Opera mydlana: Z życia łysek amerykańskich – część VI

Moje pierwsze spotkanie z pisklęciem łyski było dość szokujące, ponieważ pisklęta ptaków nie powinny tak wyglądać. Pracowałem przy projekcie badania kaczek w centralnej Kolumbii Brytyjskiej w pobliżu miasta 150 Mile House i usłyszałem nieznane mi dźwięki dochodzące z szuwarów na niewielkim mokradle, brodziłem więc tam, żeby znaleźć ich źródło. Dźwięki wydawało pisklę łyski amerykańskiej, unoszące się na wodzie – pomarańczowy potworek niepodobny do żadnego pisklęcia, jakie kiedykolwiek widziałem. To świeżo wyklute pisklę pokryte było fluorescencyjnym, pomarańczowym upierzeniem, z nagim, pomarańczowym szczytem głowy, niebieskimi cieniami na oczach i jaskrawo czerwonymi brodawkami wokół oczu.

Poniżej: Zdjęcie trzech piskląt łyski oczekujących na oznakowanie. Słowo “nadzwyczajne” jest często nadużywane, ale myślę, że pasuje do tych piskląt.   

Poniżej: Po lewej. Zbliżenie twarzy pisklęcia łyski – proszę zwrócić uwagę na czerwone brodawki w pobliżu dzioba. Po prawej: Podobne brodawki mają samce batalionów (Calidris pugnax), co jest interesujące, bo ten ptak odbywa toki. Podczas toków grupy samców zbierają się na tokowisku i popisują, żeby przyciągnąć samice. Ten system dobierania się w pary odznacza się skrajnym doborem płciowym i bardzo ozdobnymi samcami, jak bataliony lub ptaki rajskie. Spodziewamy się skrajnej ornamentacji u gatunków tokujących, ale nie u piskląt.  

Poniżej: Dwoje piskląt mewy srebrzystej (Larus argentatus) pokazują, jak powinno wyglądać szanujące się pisklę – te pisklęta robią, co mogą, żeby przypominać kamienie. Pisklęta są smaczne i bezradne, więc kamuflaż ma sens. 

Przynajmniej dla ludzkiego oka pisklęta łysek w żadnym wypadku nie są mało widoczne, ze swoimi zwariowanymi ozdobami i bajerami. Ozdobne upierzenie u ptaków jest normalnie kojarzone z doborem płciowym; istotnie, ozdoby ptasie odegrały kluczową rolę w powstaniu teorii doboru płciowego Darwina (trzy rozdziały jego książki o doborze płciowym poświęcił ptakom). Przedstawił tezę, że ewolucja faworyzuje ozdoby, ponieważ zwiększają sukces w znajdowaniu partnerów seksualnych (zazwyczaj, ale nie zawsze, u samców) albo dlatego, że samice wolą ozdobne samce, albo ponieważ ozdoby pomagają samcom w wygrywaniu walk o dostęp do samic lub zasobów, które samice lubią. Najwyraźniej to nie jest wyjaśnienie, które można stosować do świeżo wyklutych piskląt.

Tuż po moim pierwszym spotkaniu z pisklętami łyski opisałem to dziwaczne stworzenie mojemu przyjacielowi, Johnowi Eadie (obecnie profesorowi na University of California Davis). Jak to często robią maniacy nie mogliśmy powstrzymać się przed rozpoczęciem burzy mózgów wokół możliwego wyjaśnienia tego dziwacznego upierzenia. Johnowi nagle przypomniała się koncepcja Mary Jane West-Eberhard, która wydawała się doskonałym wyjaśnieniem: teoria wyboru rodzicielskiego. Ta koncepcja była częścią szerszej teorii doboru społecznego West-Eberhart, która starała się rozszerzyć aspekty koncepcji doboru płciowego Darwina poza dobieranie partnerów. West Eberhard, zajmująca się biologią ewolucyjną ze specjalnością w owadach społecznych, zauważyła, że mechanizmy wyboru i społecznej konkurencji zdarzają się w rozmaitych innych kontekstach poza godami i te mechanizmy teoretycznie mogą prowadzić do tworzenia tego samego rodzaju cech, jakie daje dobór płciowy. Jej koncepcja wyboru rodzicielskiego jest analogiczna do wyboru partnera, z tym, że wybiórczymi osobnikami są rodzice zamiast osobników szukających partnerów i preferencja rodziców skierowana jest na cechy potomków, a nie partnerów. Pomysł jest prosty: w gatunkach, gdzie żywność od rodziców jest zasadnicza dla przeżycia potomków, mogło wyewoluować ozdobne potomstwo, jeśli rodzice kontrolują przydział żywności między potomkami i tak się składa, że wolą karmić bardziej ozdobionych potomków niż mniej ozdobionych. Założenia tej teorii doskonale pasują do łysek: jak omawiałem w  poprzednich postach, łyska rodzic używa agresji do kontrolowania, które pisklęta dostają pokarm, a żywność jest tak zasadnicza dla przeżycia piskląt, że wiele z nich ginie, ponieważ nie dostają dość pokarmu. Eadie i ja nie zaczęliśmy testować tych pomysłów przed moją pracą doktorską o łyskach, co wyszło na korzyść, ponieważ ta praca pozwoliła mi na wymyślenie terenowych metod badania rodzicielskich zachowań łysek.

Poniżej: Ozdobne pióro pisklęcia łyski z bliska. Budowa pióra umożliwiła łatwy sposób eksperymentalnej zmiany upierzenia piskląt: po prostu usuwaliśmy pomarańczowe czubki piór. Ozdobne pióra składają się z dwóch części: czarna podstawa z normalnym puchem, który dostarcza pisklęciu ciepła, i nagi, pomarańczowy czubek, wychodzący poza puch. Odcięcie czubka usuwa kolor, ale nie puch. Małe, czerwone plamki u góry po lewej to czerwone brodawki na twarzy – nie mają puchu i są zbyt małe, by można je było modyfikować przez obcięcie czubków.  

Poniżej. Pora “strzyżenia”!  Dla sprawdzenia czy rodzice łyski wolą ozdobne pisklęta, eksperymentalnie obcięliśmy połowie piskląt w każdym lęgu pomarańczowe czubki ich piór. (W późniejszych badaniach używaliśmy elektrycznych golarek, dużo szybszych niż nożyczki.) Brodawki pozostawiliśmy nienaruszone. 

W każdym lęgu przemiennie strzygliśmy i pozostawialiśmy nieostrzyżone pisklęta według kolejności wykluwania się, ponieważ kolejność wykluwania się bardzo mocno wpływa na przeżywalność w lęgu.   Rzut monetą decydował, czy ostrzyżemy pierwsze wyklute pisklę, a potem strzygliśmy co drugie w miarę jak się wykluwały. Jak pokazuje to zdjęcie ostrzyżonego i nieostrzyżonego pisklęcia, strzyżenie radykalnie zmniejsza ozdoby i wygląd. Ostrzyżone pisklęta nadal są jednak śliczne i puchate!

Co ciekawe, większość chruścieli, włącznie z niektórymi gatunkami łysek, ma czarne pisklęta, a więc nasze eksperymenty nie tworzyły wyglądu całkowicie nowego dla łysek lub ogólnie chruścieli. Ponadto filogeneza chruścieli pokazuje, że ozdoby wyewoluowały później, a więc strzyżenie piskląt przywracało im cechę przodków. Poniżej jest zdjęcie pisklęcia wodnika zwyczajnego (Rallus aquaticus) z Europy (zdjęcie: Gunnar Pettersson):

Rysunek, jakiego używałem na seminariach, pokazuje kluczowe wyniki eksperymentu. Bardziej ozdobione pisklęta w lęgu dostawały więcej pokarmu, rosły szybciej i przeżywało ich więcej niż ich nieozdobionego rodzeństwa. Nasz eksperyment potwierdził kluczowy aspekt hipotezy West-Eberhart: rodzice łyski mają silną preferencję wobec bardzo zdobnych piskląt i, przynajmniej w ramach eksperymentu, ta preferencja w wysokim stopniu wpływa na przeżycie ozdobionych piskląt.   Uwaga o etyce: przeciętnie 50% piskląt w naturalnym lęgu umiera z głodu i nasz eksperyment nie zwiększył śmiertelności piskląt, a tylko zmienił to, które pisklęta przeżyły, a które umarły. 

Nawiasem mówiąc, ornitolodzy normalnie chwytają pisklęta, by je zważyć i uzyskać dane o tempie wzrostu. Nie mogliśmy tego robić, bo w kilka dni po wykluciu pisklęta łyski stają się tak piekielnie sprawne w ukrywaniu się, że złapanie ich jest niemal niemożliwe. Dlatego stworzyłem metodę fotografowania dających się rozpoznać indywidualnych piskląt (w oparciu o przyczepione do nich oznaki) z pływającego schowka, określając równocześnie dokładnie odległość między pisklęciem a kamerą (zamieniłem mój teleobiektyw na wykrywacz odległości). Kiedy ta odległość jest znana, można zmienić relatywną wielkość obiektu na fotografii w jego rzeczywistą wielkość, przy pomocy czynników obliczeniowych zdobytych z fotografii obiektów o znanych rozmiarach fotografowanych ze znanej odległości. Mogłem sprawdzić dokładność tej metody, ponieważ hodowałem grupę piskląt łyski w niewoli i fotografowałem pisklęta o znanej wadze, kiedy pływały w przedszkolnym basenie. Metoda zdjęć okazała się bardzo dokładna i używaliśmy jej we wszystkich naszych badaniach łysek. 

Czytelnicy mogli zdać sobie sprawę z tego, że wyniki naszego eksperymentu można wyjaśnić czymś innym niż rodzicielską preferencją do ozdób pisklęcych. Może rodzice łyski w ogóle nie rozpoznają swojego ostrzyżonego potomstwa. Lub może, wbrew temu, co twierdziłem powyżej, w rzeczywistości ostrzyżenie wpływa na zdolność pisklęcia do pozostawania ciepłym i suchym. Na szczęście przypadkowa rozmowa z kolegą naświetliła ten problem zanim zrobiliśmy badanie i skłoniła mnie do myślenia o kontrolnym eksperymencie, który przetestowałby skutki samego strzyżenia. Stworzyliśmy dwa rodzaje kontrolnych lęgów: w jednych wszystkie pisklęta zostały ostrzyżone, w drugich żadnego nie ostrzygliśmy. Zobaczyliśmy, że nie było żadnej różnicy między tymi dwoma rodzajami lęgów: w przeciętnej częstotliwości karmienia, wzroście piskląt ani w ich przeżywalności. To pokazuje, że samo strzyżenie piór nie wpływa na sukces piskląt; ma znaczenie tylko wtedy, kiedy rodzice mają zarówno ozdobione, jak nieozdobione pisklęta, między którymi mogą wybierać. Zdjęcie poniżej pokazuje kontrolny lęg z wszystkimi pisklętami po ostrzyżeniu: proszę zauważyć, że żadne z piskląt nie ma zbyt dużo koloru, mimo że są bardzo młode.

Nasz eksperyment pokazał, że rodzice wolą ozdobione pisklęta, ale to z kolei podnosi pytanie, dlaczego mają taką preferencję. Jest znacznie trudniej odpowiedzieć na nie niż po prostu pokazać, że mają taką preferencję, ale nowsze badania, jakie zrobiłem na temat wzoru naturalnego zróżnicowania barw, sugeruje pewne możliwości (badania robiłem z Daiem Shizuką, moim doktorantem w owym czasie). Najpierw sprawdziliśmy, czy pisklęta pasożytów lęgowych są barwniejsze niż nie-pasożytnicze – ale okazały się mniej kolorowe. Po drugie, w dodatku do ich barwnego upierzenia, łyski mają łyse głowy, które mogą szybko zmieniać kolor z matowego na jaskrawy i może być, że kolor skóry przekazuje rodzicom użyteczną informację, na przykład wiarygodną informację o głodzie lub temperaturze ciała. Jeśli rodzice wyewoluowali preferencję do karmienia piskląt ze szczególnie barwnymi, nagimi głowami, ta preferencja mogła następnie faworyzować ewolucję cech piskląt, które wzmacniają sygnał głowy: być może kolor upierzenia jest cechą, która naśladuje najjaskrawszy kolor nagiej głowy. Wreszcie, inna możliwość nasuwa nasze odkrycie, że w ramach lęgu później wyklute pisklęta są zazwyczaj barwniejsze (czerwieńsze) niż wcześniej wyklute. Jak opisałem w poprzednim poście, kiedy rodzice z czasem przejmują kontrolę nad przydziałem żywności, dzielą lęg i specjalizują się w karmieniu najmłodszych, nadal żywych piskląt. Być może pomarańczowe ubarwienie jest uczciwym sygnałem wieku pisklęcia lub jego wielkości, co pomaga rodzicom w identyfikowaniu najmniejszych lub najmłodszych żywych piskląt.  

Coot soap opera VI: Tacky colorful chicks

Why Evolution Is True, 22 stycznia 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Łyski amerykańskie i ichobyczaje

Opera mydlana: z życia łysek-amerykańskich. Część II

Opera mydlana: z życia-łysek amerykańskich. Część III

Opera mydlana: Pasożytnictwo legowe, łski amerykańskie. Część IV

Opera mydlana: czyli więcej o łyskach. Część V

Bruce Lyon

Profesor biologii ewolucyjnej na University of California. Jego główny obszar badań to ekologiczne i ewolucyjne podstawy strategii reprodukcyjnych, społeczne zachowania zwierząt oraz reprodukcyjne pasożytnictwo, opieka rodzicielska i harce godowe.