若鳥の巣立ちの年齢は、ヒナをできるだけ早く巣立たせたい親と、できるだけ遅く巣立ちたい子鳥の間の進化的妥協点

人生の大きな変化は危険で、致命的でさえある。 おそらく最も危険な生命の転換は、駆け出しの鳥などの若い動物が自分で動き回り、自分で判断するようになるときです。 予想どおり、鳥の赤ちゃん–巣立ち–が、依存関係から巣の外で暮らす幼鳥としての新しい生活へと移行するとき、風景を探索し飛ぶことを学ぶ最初の数週間は、並外れた危険に満ちています。

巣立ちが早すぎると、翼が小さくて未発達なので、うまく飛べないか、まったく飛べないのです。 巣立ちが早すぎると、翼が十分に発達するのに必要な時間を確保するために、できるだけ長く巣に留まることが巣子にとって最善の利益となる。

しかし、捕食者は常に食べるものを求めて縄張りを探しており、占有された巣を発見すると、捕食者は通常すべての巣子を一挙に殺すので、多くの鳥類にとって「あまりにも長く」巣にいては非常に危険である。 鳥の巣は静止しているため、幼鳥になりかけのヒナがいる巣を発見され、昼食にされるのは時間の問題である（時には数時間、数分）。

予測するに、捕食は鳥類の最適な巣立ち時間の進化を促す上で重要な役割を担っていることがわかります。 捕食率が高い鳥類、例えばトウヒやジュウシマツのように地面や低い茂みにオープンカップの巣を作る種は、この圧力に対処するために羽化年齢を若く進化させてきたのである。

「捕食圧は鳥類の飛行能力に大きな影響を与えます」と、モンタナ大学で動物の運動能力を研究するために生物と物理が交わるところで働く教授で、ミズーラ基地での野外研究所の所長、Bret Tobalskeは述べています。 Tobalske教授は、このほど発表された研究の共著者です。 “私たちの研究は、巣立ちから巣立ちまでの発達段階についてこれを示しています。”

たとえば、ある種の鳴禽類は、巣立ち後の最初の3週間で、主に捕食動物によって12％しか子供を失いませんが、他の種は70％も失います（たとえば；参照、参考文献）。 これは典型的な例で、幼鳥生活の最初の数週間における捕食による死亡率が同様に高い、あるいは非常に変動が大きいことは、他のさまざまな動物種でも共通しています（参考文献）。

モンタナ大学モンタナ協同野生生物研究ユニットのアシスタントユニットリーダー兼上級科学者である鳥類生態学者トーマス・マーティンが率いる研究チームは、異なる種類のソングバードにおける巣立ちから飛び立つまでの推移に捕食がどのように影響するのかを調べました。 これらの鳥には、地上、茂みの低い位置、樹上の高い位置にオープンカップの巣を作る種と、空洞に巣を作る種が含まれます。 マーティン博士らは、巣の捕食率、翼の成長率、巣立ち年齢を測定し、11種の鳴禽類の巣立ちしたばかりの鳥の飛行パフォーマンスを高速ビデオ撮影によって記録・調査し、それが巣立ち時の死亡率の違いを説明できるかどうかを調べました。

予想通り、マーティン博士とその共同研究者たちは、巣の捕食率が高い種ほど早く巣立った幼鳥を生み出し、彼らはより小さく未発達な翼を持ち、飛行能力が劣ることを発見しました。 そのために、彼らは、地面やその近くにオープンカップの巣を作る種であるハイイロチュウヒの巣の周りに小さな囲いを作り、3日間巣立ちを遅らせ、一方、実験対照として機能するように他のジュンコの巣を無防備なままにしておいたのです。

彼らは、実験的処置にかかわらず、すべての若いジュンコの質量はほぼ同じでしたが (図 6A)、予想通り、巣立ちが遅れたジュンコの翼長は対照よりも大幅に長かった (図 6A および B)。 さらに–そして最も重要なことだが–研究者たちは、個々のジュンコの幼鳥について、翅の長さが長くなるにつれて死亡率が低下することを発見した（図6CおよびD）。 幼鳥の死亡率に関する翅の長さと質量。 (A) コントロールと実験的に囲い込んだハイイロチュウヒの巣における成虫サイズに対する質量と翅の長さの割合。 対照巣では通常の年齢（11〜12日）で巣立ちしたが、閉鎖巣では自然に巣立った後3日間雛が出られず、遅い巣立ちの年齢を作り出した。 (B)対照群と実験的に遅延させた巣のジュンコの雛の典型的な翅の写真で、それぞれ巣立ちの日と放鳥日。 (C)ジャコウネコでは、巣立ち時の翅の長さが長くなるにつれて、1日の死亡率（±1 SE）は減少した。 (D)実験的に巣立ち年齢を遅らせた巣における巣立ち後1週間の死亡率は、コントロール（通常の巣立ち年齢）の巣の巣立ちよりも大幅に低く、翅の長さによる他の種と同程度であった。 (E)8種の種間において、子ガメ1羽あたりと親ガメ1羽あたりの死亡率から推定した場合の幼鳥と巣ガメの1日死亡率。 線は巣立ちと巣立ちの死亡率が等しいことを表す。 (F) 巣の捕食は巣立ち年齢の進化と子どもの成長率に影響を与え、巣立ち時の相対的な発達に影響を与え、それによって運動性能と巣立ち時の死亡率に影響を与える。 しかし、親と子は最適な脱出年齢をめぐって対立する。 (doi:10.1126/sciadv.aar1988)

doi: 10.1126/sciadv.aar1988

自然選択は、巣に残る場合の死亡率と巣を出る場合の死亡率が同じである時に巣立つことを好むはずだと予想されますが、マーティン博士とその共同研究者はそうではありませんでした。 むしろ、ジュンコの巣立ちの方が一日の死亡率が高い（図6Eで死亡率が同じという線の上にあるオレンジ色の玉）ことがわかったのである。 確かに巣立ちが遅れると巣の捕食リスクは高まるが、巣立ちが遅れると翅がより発達するため、個々の巣立ちの死亡率が低下するのである。 このことは、ジュンコの巣が本来よりも早く巣立っていることを示しています。

「歌鳥の種は、巣での捕食リスクによる相対的な発達段階の違いから、巣立った後の雛の死亡率が異なります」と、マーティン博士は電子メールで詳しく説明しています。 “しかし、離巣年齢は、親が若者の希望よりも早く離巣することを望む、子孫と親の間の妥協点です。”

“それは、捕食圧が飛行の進化の主要なドライバーだった（そしてこれからも）より広いパターンに適合します。” Tobalske博士は、電子メールで述べています。

Source: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, published online on 20 June 2018 ahead of print | doi:10.1126/sciadv.aar1988

引用：

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). 捕食と飢餓。 このような場合、「雛鳥はどのようにして巣立ちのタイミングを知るのか」、『動物生態学研究』58（1）：275-286｜ doi:10.2307/5000

Kimberley A. Sullivan (1989). | を発表｜@GrrlScientist

｜日本経済新聞社