Skąd młode ptaki wiedzą, kiedy opuścić gniazdo?
Wiek, w którym młode ptaki opuszczają gniazdo, jest ewolucyjnym kompromisem między rodzicami, którzy chcą, aby ich pisklęta opuściły gniazdo jak najwcześniej, a potomstwem, które chce opuścić gniazdo jak najpóźniej
Dorosły junak szarogłowy (Junco hyemalis caniceps) kuszący jedno z młodych do opuszczenia gniazda…. Rodzice trzymają pokarm z dala od gniazda i kuszą młode, aby po niego wyszły. Na tym zdjęciu widać młodego ptaka, który właśnie był karmiony poza gniazdem. (Credit: T. E. Martin, doi:10.1126/sciadv.aar1988)
Thomas E. Martin
Ważne zmiany w życiu mogą być niebezpieczne, nawet śmiertelne. Prawdopodobnie najbardziej niebezpieczną zmianą w życiu jest ta, kiedy młode zwierzęta, takie jak ptaki, zaczynają poruszać się samodzielnie i podejmować własne decyzje. Przewidywalnie, gdy małe ptaki – pisklęta – przejście z zależności do ich nowego życia jako pisklęta żyjące poza gniazdem, ich pierwsze kilka tygodni odkrywania krajobrazu i uczenia się latać są obarczone nadzwyczajnymi zagrożeniami.
Gdy pisklęta opuścić gniazdo zbyt wcześnie, latają słabo, lub nie w ogóle, ponieważ ich skrzydła są małe i słabo rozwinięte. Fledging zbyt wcześnie jest zazwyczaj fatalna decyzja: to jest w najlepszym interesie pisklęcia, aby pozostać w gnieździe tak długo, jak to możliwe, aby umożliwić jej skrzydła czas niezbędny do pełniejszego rozwoju.
Ale pozostanie w gnieździe na „zbyt długo” jest ogromnie niebezpieczne dla wielu gatunków ptaków, ponieważ drapieżniki są zawsze przeszukuje swoje terytoria w poszukiwaniu czegoś do jedzenia, a po odkryciu zajętego gniazda, drapieżnik zazwyczaj zabija wszystkie pisklęta w jednym zamachem. Ponieważ ptasie gniazda są obiektami nieruchomymi, jest tylko kwestią czasu – czasami godzin, a nawet minut – zanim gniazdo wypełnione pisklętami, które są o krok od przeobrażenia się w młode, zostanie odkryte i przekształcone w obiad. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku ptaków, które budują otwarte gniazda na ziemi lub w jej pobliżu.
Młody jemiołuszka (Junco hyemalis caniceps) jest uchwycony podczas opuszczania gniazda, z rodzeństwem… wciąż w gnieździe w tle, co ilustruje słabo rozwiniętą naturę skrzydeł, gdy ten gatunek opuszcza gniazdo. (Credit: T. E. Martin, doi:10.1126/sciadv.aar1988)
Thomas E. Martin
Przewidywalnie, drapieżnictwo odgrywa ważną rolę w napędzaniu ewolucji optymalnych czasów wylatywania ptaków. Ptaki śpiewające, które doświadczają wyższych dziennych stawek drapieżnictwa – gatunki takie jak kwiczoły i juncos, które budują otwarte gniazda na ziemi lub w niskich krzakach – ewoluowały w młodszym wieku wylatywania, aby poradzić sobie z tą presją. W przeciwieństwie do tego, ten nacisk na wczesne wylęganie jest rozluźniony dla ptaków, które cieszą się stosunkowo niskim ryzykiem drapieżnictwa gniazda – jak widać w jamie gniazda ptaków, takich jak cykady i bluebirds.
Cavity-nesting ptaków, takich jak ten górski cykor (Poecile gambeli), o karmić swoje młode, mają … bezpieczniejsze gniazda, które pozwalają młodym pozostać w gniazdach dłużej i rozwijać skrzydła do lepszego lotu na wyjściu. (Credit: T. E. Martin, doi:10.1126/sciadv.aar1988)
Thomas E. Martin
„Presja drapieżników ma ogromny wpływ na zdolność ptaków do latania”, powiedział Bret Tobalske, profesor, który pracuje na przecięciu biologii i fizyki, aby studiować lokomocję zwierząt na Uniwersytecie Montana, a także dyrektor terenowej stacji badawczej w Fort Missoula. Profesor Tobalske był współautorem niedawno opublikowanego badania. „Nasze badanie pokazuje to dla fazy rozwojowej od pisklęcia do lotu.”
Na przykład, niektóre gatunki ptaków śpiewających tracą tylko 12% swoich młodych, głównie na rzecz drapieżników, w ciągu pierwszych 3 tygodni po opuszczeniu gniazda, podczas gdy inne gatunki tracą aż 70% (na przykład; ref i ref). Jest to typowe: podobnie wysokie lub bardzo zmienne wskaźniki śmiertelności z powodu drapieżnictwa w pierwszych tygodniach życia młodych są powszechne w szerokiej gamie innych gatunków zwierząt, zbyt (ref).
Zespół badawczy, kierowany przez ptasiego ekologa Thomas Martin, Assistant Unit Leader i Senior Scientist w Montana Cooperative Wildlife Research Unit na Uniwersytecie w Montanie, zbadał, jak drapieżnictwo wpływa na przejście z pisklęcia do lotu w różnych gatunków ptaków śpiewających. Wśród tych ptaków były gatunki, które budują otwarte gniazda na ziemi, nisko w krzakach lub wyżej na drzewach, jak również gatunki, które zakładają gniazda w dziuplach. Dr Martin i jego koledzy mierzyli wskaźniki drapieżnictwa gniazdowego, wskaźniki wzrostu skrzydeł, wiek wylatywania i używali szybkiej wideografii do nagrywania i badania wydajności lotu nowo wylatanych ptaków z 11 gatunków ptaków śpiewających, aby zobaczyć, czy może to wyjaśnić różnice w ich śmiertelności wylatywania.
Jak oczekiwano, Dr. Martin i jego współpracownicy odkryli, że gatunki ptaków śpiewających z wyższym wskaźnikiem drapieżnictwa w gniazdach produkowały pisklęta, które opuszczały gniazda wcześniej i miały mniejsze, bardziej niedorozwinięte skrzydła oraz gorsze zdolności lotne.
Dr Martin i jego współpracownicy sprawdzili wpływ starszego wieku wylotu na przeżywalność — co by się stało, gdyby badacze opóźnili czas wylotu? Aby to zrobić, zbudowali małą obudowę wokół gniazd juncos szarogłowych, Junco hyemalis, gatunku, który buduje otwarte gniazda na lub przy ziemi, aby opóźnić ucieczkę na trzy dni, pozostawiając inne gniazda junco bez ochrony, aby służyły jako kontrole eksperymentalne. Obudowy były wystarczająco wysokie, aby utrzymać drapieżniki, ale miał otwartą górę, aby umożliwić rodzicom dostęp do karmienia ich nestlings.
They znaleźć, że wszystkie młode juncos miał prawie identyczne masy (rysunek 6A) niezależnie od leczenia eksperymentalnego, ale długości skrzydeł opóźnionego ucieczki juncos były znacznie dłuższe (rysunek 6A i B) niż kontrole, zgodnie z oczekiwaniami. Co więcej — i najważniejsze — naukowcy odkryli, że śmiertelność poszczególnych młodych juncos spadała wraz ze wzrostem długości ich skrzydeł (Ryc. 6C i D).
Ryc. 6. Długość i masa skrzydeł w zależności od śmiertelności piskląt. (A) Masa i długość skrzydeł jako… proporcja wielkości osobnika dorosłego w gniazdach kontrolnych i eksperymentalnie zamkniętych dla junki szarogłowej. Gniazda kontrolne wylatywały w normalnym wieku (11-12 dni), podczas gdy gniazda zamknięte uniemożliwiały młodym wylot przez 3 dni po naturalnym wylocie, tworząc opóźniony wiek wylotu. (B) Zdjęcia typowych skrzydeł młodych junco z gniazd kontrolnych i eksperymentalnie opóźnionych, odpowiednio w dniu wylotu i w dniu wypuszczenia. (C) Śmiertelność dzienna (±1 SE) malała wśród młodych wraz ze wzrostem długości skrzydeł w momencie wylotu u kunka. (D) Śmiertelność piskląt kszyka w pierwszym tygodniu po wylocie z gniazd, w których eksperymentalnie opóźniono wiek wylotu, była istotnie niższa niż śmiertelność piskląt z gniazd kontrolnych (normalny wiek wylotu) i porównywalna z innymi gatunkami na podstawie długości skrzydeł. (E) Dzienny wskaźnik śmiertelności piskląt i młodych w oparciu o szacunki na potomstwo versus na lęg u ośmiu gatunków. Linia reprezentuje równe wskaźniki śmiertelności piskląt i młodych. (F) Drapieżnictwo w gnieździe wpływa na ewolucję wieku wylotu i tempa wzrostu potomstwa z konsekwencjami dla względnego rozwoju, gdy młode wylatują, co z kolei wpływa na wydajność lokomotoryczną i śmiertelność piskląt. Śmiertelność młodych z kolei wpływa na ewolucję wieku wylotu i cech, które wpływają na wydajność i śmiertelność, ale rodzice i potomstwo są w konflikcie co do optymalnego wieku wylotu. (doi:10.1126/sciadv.aar1988)
doi: 10.1126/sciadv.aar1988
Przewiduje się, że selekcja naturalna powinna sprzyjać ucieczce w czasie, gdy śmiertelność dla pozostawania w gnieździe jest taka sama jak śmiertelność dla opuszczania gniazda, ale to nie jest to, co dr Martin i jego współpracownicy znaleźli. Zamiast tego stwierdzili oni, że dzienna śmiertelność jest wyższa dla piskląt junco (pomarańczowe kule powyżej linii równej śmiertelności na Rysunku 6E) niż dla piskląt junco. Prawdą jest, że gdy pisklęta juncosa opuszczają gniazdo później, wzrasta ryzyko drapieżnictwa, ale opóźnione opuszczenie gniazda pozwala na lepszy rozwój skrzydeł, a tym samym zmniejsza ogólną śmiertelność poszczególnych piskląt. To wskazuje, że pisklęta junco opuszczają gniazdo wcześniej niż powinny.
„Gatunki ptaków śpiewających różnią się pod względem śmiertelności młodych po opuszczeniu gniazda ze względu na różnice w ich względnym etapie rozwoju spowodowanym ryzykiem drapieżnictwa w gnieździe,” Dr Martin opracował w e-mailu. „Ale wiek opuszczenia gniazda jest kompromisem między potomstwem a rodzicami, gdzie rodzice chcą, aby młode opuściły gniazdo wcześniej niż młode chcą.”
„To pasuje do szerszego wzorca presja drapieżnicza była (i nadal jest) głównym motorem ewolucji lotu”, powiedział dr Tobalske w e-mailu.
Źródło:
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
Cytowano także:
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