Американская лысуха - несколько тусклая водоплавающая птица с серыми и черными перьями и белым клювом, распространенная в заболоченных местах по всей Северной Америке. Птенцы лысухи, однако, щеголяют ярко-оранжевыми и красными перьями, кожей и клювами. Новое исследование объясняет, как яркая окраска лысух сочетается с репродуктивной стратегией их менее ярких родителей.
Предыдущее исследование показало, что родители-лысухи предпочитают кормить ярко украшенных птенцов, а не тех, чье оперение было изменено, чтобы сделать его менее красочным, что давало украшенным птенцам преимущество в выживании. Это родительское предпочтение внутри семьи может стимулировать эволюцию орнаментации потомства, точно так же, как выбор самки может привести к украшению самца в контексте полового отбора (павлины являются классическим примером этого)..
Ранее исследование, однако, не дало ответа на вопрос, почему родители-простухи в первую очередь отдают предпочтение украшенным цыплятам, и чьим фитнес-интересам служат украшения, сказал Брюс Лайон, профессор экологии и эволюционной биологии. в Калифорнийском университете в Санта-Круз и первый автор нового исследования, опубликованного 30 декабря в Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Это интересный вопрос, потому что существуют теории о конфликте интересов между родителями и потомством, предполагающие, что птенец может манипулировать родителями, чтобы получить больше еды", - сказал Лион.«Показав, что родители действительно заботятся об украшении, мы сосредоточились в этом исследовании на естественных вариациях окраски цыплят».
На своих полевых участках в Британской Колумбии Лион и соавтор Дайзабуро Шизука из Университета Небраски-Линкольн уже проводили исследования, в ходе которых собирали яйца из гнезд лысух и высиживали их в помещении. С помощью фотоспектрометра они смогли получить точные измерения цвета почти 1500 лысух. Для каждого цыпленка они знали, из какой семьи он произошел, порядок кладки и вылупления яиц, а во многих случаях было ли это яйцо паразита.
Лион провел годы, изучая птиц, которые откладывают яйца в гнезда других птиц. Эта практика, называемая выводковым паразитизмом, широко распространена среди лысух: большинство самок откладывают яйца в гнезда других лысух в дополнение к откладыванию кладки в собственное гнездо.
«Мы подумали, что птенцы-паразиты могут быть более яркими, чтобы получить преимущество», - сказал Лайон. «Вместо этого мы обнаружили, что паразиты на самом деле менее красочны. Это было немного шоком».
Ключевой вывод был сделан при изучении окраски цыплят в зависимости от порядка их вылупления. Лысухи откладывают около десяти яиц, по одному в день, и яйца вылупляются в том порядке, в котором они были отложены. Оказывается, чем позже вылупится птенец, тем он ярче.
Это говорит нам о том, что цыплята не могут контролировать свою окраску, потому что они не знают, где они находятся в порядке яйцекладки. Это материнский эффект, предположительно из-за того, что мама добавляет больше каротиноидных пигментов в яйца. более поздние яйца», - сказал Лион.
Так с чего бы простофилям метить своих цыплят таким образом? Ответ связан с жестокой репродуктивной стратегией американской простофили. Лысухи откладывают много относительно мелких яиц, производя больше цыплят, чем может обеспечить запас пищи в большинстве лет. В результате смертность цыплят чрезвычайно высока, примерно половина каждого выводка умирает от голода.
Это очень эффективно для лысух, потому что производство их яиц не очень дорого. Откладывая оптимистичный размер кладки, а затем отбраковывая выводок, чтобы привести его в соответствие с кормовой базой, они всегда выращивают как можно больше цыплят, как они могут», - сказал Лион.
Выбраковка происходит в основном в течение первых десяти дней после вылупления яиц, когда родители не проявляют никаких пищевых предпочтений и кормят того птенца, который доберется до них первым, когда у них появится еда. Первые вылупившиеся цыплята имеют преимущество в росте, поэтому большая часть смертности приходится на поздних вылупившихся цыплят.
Все меняется примерно через десять дней после вылупления последнего птенца. В этот момент родители начинают контролировать распределение пищи, чтобы убедиться, что оставшиеся в выводке крысята получают достаточно еды, чтобы выжить. Каждый родитель выбирает фаворита, который получает преимущественное питание, и эти фавориты - самые красочные, вылупившиеся позже цыплята. Тем временем их более крупные, рано вылупившиеся братья и сестры терпят форму родительской агрессии, называемую взъерошивание (трясение их за затылок), чтобы они не съели слишком много еды. Привилегированные птенцы изначально намного меньше своих братьев и сестер, но дополнительное питание позволяет им догнать, а иногда и превзойти других по массе тела.
Самец и самка делят выводок, причем каждый родитель кормит исключительно свою половину выводка, и каждый родитель также выбирает фаворита. Цвет предсказывает, кого они выберут, поэтому орнамент может служить сигналом к скажи им, какая цыпочка больше всего нуждается в помощи, - объяснил Лион. «Они начинают с создания неровного игрового поля, которое позволяет им отбраковывать выводок, а затем вмешиваются, чтобы выровнять поле. Оранжевое оперение, похоже, является особенностью, которая помогает им в этом».
Влияние порядка кладки на окраску также объясняет, почему яйца паразитов менее окрашены. Яйца, которые самка откладывает в чужое гнездо, являются первыми в ее последовательности откладывания, поэтому они получают наименьшее количество пигмента. Паразитическое поведение откладывания яиц является оппортунистическим, поэтому самка может не знать, когда она формирует яйцо, будет ли она откладывать его в свое собственное гнездо или в чужое..
«Это сложные птицы. Уже более 20 лет мы пытаемся понять их репродуктивное поведение, и это еще один интересный аспект», - сказал Лайон. Лайон описал предпочтения родителей в отношении украшенных цыплят в статье Nature 1994 года, а он и Шизука описали стратегии распределения пищи родителей лысух в статье Ecology Letters 2013 года..
Новая работа была поддержана Национальным научным фондом, Национальным географическим обществом, Фондом Чепмена и Обществом Sigma Xi.