارنگ‌اند که به راحتی از دوردست نیز دیده می‌شوند؟ پاسخ ساده این است: شاید این رنگ‌های تند قرمز و نارنجی و زرد، مانند رنگ پر و بال طاووس نر، به کار انتخاب جنسی بیاید. اما در محیط مملو از شکارچی، وقتی در بدو امر بقا تضمین نشود تولیدمثلی در انتظار نخواهد بود. شاید پاسخ این باشد که دوزیستان رنگارنگ از شکارچی‌ها نمی‌ترسند چرا که از این ترس رها شده‌اند. اصلاً می‌خواهند دیده شوند تا هشداری به شکارچی‌ها بدهند: «ما بدمزه و/یا سمی هستیم! جرئت دارید ما را بخورید!»
فرض کنیم بدمزگی یا سمی شدن قورباغه‌ها سازگاری‌ای جهت خورده نشدن و راحت شدن از پنهان شدن دائمی از دست شکارچی‌ها باشد که در جمعیت قورباغه‌های سبز یا خاکستری که خوب استتار می‌شوند ایجاد شده است. اما کماکان این راهکاری برای خروج از پناهگاه و ترس از آشکار زیستن نیست. شکارچی از کجا بداند که این موجودات بدمزه و سمی هستند؟ بنابراین شکارچی‌ها کماکان به شکار این موجودات ادامه می‌دهند هرچند پس از خوردن آنها آسیب ببینند. اما اگر این دسته از قورباغه‌ها با علامت خاصی سمی بودن خود را به اطلاع شکارچی برسانند مسئله حل می‌شود. در این حالت دسته‌ی بزرگی از جمعیت والد راهکار قدیم پنهان شدن و زندگی با ترس را ادامه می‌دهند و برخی دیگر همزمان هم سمی می‌شوند و هم رنگارنگ، و با این کار آشکارا خود را به نمایش می‌گذارند. راه حل میانه در اینجا کاربرد کمتری دارد. بنابراین انتخاب گسلنده میان این دو استراتژی کاملا متفاوت فرق می‌گذارد و گسست ایجاد می‌کند تا جایی‌که گونه‌زایی انجام می‌شود. در پژوهش اخیری (16 مارس 2023) که در نشریه‌ی ساینس منتشر شده در آزمون فرضیه‌ی فوق، پژوهشگران 1100 گونه از دوزیستان را مطالعه کردند و متوجه شدند که رنگی بودن با سمی بودن همراه است و مهم‌تر اینکه تقریبا تمامی گونه‌های رنگی از نیاکانی که راهکار استتار را در دستور کار داشتند تکامل یافته‌اند.
راهکار پایه، زیستن در نهان و با ترس دائم از شکارچی‌ها بوده است و راهکار جایگزین رنگارنگ شدن و زیست آشکار و بدون ترس و البته با پرداخت هزینه‌ی تولید مواد سمی و رنگارنگ بوده است. نکته‌ی جالب‌تر این پژوهش آن است که وقتی تباری از دوزیستان در راهکار دوم موفقیت به دست آورد دیگر به حالت نخست باز نگشته است. در مقاله آمده که از میان گونه‌های مورد مطالعه تقریبا همواره مسیر یک‌طرفه بوده است. آیا در سایر جانوران، از جمله در حشرات و پرندگان رنگارنگ نیز همین روال طی شده است؟ نویسندگان می‌گویند این فرضیه نیازمند پژوهش‌های بعدی است اما در بدو امر بسیار محتمل به نظر می‌رسد.
(اینکه چرا این پژوهش نقش انتخاب جنسی را در رنگارنگ شدن این دسته از دوزیستان طرد نمی‌کند در پست بعدی عرضه می‌شود.)
تجربه‌ی بی‌بازگشت آزادی در دوزیستان رنگارنگ
در پست قبل به پژوهشی اشاره شد که مطابق آن در گذشته‌ها فقط دوزیستانی با رنگ‌های ساده‌ی لجنی و خاکی وجود داشتند که متناسب با رنگ محیطی که در آن زیست می‌کردند، با قابلیت استتار در محیط از گزند شکارچی‌ها در امان بودند؛ تا اینکه در برخی از آنها، دو خصیصه‌ی سمی بودن و رنگارنگ بودن ایجاد شد. این دسته از یکسو به چشم شکارچی‌ها می‌آمدند، پس بخت بقای کمتری داشتند و از سوی دیگر چون سمی بودند به شکارچی آسیب وارد می‌کردند. بنابراین مشروط بر آنکه شکارچی‌ها می‌آموختند که علت مسمومیت‌شان خوردن این دسته از قورباغه‌های رنگارنگ است، احتمال شکار شدن این قورباغه‌ها کاهش می‌یافت.
ممکن است به نظر آید که ایجاد همزمان دو خصیصه‌ی سمی بودن و رنگارنگ بودن در قورباغه‌ها و همزمان یادگیری مورد اشاره در پرنده بسیار نامحتمل است زیرا نبودن هر کدام از آنها به حذف این قورباغه‌ها می‌انجامد. توضیحی که در ادامه می‌آید از وجه رازآمیز این همزمانی می‌کاهد. به قول آینشتاین یا هیچ چیز معجزه‌آسا نیست یا همه چیز معجزه است؛ و علم شق نخست را در تبیین پدیده‌های طبیعی اختیار می‌کند.
حالتی را در نظر آوریم که در جزیره‌ای کوچک بر اثر جهشی در ژن‌ها بر پشت قورباغه‌‌ای لکه‌ای قرمز ایجاد شده باشد. اگر بخت یار این قورباغه شود و قبل از خورده شدن توسط پرنده‌ای (که از معدود شکارچیان قورباغه در آن جزیره است) به سن زاد و ولد رسد، ژن مولد آن لکه‌ی قرمز به نسل بعد منتقل می‌شود. حالا هزاران تخم قورباغه داریم که اگر هر کدام به سن زاد و ولد برسند لکه‌ی قرمزی بر پشت خود دارند. از یکسو، پرندگان محلی این قورباغه‌ها را سریع‌تر شناسایی و شکار می‌کنند پس فشار تکاملی علیه گسترش لکه‌قرمزهاست. از سوی دیگر، کاملا ممکن است که محصول فرعی این رنگ قرمز، قابلیتی در ایجادکردن حس بدمزگی یا مسموم کردن در پرنده باشد.
بنابراین پرنده پس از خوردن چنین قورباغه‌های سهل الوصولی احساس ناراحتی می‌کند. پس احتمالاً می‌آموزد که تا وقتی فشار گرسنگی زیاد نباشد این دسته از قورباغه‌ها را نخورد. فرض کنیم چند نسلی از این قورباغه‌ها و پرنده‌ها به همین ترتیب در جزیره زندگی کنند تا تعداد قورباغه‌های لکهقرمز زیاد شود.
اگر طی چند نسل خصلت اجتناب از خوردن قورباغه‌های لکهقرمز، از طریق وراثت اپی‌ژنتیکی، در پرنده نهادینه شود مسیر تکاملی جهت ایجاد قورباغه‌های رنگ‌هشدار (aposematistic) آغاز شده است. چگونه؟ دو مکانیسم را می‌توان معرفی کرد.
یک. از یکسو برخی از پرندگان با سم ضعیف این قورباغه‌ها سازگار می‌شوند زیرا تکامل در پرندگان نیز کار می‌کند. فعال شدن این فرایند در پرنده باعث می‌شود نبرد تسلیحاتی آغاز شود و فشار انتخاب در جهت بزرگ‌تر شدن لکه‌ی قرمز، و متعاقب آن افزایش میزان سم در قورباغه، بیشتر شود. در این حالت بزرگ شدن لکه‌ها بر پشت این دسته از قورباغه‌ها محصول فرایندهای هم‌تکاملی آنها با پرنده‌هاست. اما مکانسیم دیگری هم به کار می‌افتد. از آنجا که دارندگان این لکه شکار نمی‌شوند بزرگ بودن این لکه نشانه‌ی شایستگی از سوی جفت است. در این حالت قورباغه‌ها برای جذب جفت، هر چه بیشتر آن نشانه را به نمایش می‌گذارند. فایده‌ی آن دوجانبه است: هم شکارچی از آن اجتناب می‌کند و هم جفت‌های بالقوه را جذب می‌کند.
دو. از سوی دیگر برخی از پرندگان نیز به طور کل این دسته از قورباغه‌ها را از رژیم غذایی خود کنار می‌نهند که به وضوح به نفع قورباغه‌های لکهقرمز است اما این‌بار ضرورتا نتیجه‌ی آن فشار بیشتر بر بزرگ شدن لکه‌ی قرمز در قورباغه نیست زیرا صرف وجود لکه برای خورده نشدن کفایت می‌کند. در این‌حالت بزرگ شدن لکه‌ی قرمز را باید عمدتاً محصول انتخاب جنسی دانست.
هر کدام از این دو استراتژی به تنهایی برای بزرگ شدن لکه‌ی قرمز -تا جایی که کلیت رنگ قورباغه قرمز شود- کفایت می‌کند. اما اگر همزمان هر دو دسته از پرنده‌ها در محیط باشند (آنها که مقاومت به سم در آنها رو به افزایش است و آنها که کلا از خوردن این قورباغه‌ها اجتناب می‌کنند) و فشارهای تکاملی نیز در جمعیت قورباغه‌ها اعمال شود، با هم‌افزایی قدرت انتخاب جنسی فقط طی صدها نسل، و نه طی ده‌ها هزار سال، دیگر پراکندگی گسترده‌ی قورباغه‌های قرمز در جزیره معجزه‌آسا نخواهدبود.
جدایی تولید مثلی به گونه‌زایی می‌انجامد.
ساده‌ترین خصیصه‌ها در جانداران محصول مشترک چندین نیروی تکاملی است. اگر در پژوهش یادشده نه از شکارچی‌ها و تغییرات عادتی آنها سخنی است و نه از انتخاب جنسی، تنها به آن معناست که این پژوهش به این موارد نمی‌پردازد. در عوض این یافته‌ی شگفت‌انگیز را آشکار ساخته که دوزیستانی که رهایی از زندگی پنهانی و همراه ترس و استتار را تجربه کردند، و به جهانی رنگارنگ گام نهادند، دیگر به جهان سابق بازنگشتند.