Honnan tudják a fiatal madarak, mikor kell elhagyni a fészket?
Az életkor, amikor a fiatal madarak elhagyják a fészket, az evolúciós kompromisszum a szülők – akik azt szeretnék, hogy fiókáik minél korábban távozzanak – és az utódok – akik minél később – között
A felnőtt szürke gém (Junco hyemalis caniceps) az egyik fiókát a fészek elhagyására csábítja….. A szülők a fészektől távol tartják az élelmet, és csábítják a kicsinyeket, hogy kijöjjenek érte. Ez a kép egy olyan fiatal madarat örökít meg, amelyet éppen a fészken kívül etettek. (Credit: T. E. Martin, doi:10.1126/sciadv.aar1988)
Thomas E. Martin
A nagyobb életmódváltások veszélyesek, akár végzetesek is lehetnek. Valószínűleg a legveszélyesebb életmódváltás az, amikor a fiatal állatok, például a fiatal madarak, elkezdenek önállóan mozogni és önálló döntéseket hozni. Előre látható, hogy amikor a madárfiókák – a fészekaljak – a függőségből a fészken kívüli életre térnek át, a táj felfedezésének és a repülés megtanulásának első néhány hete rendkívüli veszélyekkel jár.
Ha a fészekaljak túl korán hagyják el a fészket, rosszul vagy egyáltalán nem repülnek, mert a szárnyaik kicsik és fejletlenek. A túl korai kirepülés általában végzetes döntés: a fészekaljnak az az érdeke, hogy minél tovább a fészkében maradjon, hogy szárnyainak legyen ideje a teljesebb fejlődéshez.
A “túl sokáig” a fészekben maradás azonban sok madárfaj számára rendkívül veszélyes, mert a ragadozók állandóan keresnek a területükön valami ehetőt, és amikor egy ragadozó felfedez egy lakott fészket, általában egy csapásra megöli az összes fészekaljat. Mivel a madárfészkek helyhez kötött tárgyak, csak idő kérdése – néha csak órák vagy akár percek -, hogy a fiókákkal teli, fiókává válás küszöbén álló fészket felfedezzék és ebéddé változtassák. Ez különösen igaz azokra a madarakra, amelyek a földön vagy annak közelében építenek nyitott csészefészket.
A fészket elhagyó fiatal szürkefejű jankót (Junco hyemalis caniceps) megörökítettük, miközben testvére… még a fészekben van a háttérben, szemléltetve a szárnyak fejletlenségét, amikor ez a faj elhagyja a fészket. (Credit: T. E. Martin, doi:10.1126/sciadv.aar1988)
Thomas E. Martin
A ragadozás előreláthatóan fontos szerepet játszik a madarak optimális kirepülési idejének evolúciójában. Azok az énekesmadarak, amelyek nagyobb napi ragadozási rátát tapasztalnak – például a földön vagy alacsony bokrokban fészkelő, nyitott csészefészket építő fajok, mint a kócsagok és a dzsókusok -, fiatalabb fészekrakási életkort alakítottak ki, hogy megbirkózzanak ezzel a nyomással. Ezzel szemben a korai kirepülésre irányuló nyomás enyhül azoknál a madaraknál, amelyeknél viszonylag alacsony a fészekragadozás kockázata – mint például az üregekben fészkelő madaraknál, mint a csicsergőknél és a kék madaraknál.
A fészkekben fészkelő madarak, mint ez a hegyi csicsergő (Poecile gambeli), amely épp a kicsinyeit eteti,… biztonságosabb fészkekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy a kicsik tovább maradjanak a fészekben és szárnyaik tovább fejlődjenek, hogy távozáskor jobban repülhessenek. (Credit: T. E. Martin, doi:10.1126/sciadv.aar1988)
Thomas E. Martin
“A ragadozói nyomás nagyban befolyásolja a madarak repülési képességét” – mondta Bret Tobalske professzor, aki a Montanai Egyetemen a biológia és a fizika metszéspontján dolgozik az állatok mozgásának tanulmányozásán, és a Fort Missoula-i terepi kutatóállomás igazgatója. Tobalske professzor társszerzője volt a nemrég közzétett tanulmánynak. “Tanulmányunk ezt a fészekaljtól a fiókától a fiókákig tartó fejlődési szakaszra vonatkozóan mutatja.”
Egyes énekesmadárfajok például a fészek elhagyását követő első 3 hétben csak 12%-át veszítik el fiókáiknak, többnyire ragadozók miatt, míg más fajok akár 70%-át is (például; ref és ref). Ez jellemző: hasonlóan magas vagy erősen változó ragadozás miatti elhullási arányok a fiatalkori élet első heteiben más állatfajok széles körében is gyakoriak (ref).
Egy kutatócsoport, amelyet Thomas Martin madárökológus, a Montanai Egyetem Montana Cooperative Wildlife Research Unitjának helyettes csoportvezetője és vezető tudósa vezetett, azt vizsgálta, hogy a ragadozás hogyan befolyásolja a fészekaljból a fészekaljba való átmenetet különböző énekesmadárfajoknál. Ezek közé az énekesmadarak közé olyan fajok tartoztak, amelyek a földön, alacsonyan a bokrokban vagy magasabban a fákon építenek fészket, valamint olyan fajok, amelyek üregekben fészkelnek. Dr. Martin és munkatársai megmérték a fészekrágás arányát, a szárnyak növekedési sebességét, a fiókák életkorát, és nagysebességű videográfiával rögzítették és vizsgálták 11 énekesmadárfaj újonnan kirepült madarainak repülési teljesítményét, hogy kiderítsék, ez magyarázhatja-e a fiókák halálozási arányában mutatkozó különbségeket.
A várakozásoknak megfelelően dr. Martin és munkatársai azt találták, hogy azok az énekesmadárfajok, amelyeknél magasabb volt a fészekragadozók aránya, korábban hagyták el a fészket, és kisebb, fejletlenebb szárnyakkal és gyengébb repülési képességekkel rendelkeztek.
Dr. Martin és munkatársai tesztelték az idősebb repülési kor hatását a túlélésre — mi történne, ha a kutatók késleltetnék a repülési időt? Ehhez egy kis kerítést építettek a szürkefejű borókák (Junco hyemalis) fészkei köré – ez a faj a földön vagy annak közelében építi nyitott csészefészkeit -, hogy három nappal késleltessék a kirepülést, miközben más borókafészkeket védtelenül hagytak, amelyek kísérleti kontrollként szolgáltak. A ketrecek elég magasak voltak ahhoz, hogy a ragadozókat távol tartsák, de a tetejük nyitott volt, hogy a szülők hozzáférhessenek a fészekaljak etetéséhez.
Megállapították, hogy minden fiatal junco közel azonos tömegű volt (6A. ábra), függetlenül a kísérleti kezeléstől, de a késleltetett kirepülésű juncók szárnyhossza lényegesen hosszabb volt (6A. és B. ábra), mint a kontrolloké, ahogyan az várható volt. Továbbá – és ez a legfontosabb – a tudósok azt találták, hogy a szárnyhossz növekedésével az egyes dzsungelivadékok mortalitása csökkent (6C és D ábra).
6. ábra. Szárnyhossz és tömeg a fiókák halálozási arányának függvényében. (A) Tömeg és szárnyhossz… a felnőtt méretének arányában a kontroll és a kísérletileg zárt fészkekben a szürkefejű junco esetében. A kontrollfészkek normál életkorban (11-12 nap) repültek, míg a zárt fészkek a repedést követő 3 napig megakadályozták a fiatalok természetes úton történő távozását, így késleltetve a repedési életkort. (B) Fényképek a kontroll fészkekből és a kísérletileg késleltetett fészkekből származó dzsókusfiókák tipikus szárnyairól a kirepülés napján és a kiengedés napján. (C) A napi halálozási arány (±1 SE) csökkent a kirepülő fiókák között a szárnyhossz növekedésével a kirepüléskor a juncóknál. (D) A kísérleti módon késleltetett kirepülési korú fészkekben a kirepülést követő első héten a kirepülő junco fiókák halálozási aránya lényegesen alacsonyabb volt, mint a kontrollfészkekből (normál kirepülési korú) kirepülő fiókáké, és a szárnyhossz alapján összehasonlítható más fajokéval. (E) A kirepülő fiókák és fészekaljak napi halálozási aránya, ha az utódonként és a fészekaljanként becsült értékeket vesszük alapul nyolc fajra vonatkozóan. A vonal egyenlő fiókák és fészekaljak halálozási arányát jelzi. (F) A fészekragadozás befolyásolja az utódok kirepülési korának és növekedési rátájának alakulását, ami hatással van a fiatalok kirepüléskori relatív fejlődésére, ami ezáltal befolyásolja a mozgásszervi teljesítményt és a kirepülési mortalitást. A fiókák mortalitása viszont visszahat a fiókanevelés korának és a teljesítményt és a mortalitást befolyásoló tulajdonságok evolúciójára, de a szülők és az utódok konfliktusba kerülnek az optimális fiókanevelési életkorral kapcsolatban. (doi:10.1126/sciadv.aar1988)
doi: 10.1126/sciadv.aar1988
Az előrejelzések szerint a természetes szelekciónak olyan időpontban kellene előnyben részesítenie a fiókanevelést, amikor a fészekben maradás mortalitása megegyezik a fészek elhagyásának mortalitásával, de Dr. Martin és munkatársai nem ezt találták. Ehelyett azt találták, hogy a napi mortalitás magasabb a dzsókus fiókák esetében (narancssárga gömbök a 6E ábrán az azonos mortalitási arányt jelző vonal felett), mint a dzsókus fészekaljak esetében. Igaz ugyan, hogy ha a fészekaljak később hagyják el a fészket, nő a fészekalj-ragadozás kockázata, de a késleltetett távozás nagyobb szárnyfejlődést tesz lehetővé, és így csökkenti a fiókák összhalálozását. Ez azt jelzi, hogy a junco fészekaljak hamarabb hagyják el a fészket, mint kellene.”
“Az énekesmadárfajok különböznek a fészek elhagyása után a fiókák halálozási arányában, ami a fészekben lévő ragadozók veszélye által okozott relatív fejlődési szintbeli különbségeknek köszönhető” – részletezte Dr. Martin e-mailben. “De a távozás kora kompromisszum az utódok és a szülők között, ahol a szülők azt akarják, hogy a fiatalok korábban távozzanak, mint a fiatalok.”
“Ez beleillik egy szélesebb mintázatba, a ragadozói nyomás volt (és továbbra is az) a repülés evolúciójának egyik fő hajtóereje” – mondta Dr. Tobalske e-mailben.
Forrás:
Thomas E. Martin, Bret Tobalske, Margaret M. Riordan, Samuel B. Case, and Kenneth P. Dial (2018). Age and performance at fledging are a cause and consequence of juvenile mortality between life stages, Science Advances, 4(6):eaar1988, online megjelent: 20 June 2018 ahead of print | doi:10.1126/sciadv.aar1988
Also cited:
Susan M. Smith (1967). Seasonal changes in the survival of the Black-capped Chickadee, The Condor, 69(4):344-359 | doi:10.2307/1366198
Kimberley A. Sullivan (1989). Predation and Starvation: Age-Specific Mortality in Juvenile Juncos (Junco phaenotus), Journal of Animal Ecology, 58(1):275-286 | doi:10.2307/5000
How Do Young Birds Know When To Leave The Nest? | @GrrlScientist