V době, kdy se v Česku začínají barvit velikonoční vajíčka, vyřešili vědci z Cambridge jeden z největších kriminálních případů v přírodě – dva miliony let starý skandál s falšováním vajec.
Hnízdní parazité jako kukačky umí kopírovat vejce různých ptačích druhů. Může se jim to ale vymstít, ukazuje studie
Po celém světě existuje spousta ptačích druhů, které se necítí na rodičovství. Náklady na péči o vejce a o potomky jsou pro ně z hlediska evoluce příliš vysoké – a tak snáší svá vejce do hnízd jiných druhů.
Nejznámější je pro nás kukačka, ale podobně žijí další desítky ptačích druhů. Tento životní styl, označovaný jako „hnízdní parazitismus“, má pro ně spoustu výhod, ale přináší také problémy. Tím největším je, jak přesvědčit jiný druh, aby přijal cizí vejce.
- Příležitostně klade své vejce do cizích hnízd řada ptačích druhů, například špaček obecný, sýkořice vousatá, vlaštovka obecná, ale i některé druhy kachen.
- Systematicky a cíleně to dělají zejména kukačky – asi polovina ze 130 známých druhů. Dalšími ptačími druhy, které si takto usnadňují život, jsou medozvěstky čeledi indicatoridae, snovač kukaččí, vdovky rodu vidua, kachna kukaččí, peřovec kukaččí, zlatěnky rodu chrysis a další.
Většina hnízdních parazitů si našla cestu v tom, že napodobují barvy a vzorce vajec svého hostitele. Některé druhy to mají ale složitější – zneužívají totiž hnízda několika různých hostitelských druhů, jejichž vejce vypadají často hodně odlišně.
Přírodovědci už přes sto let marně řeší hádanku, jak to tito ptáci dělají. A také jak předávají tuto schopnost svým mláďatům, přestože se kříží ptáci vychovávaní různými druhy hostitelů. Podle evolučních biologů se tato strategie poprvé objevila už před dvěma miliony lety.
Odpověď je na světě
S vysvětlením teď přišel mezinárodní tým vedený Claire Spottiswoodeovou z katedry zoologie Univerzity v Cambridge. Studie, která vyšla v časopise PNAS, se zaměřila na přádelníky kukaččí. Tento žlutozelený ptáček vede parazitický způsob života a využívá pro svoje vejce hnízda mnoha druhů pěvců v Africe. Výzkum odhalil, že samičky tohoto ptáka dědí schopnost napodobovat vzhled vajec svých hostitelů od svých matek prostřednictvím pro samičky specifického chromozomu W – ten je obdobou mužského chromozomu Y u lidí.
Přádelník
Taková „dědičnost po matce“ umožňuje přádelníkům, aby se vyhnuli hrozbě zdědění nevhodných genů od otce, který byl vychovaný jiným hostitelem. Umožňuje to různým liniím kukaččích samic vyvinout si specializaci na napodobování vajec několika různých hostitelských druhů, aniž by do toho nějak pronikal matoucí vliv samce. Takové kvalitní mimikry pak přimějí hostitelské rodiče, aby přijali parazitické vejce za své, místo aby je vyhodili z hnízda.
Podle autorů práce má ale tato genetická strategie i své slabiny. „Dědičnost po matkách sice umožnila přádelníkům využívat více druhů hostitelů, pravděpodobně ale zpomaluje jejich schopnost vyvíjet si protiadaptace, které jsou nutné, když si hostitelé vyvíjejí nějaké nové obranné mechanismy,“ uvedla studie. Mezi takovou obranu patří zejména schopnost vytvářet si extrémně pestře zbarvená vejce se vzory a barvami, které se parazitům jen těžko napodobují.
Jak výzkum probíhal
Vědci zkoumali přádelníky v Zambii. Tito paraziti tam využívají čtyři různé druhy ptáků a chovají se přitom podobně nevybíravě jako naše kukačky – pokud hostitelští rodiče neodhalí a neodstraní parazitické vejce ve svém hnízdě, mládě přádelníka obvykle jejich mláďata zabije.
Tým shromáždil vzorky DNA od 196 přádelníků ze 141 hnízd patřících ke čtyřem druhům cvrliček, drobných afrických pěvců. U všech vědci provedli kompletní sekvenování genomu. Ukázalo se, cvrličky evoluce naučila pečlivě kontrolovat vejce – jakmile narazily na nějaké, které se od jejich vlastních lišilo velikostí, barvou nebo vzorem, odmítly ho. Každý z druhů si přitom navíc vyvinul unikátní „podpis“, tedy barevný vzor na vejci jedinečný jen pro daný druh.
Prvních šest sloupců ukazuje vejce cvrliček, poslední dva pak kopie přádelníků
Přádelníci na to reagovali nejen tím, že se u nich vyvinulo napodobování vajec několika hostitelských druhů, ale také se dále diverzifikovaly tak, aby napodobovaly alespoň některé rozdíly v signaturách, které jsou vidět na vejcích různých samic v rámci jednotlivých hostitelských druhů.
Tým zjistil, že obě schopnosti se předávají dědičností po matce, čímž konečně potvrdil hypotézu, kterou poprvé navrhli ornitologové už roce 1933, když se zamýšleli nad tím, jak je možné, že kukačka obecná v Evropě je podobně schopná napodobovat vejce několika různých hostitelských druhů.
Podle studie se ale rozdíly mezi vajíčky různých druhů cvrliček zvětšují tak moc, že se pro přádelníky stává nemožné je napodobovat dostatečně univerzálně.