21.11.2017
PL EN
04.07.2017 aktualizacja 04.07.2017

Trudny klimat szansą dla rodzin: ewolucja współpracy u ptaków

Zdjęcie sójki syberyjskiej pochodzące z badań prowadzonych przez U. w Zurychu i U. w Uppsali. Fot: dr Szymon Drobniak Zdjęcie sójki syberyjskiej pochodzące z badań prowadzonych przez U. w Zurychu i U. w Uppsali. Fot: dr Szymon Drobniak

Czynniki klimatyczne mają kluczowe znaczenie w ewolucji zachowań kooperacyjnych, a ewolucja kooperacji wiedzie przez... rodzinę - to wnioski z badań nad ptakami, które ze współpracownikami prowadził dr Szymon Drobniak z Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Płodzenie potomstwa to tylko jeden ze sposobów zapewniania ciągłości swoim genom. Innym sposobem może być opieka nad swoimi krewnymi i ich potomstwem. Oni przecież również przenoszą dużą część naszych genów, więc dbanie o ich dobro z punktu widzenia "samolubnego genu" jest dość opłacalne. W przyrodzie nie jest więc wyjątkiem taki typ kooperacji, kiedy osobniki dobrowolnie opiekują się potomstwem swoich rodziców czy rodzeństwa, samemu rezygnując z rozmnażania. Takie zachowania obserwujemy wśród mrówek, pszczół, surykatek czy wilków rudych. Kooperacja spotykana jest też wśród około 10 proc. gatunków ptaków, m.in. wśród australijskich chwostek szafirowych.

Dotychczas naukowcy dzielili zwierzęta na dwie grupy: gatunki kooperujące i nie. Z jednej strony były więc zwierzęta rezygnujące z rozrodu na rzecz swoich rodzin, a z drugiej były gatunki, w których osobniki zupełnie nie zawracają sobie głowy opieką nad swoimi krewnymi.

Teraz badacze zwracają uwagę, że jest jeszcze trzecia, równie ważna grupa, o której w tym podziale zapomniano. To "rodzina bez kooperacji", gdzie młode żyją w rodzinie, ale tylko do czasu własnego rozrodu. Wydzielenie takiej grupy pozwala lepiej zrozumieć mechanizmy ewolucji organizmów całkowicie kooperujących. Badania na ten temat ukazały się pod koniec czerwca w PLOS Biology. Brał w nich udział dr Szymon Drobniak z Instytutu Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Evolutionary Biology Centre na Uniwersytecie w Uppsali, zwycięzca polskiego Famelabu 2015 i członek Stowarzyszenia Rzecznicy Nauki. Z badań naukowców - kierowanych przez Michaela Griessera z Uniwersytetu w Zurychu - wynikło, że do tej pośredniej, żyjącej w rodzinie grupy, zalicza się aż 30 proc. gatunków ptaków.

SÓJKA I RODZINNA SPÓŁKA

Wśród gatunków zaliczanych do tej nowej grupy są m.in. sójki syberyjskie - niewielkie ptaki żyjące w tajdze. Dr Drobniak opowiada, że zwierzęta te do nadejścia zimy przygotowują się, zbierając do spiżarni m.in. orzechy i pokarm roślinny. Ze spiżarni tych korzysta jednak nie jedna sójka, ale cała jej rodzina - również potomstwo, zanim osiągnie dorosłość i założy własną rodzinę. Młode nie tylko korzystają z zapasów, ale również pomagają zasoby gromadzić. "Dopiero kiedy sójki syberyjskie chcą się rozmnażać, zrywają więzi rodzinne i zakładają własne spiżarnie" - mówi. Zaznacza, że sójki - na rzecz rodziny - mogą porzucić rozmnażanie nawet na 2 do 3 lat.

"Tworząc grupę rodzinną z rodzicami osobniki zwiększają także szansę na dostęp do terytorium dobrej jakości, które mogą objąć po śmierci rodziców" - zwraca uwagę biolog.

RODZINA FAWORYZOWANA W SUROWYM KLIMACIE

Na podstawie informacji o zachowaniach socjalnych u ponad trzech tysiącach gatunków ptaków badacze przeprowadzili analizę - sprawdzając, jak potencjalnie mogły ewoluować gatunki reprezentujące trzy grupy zwierząt: kooperujących, żyjących w rodzinie oraz takich, które w rodzinach nie żyją.

"W ewolucji zachowań kooperacyjnych kluczowe znaczenie ma klimat" - informuje dr Drobniak. Tłumaczy, że w środowiskach najbardziej produktywnych - gdzie łatwo o pokarm, a pogoda nie daje się we znaki - gatunek może sobie pozwolić, by zacząć tworzyć długotrwałe grupy rodzinne. "Zasobność środowiska jest warunkiem faworyzującym przejście od samotnego życia do życia w grupach rodzinnych" - komentuje biolog z UJ.

Kiedy jednak grupy rodzinne są już utworzone i gatunek trafi do środowiska nieprzewidywalnego, ma większe szanse na przetrwanie. Gatunek ten jest więc w stanie zająć nowe siedliska lub przetrwać w swoim dawnym środowisku, kiedy warunki przestaną być tam tak korzystne. "Pełna współpraca w ramach grup rodzinnych jest więc swego rodzaju buforem, który pomaga przetrwać w surowych warunkach środowiska" - mówi naukowiec. I zaznacza, że w środowisku surowym - np. na pustyniach - odsetek ptaków kooperujących jest znacznie większy, niż w innych klimatach.

RODZINA TO PODSTAWA. ZACHOWAŃ KOOPERACYJNYCH

Modele naukowców z zespołu Griessera, wskazują, że aby taka kooperatywna współpraca rodzinna mogła w ogóle powstać, potrzebny jest ten etap pośredni - rodziny niekooperującej. A więc takiej, w której młode nie rezygnują rozrodu, ale część życia spędzają w rodzinie. "Centralne znaczenie w ewolucji kooperacji ma więc rodzina" - podsumowuje dr Drobniak. Bez pośredniego etapu rodziny ewolucja kooperacji jest bardzo trudna – to grupa rodzinna zapewnia odpowiedni poziom interakcji socjalnych potrzebnych przy ściślejszej współpracy.

Badacz podkreśla jednak, że decyzja o tym, czy kooperować czy nie, zapada u zwierząt poza świadomością. "Ptak, który rezygnuje z rozmnażania, by zajmować się rodzeństwem i kuzynami, >>nie wie<<, czy taka strategia przyniesie sukces jego genom. To zachowanie instynktowne, które powstało w wyniku setek tysięcy lat ewolucji" - podkreśla dr Drobniak. Wyjaśnia jednak, że ptaki, które mogły liczyć na opiekę rodzeństwa, ciotek i wujów odnoszą większy sukces reprodukcyjny i przenoszą "prorodzinne" instynkty na dalsze pokolenia. W puli genowej faworyzowane są więc w tym przypadku osobniki, które będą się troszczyć o rodzinę.

Dr Drobniak zaznacza jednak, że w przypadku różnych gatunków ewolucja może działać w różne strony. Zdarza się więc, że gatunek kooperujący może równie dobrze ewoluować w stronę gatunku nieżyjącego w rodzinie. Przejścia takie są jednak stosunkowo rzadkie i najpewniej związane są z gwałtownymi zmianami warunków środowiskowych.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

lt/ zan/

Partnerzy

Copyright © Fundacja PAP 2017