A kortikoszteron szerepe az örvös légykapó ivararány manipulációjában

Átírás

1 A kortikoszteron szerepe az örvös légykapó ivararány manipulációjában Szakdolgozat Készítette: Kiss Dorottya biológus hallgató Témavezető: Dr. Rosivall Balázs Tudományos munkatárs Tanszékvezető: Dr. Török János Egyetemi tanár ELTE Állatrendszertani és Ökológiai Tanszék Viselkedésökológia Csoport Budapest 2010 (javított kiadás)

2 Tartalomjegyzék Bevezetés 2 Irodalmi áttekintés 3 Célkitűzés 10 Módszerek 11 A kutatási terület és a vizsgált faj 11 Adatgyűjtés 11 Adatelemzés 14 Eredmények 17 Eredmények értékelése 21 Kitekintés 26 Köszönetnyivánítás 27 Irodalomjegyzék 28 Összefoglalás 35 Angol nyelvű összefoglaló - Summary 36 1

3 Bevezetés Az elmúlt évek számos vizsgálati eredménye arra utal, hogy az állatoknál az utódok ivararánya nem véletlenszerűen alakul, hanem különböző környezeti tényezők befolyásolhatják. A hím és nőstény utódok megfelelő aránya kialakulhat az ivari determináció befolyásolásával, illetve ivarfüggő mortalitással. Az utóbbi esetben, ha az utód ivara nem megfelelő, akkor a fejlődés valamelyik stádiumában elpusztul. Az ivararány befolyásolása költségekkel jár, hiszen a szülők már időt és energiát fektettek be az utódok létrehozásába. Ezért akkor jelenhet meg az utódok ivararányának a manipulációja, ha annak nagyobb a nyeresége, mint amekkora a költsége. Az ivari determináció szabályozása, illetve az utódok szelektív pusztulása máig nem ismert módon történik. A madarak esetében a lehetséges mechanizmusok nagy része a tojók szervezetén belül megy végbe, ezért számos kutatás az anyai hormonok szerepét vizsgálja. Mivel több szociális és ökológiai tényezőről mutatták ki, hogy közvetetten hatással van az utódok ivararányára, ezért leginkább azok az anyai hormonok játszhatnak szerepet a folyamatban, amelyek szintjét a külső hatások befolyásolhatják. Ilyen hormon a madarak esetében az általam vizsgált kortikoszteron. Ennek szintje stressz hatására megemelkedik, és befolyásolja az anyagcserét, illetve a szaporodással kapcsolatos viselkedési mintázatokra is kihat. Ezek alapján várható, hogy részt vesz abban a folyamatban, amely a megfelelő ivararány kialakulását eredményezi. 2

4 Irodalmi áttekintés A gyakoriságfüggő szelekció elmélete alapján, a populációk ivararánya egy egyensúlyi érték körül alakul (Fisher, 1930). A populációban a hímek és a nőstények száma megegyezik, ha a különböző ivarú utódok létrehozásának azonos a költsége. Abban az esetben ugyanis, ha különbözik a hímek és a nőstények aránya, például ha kevesebb a nőstény, akkor azoknak a szülőknek, amelyeknek nőstény utódjuk van nagyobb lesz a rátermettsége, mivel a nőstény utód nagyobb valószínűséggel talál párt, mint a hímek. Ezért a szülőknek megéri a ritkább ivarú utódot létrehozni, így a populációban az ehhez az ivarhoz tartozó utódok száma megnő, és az ivararány az egyenlő felé tolódik. Ha viszont az egyik ivar létrehozása vagy felnevelése költségesebb, akkor várhatóan kevesebbet éri meg belőle létrehozni. Ebben az esetben a két ivarba fektetett energia mennyisége megegyezik, viszont a populációban a két ivar számaránya nem az egyenlőhöz, hanem a költségek különbségének megfelelő egyensúlyi értékhez közelít. Azaz, például ha hímet kétszer annyi befektetéssel lehet csak létrehozni, akkor fele annyi hím lesz a populációban, mint nőstény. Az utóbbi évtizedben számos vizsgálat eredménye rámutat arra, hogy a populáció ivararányától függetlenül a szülők és a környezet minőségének különböző hatása lehet a hím és a nőstény utódok rátermettségére. Így fészekalj szinten abba az ivarba érdemes többet fektetni, amely nagyobb rátermettsége nagyobb szaporodási sikert biztosít a szülőknek (Cockburn és mtsai, 2002). Ez megvalósulhat az utódgondozás során, ha a megfelelő ivarú utódokat jobban védelmezik, illetve táplálják (Green, 2002), de már az utódok megszületése előtt is, ha több hím vagy nőstény utódot hoznak létre a szülők (Alonso-Alvarez, 2006). Több magyarázat született arra, hogy milyen szociális és ökológiai hatások mellett lehet adaptív a szülőknek utódaik ivararányát befolyásolni (összefoglalva lásd: Hardy, 1997 és Cockburn és mtsai, 2002, Komdeur és Pen, 2002). Egyik ezek közül Trivers és Willard (1973) poligín fajokra kidolgozott hipotézise. A poligín rendszerekre jellemző, hogy a hímek szaporodási sikerének varianciája nagyobb, mint a nőstényeké. Azaz, míg néhány hím több nősténnyel áll párba, vannak olyan hímek a populációban, amelyek kiszorulnak a szaporodásból. A nőstények ezzel szemben biztosabban találnak párt. Emiatt Trivers és Willard szerint, ha az utódok kondíciója függ az anyjuk kondíciójától, és utal a jövőbeli szaporodási sikerükre, akkor a nőstényeknek adaptív az utódok ivararányát saját kondíciójuk függvényében létrehozni. Így egy jó kondícióban lévő nősténynek inkább hím utódba érdemes fektetnie, mivel az nagy valószínűséggel szintén jó kondíciójú lesz, így nagyobb eséllyel tud majd poligín hímként több nősténnyel szaporodni. Ha rossz kondícióban van a 3

5 nőstény, akkor viszont előnyösebb nőstény utódot létrehoznia, amely rosszabb kondíciója ellenére is képes párt találni, ellentétben a rossz kondíciójú hím utóddal (Cameron, 2004). Későbbi vizsgálatok alapján a poligín mellett olyan szociálisan monogám rendszerekre is kiterjesztették Trivers és Willard feltevését, ahol gyakori a félrelépés, azaz a páron kívüli párzás. Ebben az esetben is nagyobb ugyanis a hímek szaporodási sikerének varianciája, mint a nőstényeké, mivel a jó minőségű hímeknek szociális párjuk mellett, más nőstényeket is megtermékenyíthetnek (Ellegren és mtsai, 1996; Sheldon és mtsai 1997). Leimar (1996) az utódok szaporodási értékére (reproductive value) helyezte a hangsúlyt. Szerinte, ha a különböző ivarú utódok szaporodási értéke eltérő mértékben függ a szülők befektetésétől, akkor a jó kondíciójú nősténynek azt az ivart érdemes létrehoznia, amely érzékenyebb a szülői befektetésre, a rossz kondíciójú nősténynek pedig a kevésbé érzékenyet. A hipotézist alátámasztja például Kilner (1998) zebrapintyeken (Taeniopygia guttata), Nager és mtsai (1999) heringsirályon (Larus fuscus) vagy Pike (2005) galambokon (Columba livia domestica) végzett kísérlete. Trivers és Willard hipotézisének további kiterjesztése (Burley, 1986) azt jósolja, hogy ha a hím attraktivitását jelző bélyegek összefüggnek a hím szaporodási sikerével, akkor a nősténynek megéri a hím attraktivitása alapján befolyásolni az utódai ivararányát (Attractiveness Hypothesis). Az a nőstény, amely jó minőségű vagy attraktív hímmel áll párba, inkább hím utódokat hoz létre, mert a hím utódoknak, örökölve apjuk jó minőséget okozó génjeit nagyobb lesz a szaporodási sikerük, mint a nőstény utódoknak. Ha a hím kevésbé vonzó, akkor viszont inkább nőstény utódokat érdemes létrehozni. A hím attraktivitásának hatását mutatták ki az ivararányra például az örvös légykapónál (Ficedula albicollis) Ellegren és mtsai (1996), vagy a kék cinegénél (Parus caeruleus) Sheldon és mtsai (1999). További elméletek magyarázzák azokban a szociális rendszerekben az ivararány manipulációját, ahol az egyik ivar a születési helye környékén marad, a másik viszont elvándorol (Cockburn és mtsai, 2002). Abban az esetben, ha a helyben maradó ivarhoz tartozó utódok és szülők között verseny alakul ki a limitált mennyiségben előforduló forrásokért, akkor a szülők inkább a diszperzív ivart hozzák létre (Local Resource Competition Hypothesis - LRC). Kooperatívan szaporodó fajoknál viszont a helyben maradó ivar gyakran segít a szülőknek azok következő szaporodási időszakában született utódaik felnevelésében. Ha ezzel nő a szülők rátermettsége, akkor megéri a segítő ivarba többet fektetni (Local Resource Enhancement Hypothesis - LRE). Komdeur és mtsai (1997) Seychelles nádiposzátával (Acrocephalus sechellensis) végzett kísérletei mindkét hipotézist 4

6 alátámasztották. Abban az esetben, ha jó volt az élőhely minősége, és ha kevés volt a segítő fiatal, akkor inkább azt az ivart hozták létre a szülők, amelyik segít a gondozásban (LRE), míg kevés táplálék, vagy sok segítő esetén abba az ivarba fektettek többet, amelyik elvándorolt, és így nem csökkentette jelentősen a szülei és testvérei számára elérhető táplálékmennyiséget (LRC). Egy szaporodási szezon során is változhat az, hogy melyik ivarú utódba érdemesebb befektetni. Ez azoknál a fajoknál fordul elő, ahol a két ivar jövőbeli szaporodási sikerére eltérő hatással van, hogy a szaporodási szezon során mikor születik meg. Ha például minél később születik meg egy hím utód, annál kisebb az esélye annak, hogy a következő évben szaporodjon, a nőstényeknél viszont nem befolyásolja a születési idejük a következő évi szaporodásukat, akkor a szezon elején inkább hímeket, a végén pedig nőstényeket érdemes létrehozniuk a szülőknek (Krebs és mtsai, 2002; Cordero és mtsai, 2001). Ha a két ivar eltérően érzékeny a környezetére, akkor a nem megfelelő körülmények az érzékenyebb ivarú utódok pusztulását okozhatják (Differential Mortality Hypothesis). Például ha a szaporodási szezon során változik az elérhető táplálék mennyisége, és a két ivar eltérően érzékeny erre, akkor kevesebb táplálék esetén az erre érzékenyebb ivarú utódok elpusztulnak. Ez elsősorban azoknál a fajoknál fordul elő, ahol ivari méret dimorfizmus jellemző, és a nagyobb méretű utód gyakran érzékenyebb a táplálék mennyiségére (Nager és mtsai, 2000; González-Solís és mtsai, 2005). De ivarfüggő mortalitás kialakulhat például a madaraknál, abban az esetben is, ha a tojásokba juttatott anyagok hatására az egyik ivar embrionális túlélési esélye csökken (von Engelhardt és mtsai, 2004). Ha nem az utódok, hanem a nőstény reproduktív érték számít, akkor a nőstény számára a szaporodással felmerülő költségeket is figyelembe kell venni (Cost of Reproduction Hypothesis). Abban az esetben, ha a különböző ivarok költsége eltérő, akkor egy rossz kondícióban lévő nőstény számára a költségesebb ivar létrehozása káros következménnyekkel járhat, mivel az csökkentené a túlélési esélyét és jövőbeni szaporodási sikerét (Gomendio és mtsai, 1990). Egyes hipotéziseket a madarak esetében is számos vizsgálat alátámasztja, és több tanulmány született arról, hogy az egyes fajok fészekaljainak ivararányára milyen tényezők lehetnek hatással. Kimutatták, hogy az ivararány összefügg például a hím minőségét/attraktivitását jelző tollazati bélyegekkel a kék cinege (Sheldon és mtsai, 1999), az örvös légykapó (Ellegren és mtsai, 1996) és a páva (Pavo cristatus) esetén (Pike és Petrie, 2005a), a tojó kondíciójával zebrapintyeknél (Kilner, 1998) és heringsirálynál (Nager és mtsai, 1999), a tojásrakási sorrenddel és a költéskezdéssel Pennant-papagájnál (Platycercus 5

7 elegans- Krebs és mtsai, 2002); az élőhely minőségével kék cinege esetén (Jacot és mtsai, 2009), a tojó korával egyszínű seregélynél (Sturnus unicolor- Veiga és mtsai, 2008). Bár számos eredmény alátámasztja az ivararány manipuláció meglétét a madaraknál, a szabályozásának pontos módja máig nem ismert (Pike és Petrie, 2003). A madarak esetében a két szinten jelenhet meg az ivararány szabályozása. A vizsgálatok egy részében (Cordero és mtsai, 2000; Emlen, 1997; Ellegren és mtsai, 1996) az elsődleges ivararány kialakulását az ovuláció előttre vagy körülre teszik, mások szerint a tojásrakással alakul ki (Love és mtsai, 2005; Bonier és mtsai, 2007, Pike, 2005). Majd a tojásrakástól a fiókák kirepüléséig, a tojásban lévő embriók vagy a fiókák mortalitásával jön létre a másodlagos ivararány. Dolgozatomban elsődlegesnek tekintem a tojásrakáskori, másodlagosnak pedig a fiókák kirepüléséig kialakult ivararányt, mivel a gyakorlati kutatásokban ezt a két szintet lehetséges vizsgálni. Az elsődleges ivararány szabályozása szegregációs torzulással és a petesejt illetve zigóta visszaszívásával történhet. (Pike és Petrie 2003; Alonso-Alvarez, 2006; Oddie, 1998). A madaraknál a tojók a heterogamétásak, ZW ivari kromoszómáik vannak, míg a hímek ZZ ivari kromoszómákkal rendelkeznek. Így az utódok ivara a tojók tüszőiben lezajlódó kromoszóma-szegregáció során dől el, az ovuláció előtt néhány órával (Alonso-Alvarez, 2006). Ha nem véletlenszerű, hanem valamilyen módon befolyásolható, hogy Z vagy W kromoszóma kerüljön a fejlődő petesejtbe, akkor beszélünk szegregációs torzulásról (Pike, 2005). Ez a mechanizmus járna a legkevesebb energetikai költséggel. További lehetőség van az elsődleges ivararány befolyásolására a tojó ivarszervrendszerében, ha a tojó számára nem előnyös ivarú petesejt vagy zigóta a petefészekben illetve a petevezetőben visszaszívódik (Pike és Petrie 2003; Pike, 2005). Mivel a petesejtek egymás után, hierarchikus sorrendben indulnak fejlődésnek, az énekesmadaraknál a tojók általában óránként, nagyobb termetű madaraknál, például házi galamb esetén óránként raknak egy tojást (Alonso- Alvarez, 2006). Reabszorpció esetén viszont az egyes tojások lerakása között hosszabb idő is eltelhet, így elhúzódhat a tojásrakás időtartama. Abban az esetben, ha a madár csak egy-két tojást rak, akkor a szabályozás ezen módja alacsonyabb költséggel jár, mintha több tojásból álló fészekaljat rakna. Az utóbbi esetben ugyanis az elsőnek lerakott tojások életképessége csökkenhet az idő előrehaladtával, emellett a már lerakott fészekalj és a tojó is hosszabb ideig van kitéve a tojásrakási periódus alatti magas predációs kockázatnak, illetve a kikelő fiókák között kelési aszinkrónia alakulhat ki, amely számos további hátránnyal járhat (Emlen, 1997). A petesejt/zigóta előállítása továbbá energetikai költségekkel jár, és ha nem teljes mértékű a visszaszívás, akkor a befektetett energia egy része elveszik. 6

8 A másodlagos ivararány tojások lerakása után, a fiókák kirepüléséig alakul ki. Akkor különbözik az elsődleges ivararánytól, ha előfordul a tojásokban fejlődő embriók vagy a kikelt fiókák ivarfüggő mortalitása. Az embriók elpusztulhatnak például a tojásokba jutó, az egyik ivarra káros, vagy a szükségesnél kisebb mennyiségű tápanyag vagy hormon következtében (Love és mtsai, 2005; von Engelhardt és mtsai, 2004). A fiókanevelés során pedig ha különbözik a két ivar érzékenysége, akkor a külső környezet változásaira érzékenyebben reagáló fiókák pusztulhatnak el (González-Solis és mtsai, 2005). Az elméletek alapján az ivararány manipulációnak ez lehet a legköltségesebb mechanizmusa, ugyanis már nagy mennyiségű energiát fektettek az elpusztuló utódba a szülők. A lehetséges mechanizmusok egy része azt feltételezi, hogy a tojó képes felismerni a benne fejlődő utód ivarát (Cordero és mtsai, 2000). Emlősök esetén azt találták, hogy az X kromoszómát tartalmazó hímivarsejt DNS tartalma 3,8%-kal nagyobb, mint az Y kromoszómát hordozóé (Johnson és Welch, 1999), és így különbség lehet az ivarsejtek tömegében, illetve lehetséges, hogy az ivarsejtek felületi feszültsége eltér. A madaraknál egyik feltételezést sem vizsgálták eddig (Pike és Petrie, 2003). Mivel egyes tanulmányokban csak az elsődleges (Komdeur és mtsai, 1997; Pike és Petrie, 2006; Goerlich és mtsai, 2009), másokban viszont csak a másodlagos ivararány tért el az egyensúlyi értéktől (Williams, 1999; Love és mtsai, 2005; González-Solís és mtsai, 2005), lehetséges, hogy nem egy mechanizmus terjedt el a madarak között, hanem egyes taxonoknál eltérő módon történik az ivararány szabályozása (Pike és Petrie, 2003). Az, hogy a tojóban vagy a tojásban milyen molekulák játszanak szerepet az ivararány manipulációban máig nem ismert pontosan. Az anyai hatások vizsgálata során felmerült a szteroidhormonok lehetséges szerepe az elsődleges és a másodlagos ivararány szabályozásában is (Groothuis és mtsai, 2005). A szteroidhormonok közül többen vizsgálták az ivari hormonok, így a tesztoszteron és az 17β-ösztradiol szerepét (Williams, 1999; Pike és Petrie, 2005b; Veiga és mtsai, 2004, Goerlich és mtsai, 2009), mivel ezek a hormonok részt vesznek a madarak ivarszerveinek kialakulásában, működésének szabályozásában, és a külső környezet hatásaira érzékenyen változik a szintjük (Pike és Petrie, 2003). Fogságban tartott páva esetén azt találták, hogy minél nagyobb volt a tojók tesztoszteronszintje, annál inkább hím utódokat hoztak létre (Pike és Petrie, 2005b). Kísérletesen megnövelt tesztoszteronszint hatására szignifikánsan hímek felé tolódott el az elsődleges ivararány vadon élő egyszínű seregélynél (Veiga és mtsai, 2004). Ezt a mintázatot megtalálták a hormon-manipulációt követő két évben is, amelyet azzal magyaráztak, hogy a tesztoszteron manipuláció hatására a tojók aggresszívebben viselkedtek és ennek következtében a szociális rangsorban is feljebb 7

9 kerültek és könnyebben foglaltak maguknak odút a következő években. A kísérletesen megnövelt tesztoszteron szintje nem függött össze a japán fürjek (Coturnix coturnix japonica) elsődleges ivararányával (Pike és Petrie, 2006). Ugyanebben a vizsgálatban a kísérletesen megnövelt 17β-ösztradiolszintnek, és a vérben keringő 17β-ösztradiol koncentrációját csökkentő fadrazolnak sem mutatták ki hatását. Williams (1999) zebrapintyen végzett (Taeniopygia guttata) kísérletében viszont a megnövelt 17βösztradiolszint hatására tojók felé tolódott a másodlagos ivararány, több tojó fióka élte meg a kirepülési kort, a hímek nagyobb mértékű mortalitása miatt. Ezt a vizsgálatot megismételve von Engelhardt és mtsai (2004) nem kaptak összefüggést az 17β-ösztradiolszint és az elsődleges ivararány között. A másodlagos ivararány viszont ebben a vizsgálatban is a tojók fele tolódott el a kezelés hatására, és kimutatták, hogy embrionális korban a magas 17βösztradiol koncentráció csak a tojó embriók túlélésének kedvezett. Correa és mtsai (2005) progeszteronnal végeztek vizsgálatokat, mivel a meiózis alatt a tüszők elsősorban ezt a szteroidhormont termelik. A házityúkon (Gallus gallus domesticus) végzett kísérletek során progeszteron injekcióval oltották a tojókat, majd azt az eredményt kapták, hogy a természetes szintnél magasabb koncentrációjú oltást követően lerakott tojásokban szignifikánsan több tojó fejlődött, mint hím. Az elmúlt néhány évben számos vizsgálat foglalkozott a madarak stresszhormonjának, a kortikoszteronnak a hatásával a szaporodásra és a szaporodással kapcsolatos viselkedésekre (például: Lendvai és mtsai, 2007; Cyr és Romero, 2007; Loiseau és mtsai, 2008). A kortikoszteron egy mellékvesekéregben termelődő glükokortikoid. Stressz hatására a gerinceseknél a hipotalamuszban kortikotropin-kibocsátó hormon (Corticotropin releasing hormone- CRH) szabadul fel, amely a hipofízisben az adrenokortikotrop hormon (Adrenocorticotropic hormone-acth) termelés fokozását idézi elő, amely serkenti a mellékvesekéreg glükokortikoid szintézisét (hipotalamusz-hipofízis - mellékvesekéreg rendszer). A fő glükokortikoid a halak és a legtöbb emlős esetében a kortizol, míg a hüllőknél, kétéltűeknél, a madaraknál és a legtöbb rágcsálónál a kortikoszteron (Romero, 2004). Rövid távon a kortikoszteron serkenti a glükoneogenezist, és a glükóz felszabadulását a vérben (Péczeli, 1987), így elősegítve a túlélést. Folyamatos stressz hatására a fokozott kortikoszteron szintézis azonban hosszú távon gátló hatással van például az immunrendszerre, a szaporodásra, és a reproduktív viselkedésre. Mivel az immunfolyamatok nagy energiaigényűek, a rövid távú stressz hatására történő gátlásuk előnyös is lehet, ha így olyan folyamatokra jut energia, amelyek elősegítik a túlélést, a hosszú távú gátlásuk viszont a régi fertőzések kiújulását illetve új fertőzéseket megjelenését (Apanius, 1998), így akár az egyed pusztulását is okozhatják. Adaptív lehet a madarak számára a mellékvesekéreg 8

10 stresszválaszának gátló hatása a reproduktív viselkedésre, ha a jelenlegi szaporodás megszakításával nő az egyed túlélési esélye és jövőbeni szaporodási sikere (Wingfield és Sapolsky, 2003). Kísérletesen megnövelt kortikoszteronszint esetén kimutatták, hogy fokozta a táplálékkereső viselkedést énekesmadaraknál (Astheimer és mtsai, 1992) és gyakoribbá vált a fiókák táplálékkérő viselkedése is (Kitaysky és mtsai, 2001). Az eddigi vizsgálatok alapján a madarak kortikoszteronszintjére hatással vannak az őket érő különböző szociális és ökológiai környezeti hatások, mint például az élőhely minősége (Marra és Holberton, 1998), az időjárási tényezők (Romero és mtsai, 2000), a párjuk attraktivitása (Pike és Petrie, 2005a), a táplálékellátottság alakulása (Schoech és mtsai, 2004) és a kondíciójuk (Love és mtsai, 2005). Ezen tényezők többsége az ivararánnyal is korrelál, így az élőhely minősége (Jacot és mtsai, 2009), a táplálékellátottság (González-Solís és mtsai, 2005), a hímek attraktivitása (Sheldon és mtsai 1999; Kilner, 1998), a tojók kondíciója (Nager és mtsai, 1999). Fogságban tartott madarak esetében már mutattak ki szignifikáns kapcsolatot az ivararány és a kortikoszteronszint között (Pike és Petrie, 2005b; Pike és Petrie, 2006). Ezekben a vizsgálatokban minél nagyobb volt a tojók kortikoszteronszintje annál inkább tojó utódok felé tolódott el az ivararány. A kísérletesen megnövelt kortikoszteronszint hasonló hatással volt vadon élő seregély (Sturnus vulgaris) esetében a másodlagos ivararányra. A seregély tojó kortikoszteron kezelésének hatására megnövekedett a hím ivarú utódok mortalitása embrionális korban, ezáltal a kikelő fiókák között tojók felé tolódott az ivararány (Love és mtsai, 2005). A vadon élő koronás verébsármánynál (Zonotrichia leucophrys), mind a természetes, mind a kísérletesen megnövelt kortikoszteronszint negatívan összefüggött a másodlagos ivararánnyal (Bonier és mtsai, 2007). A korrelatív vizsgálat esetén azonban a tojókat az inkubáció alatt fogták meg, amely azért nem megfelelő, mivel a tojók kortikoszteronszintje a költési szezon során ingadozik, többször megemelkedik, majd lecsökken, ráadásul a folyamatosan változó környezet hatásaira érzékenyen reagál (Péczeli, 1987). Ezért nem lehet azt feltételezni, hogy az inkubáció alatti szintje korrelál a tojásrakás alatti kortikoszteronszinttel. Továbbá a zavarás megkezdésétől három percen belül gyűjtöttek a madaraktól vérmintát. Romero és Romero (2002) eredményei alapján, a vérben már két perc után kimutatható a stressz hatására megemelkedett kortikoszteron koncentráció, így a zavarástól eltelt kettő és három perc között egyes madarak kortikoszteronszintje már stresszválaszt mutathatott, amely torzíthatja az eredményeiket. 9

11 Célkitűzés A vizsgálatom célja annak a felderítése, hogy egy vadon élő örvös légykapó populációban a kortikoszteronszint hatással van-e az ivararányra, illetve milyen szociális és ökológiai tényezőktől függ a kortikoszteronszint és az ivararány alakulása. Mivel a vizsgálatok egy részében csak elsődleges, máshol viszont csak másodlagos ivararány manipulációt mutatták ki, ezért dolgozatomban mindkét szabályozási szintet vizsgálom. Az eddigi eredmények alapján azt várom, hogy a tojásrakás alatt magas kortikoszteronszinttel rendelkező tojók több tojó utódot hoznak létre, míg az alacsony stresszhormonszintű tojóknak több hím utódjuk lesz. A hipotézisek és korábbi eredmények alapján az is várható, hogy a hímek attraktivitását, minőségét jelző tollazati bélyegek hatással vannak a tojók kortikoszteronszintjére és a fészekaljuk ivararányára is, és a jó minőségű hímmel párba álló tojóknak alacsonyabb lesz a kortikoszteronszintje és inkább hím utódokat produkálnak. 10

12 Módszerek A kutatási terület és a vizsgált faj A vizsgálataimat a Pilis hegységben, a Duna-Ipoly Nemzeti Park területén 1981-ben létrehozott, körülbelül nyolcszáz odúból álló mesterséges odútelepen végeztem. A területen uralkodó növénytársulás a gyertyános tölgyes (Querco petraeae-carpinetum). Az odútelepen leggyakrabban költő fajok az örvös légykapó, a széncinege (Parus major) és a kék cinege. Az örvös légykapó hosszútávú vonuló, a telet Afrikában, a Szaharától délre tölti. Hazánkban április közepén térnek vissza költőhelyükre a hímek, és megérkezésük után azonnal odút foglalnak. A tojók néhány nappal később érkeznek, és a párválasztás után egyedül építik a fészküket. Leggyakrabban 6-7 tojást raknak. A fiókák kikelése után, 5-6 napig a tojó még melengeti őket, de a táplálékot mindkét szülő hordja a fiókáknak (Cramp & Perrins, 1993). Szociálisan monogám faj, azonban a vizsgált populációban kevesebb, mint 10%-ban poligínia is előfordul (Garamszegi és mtsai, 2004a), illetve gyakori a páron kívüli párzás, ugyanis a fészkek 55,7%-ában található idegen hímtől származó fióka (Rosivall és mtsai, 2009) Az örvös légykapóra ivari dikromatizmus jellemző, a hím tollazata fekete-fehér, a tojó barnás színezetű. Fehér szárnyfolt mindkét ivarnál megtalálható, homlokfolt csak a hímre jellemző (Cramp & Perrins, 1993). A vizsgált populációban a madarak kondíciójától függ a szárnyfolt mérete (Török és mtsai, 2003; Hegyi és mtsai, 2008b), amelynek a szociális konfliktusokban lehet szerepe mind a hímeknél, mind a tojóknál, ugyanis a nagyobb szárnyfolttal rendelkező madarakkal szemben azonos ivarú fajtársaik aggresszívebben viselkednek (Hegyi és mtsai, 2008a; Garamszegi és mtsai, 2006). A hímek homlokfoltja a minőségük jelzésében játszik szerepet (Garamszegi és mtsai, 2004b; Szöllősi és mtsai, 2009). Adatgyűjtés A vizsgálat 2008-ban és 2009-ben történt. Április közepétől, a madarak visszaérkezése után folyamatosan ellenőriztük az odúkat, figyelemmel kísértük a fészeképítés, az első tojások lerakásának, továbbá a fiókák kikelésének az időpontját. A lehető legkevesebb zavarással járó módon, éjszaka szedtük le a tojókat a fészkükről, az 5-6. tojás lerakása után, amikor a tojók már a fészekben töltik az éjszakát. A tojók kortikoszteronszintjének meghatározásához ürülékmintát gyűjtöttünk. Mivel a madarakat a legkevesebb stressz éjjel éri, ezért ekkor a legvalószínűbb, hogy egy nyugalmi, 11

13 kortikoszteron alapszintet mérünk, nem pedig egy korábbi stressz hatására kialakult magasabb értéket. Továbbá, mivel a kortikoszteron alapszintje napi ciklus szerint változik (Carere és mtsai, 2003; Péczeli, 1987), ezért törekedtünk arra, hogy a nap egy rövid időszakán belül történjen a minták gyűjtése, és a vadon élő madaraknál erre leginkább csak éjszaka van lehetőség. A madarakat megfogás után vékony vászonzacskóba raktuk, amelynek az alját nylonzacskóval béleltük, majd lehetőség szerint húsz perc elteltével begyűjtöttük az ürülékmintát. Feljegyeztük a megfogástól a minta begyűjtéséig eltelt időt, illetve az ürülékminta tömegét. A két vizsgálati év alatt 47 tojótól gyűjtöttünk mintát (2008-ban N=28; 2009-ben N=19) Ekkor nem mértük le a tojók morfológiai tulajdonságait, hogy csökkentsük annak az esélyét, hogy otthagyják a fészküket. A fiókák 8-11 napos korában odúcsapdával megfogtuk a szülőket, és lemértük a morfológiai bélyegeik méretét. A fészekalj, vagy a szülők predációja miatt tizenhét fészeknél nem tudtuk mindkét szülőt megfogni, ezért ezeknék a fészkeknél nem volt a szülői tulajdonságokra adatunk. Ahol megfogtuk a szülőket, ott a hímek esetén a homlokfolt legnagyobb szélességét és hosszúságát, majd mindkét szülő 4-8. evezőtollainak külső zászlóin a fehér szárnyfolt fedők által nem takart hosszát mértük le tolómérő segítségével tizedmilliméter pontossággal. Szintén tolómérővel mértük le a csüd hosszát, amely a madár méretére utal (Török és mtsai, 2003). A hímeket tollazati bélyegeik alapján egy évesnél idősebb és egy éves korcsoportra osztottuk (Svensson, 1992). A mai molekuláris technikáknak köszönhetően az örvös légykapó fiókák ivara a DNSből azelőtt meghatározható mielőtt a kirepülés után kialakuló tollazati bélyegek alapján az megállapítható lenne. Ezért vérmintát vettünk a fiókáktól és azokat a tojásokat, amelyek nem keltek ki, illetve az elpusztult fiókákat begyűjtöttük, és szövetmintát vettünk belőlük. A vérilletve szövetmintákat abszolút etanolban -20ºC-on tároltuk a későbbi vizsgálatokig. A kortikoszteron koncentrációjának meghatározása történhet vérmintából, illetve a bomlástermékek koncentrációja meghatározható ürülékmintából. Romero és Romero (2002) eredménye szerint a madarak megfogása után két perc elteltével már kimutatható a vérből a stresszválasz miatt megemelkedett kortikoszteronszint. Mivel a vadon élő örvös légykapó esetén gyakran nem megoldható, hogy a fogás után két percen belül vérmintát vegyünk, ezért a kortikoszteron szintjének meghatározásához ürülékmintát gyűjtöttünk, amely azért is előnyösebb, mint a vérminta, mert nem invazív módszer. Mivel az ürülékminta egy hosszabb időtartam hormonszintjét jellemzi, ezért a megfogás okozta stresszválasz hatása csak körülbelül 30 perc elteltével és kisebb mértékben detektálható (Rettenbacher és mtsai, nem 12

14 publikált adatok). Az ürülékben található bomlástermékek a fajok, de akár egy fajon belül, a két ivar között is eltérhet (Touma és Palme, 2005), ezért bár a közeli rokon faj, a kormos légykapó (Ficedula hypoleuca) esetében már validálták a módszert (Lobato és mtsai, 2008), Rettenbacher és mtsai a pilisi örvös légykapó populáción is elvégezték a szükséges vizsgálatokat. A validálás első lépéseként három hím és három tojó légykapótól tríciált kortikoszteronnal történő oltás után gyűjtött ürülékmintából több, különböző bomlástermékekre érzékeny enzim immunesszé (Enzyme Immunoassay) közül a jelölt bomlástermékek kimutatásához legmegfelelőbbet választották ki. A rádióizotópos vizsgálatot követően tesztelték, hogy az esszé kimutatja-e a hormonszint változását a madarakban. Ehhez hét hímtől és öt tojótól a megfogás után több időpontban gyűjtött ürülékmintát vizsgálták. A minták analízisét a bécsi Állatorvosi Egyetem (Veterinärmedizinische Universität Wien) Biokémiai Tanszékén végezték el. Az eredmények szerint a fogságban tartás idejével növekedett a kortikoszteron bomlástermékek koncentrációja, tehát az ürülékmintában található bomlástermékekből megbízhatóan lehet következtetni az örvös légykapók stressz szintjére (Rettenbacher és mtsai, nem publikált adatok). 1. ábra: A kortikoszteron bomlástermékek koncentrációjának meghatározáshoz használt enzim immunesszé felépítése. Az örvös légykapó ürülékmintáiból a kortikoszteron bomlástermékek kimutatásához legalkalmasabb kortizol enzim immunesszé (részletesen lásd: Rettenbacher és mtsai, 2004) során a nagyobb specificitás érdekében egy protein-a és egy hormon-specifikus antitest rétegre kerül az extrakció után a minta. A hormon-specifikus antitest megköti a mintában található bomlásterméket, majd a szabad helyekre biotinnal kapcsolt szteroidok kötődnek (1. 13

15 ábra). A sztreptovidin-peroxidáz festés után mért abszorbancia alapján becsülhető a kortikoszteron bomlástermékek koncentrációja (Möstl és mtsai 2005). A kapott értékek alapján a szabad (nem fehérjékhez kötött) kortikoszteronszintre következtethetünk. Az értékeket ng kortikoszteron/g ürülék mértékegységben adták meg. A fiókák ivarhatározásának első lépeseként a vér- illetve szövetmintákból ammóniumacetátos módszerrel (Nicholls és mtsai, 2000) kinyertem a DNS-t. Majd PCR (polymerase chain reaction) technikával 2718R és 2550F primereket (Fridolfsson és Ellegren, 1999) és Taq DNS polimerázt használva felszaporítottam az ivari kromoszómákon található CHD gének egy szakaszát (a CHD-W gén a W ivari kromoszómán található, így csak a tojókra jellemző, míg ennek homológja, a CHD-Z gén a Z ivari kromoszómán, tehát mindkét ivarban megtalálható). A PCR során a vizsgált fajra módosított hőmérsékletprotokollt használtam (Rosivall és mtsai, 2004). A termékeket 2%-os agaróz gélen választottam el, és etídium-bromidos festéssel tettem láthatóvá az eredményt. A hímeknél csak a CHD-Z gén fordul elő, így ott egy sáv látható, a tojóknál mindkét gén jelen van, így esetükben két sáv jelenik meg (2.ábra). 2.ábra A fiókák ivarának meghatározása. Gélelektroforézis után etídium-bromidos festés hatására UV megvilágításban láthatóvá válnak a PCR termékek. Adatelemzés Az első analízis során megvizsgáltam, hogy a kortikoszteron bomlástermékek szintje összefügg-e az ürülékminta tömegével, mivel felmerülhet, hogy a többet táplálkozó, ezért nagyobbat ürítő madarak mintáiban kisebb a bomlástermékek koncentrációja, mint a kis méretű mintákban (N=107). A függő változó a kortikoszteron metabolit koncentrációjának tizes alapú logaritmusa volt, a független változók pedig a minta tömegének tizes alapú logaritmusa, a madár ivara, illetve a kettő interakciója. Az év és az ivar kategóriaváltozóként 14

16 került az analízisbe. Ehhez a vizsgálathoz általános lineáris modellt használtam (general linear model). A második analízisben a szülők és a fészekalj tulajdonságainak kortikoszteronszintre gyakorolt hatását vizsgáltam. A szülői tulajdonságok közül a homlokfolt méretét a legnagyobb szélesség és hosszúság szorzatával (Hegyi és mtsai, 2002), a szárnyfoltot öt evezőtoll külső zászlóján mért fehér foltok összegével jellemeztem (Török és mtsai, 2003; Garamszegi és mtsai, 2006). Mivel két évben történt a vizsgálat, a homlokfolt, a csüdhossz és a szárnyfolt méretét évstandardizáltam: a populáció éves átlagától való eltéréssel számoltam. A hím szárnyfoltját a korcsoportonkénti eltérések miatt kor és év alapján is standardizáltam. A költéskezdést az éves mediánhoz képest adtam meg. Kategóriaváltozóként használtam a hímek korát, az évet és a fészekalj méretét. A fészekaljméret esetén a hat és a hét tojásos fészkekből volt elegendő adatom, így csak ezt a két csoportot használtam az analízisekben. Vizsgáltam továbbá a tojók fogságban töltött idejének, azaz a megfogástól az ürülékminta begyűjtéséig eltelt időnek a hatását a tojó kortikoszteronszintjére. Mivel lehetséges, hogy a kortikoszteron bomlástermékek koncentrációja változik a tojásrakás és az inkubáció között, vizsgáltam annak a hatását, hogy a tojó megfogása az utolsó tojás lerakásához képest hanyadik napon történt. A második analízishez is általános lineáris modellt használtam. A harmadik analízisben a szülők és a fészekaljak tulajdonságainak, valamint a kortikoszteron metabolitok koncentrációjának hatását vizsgáltam az ivararányra. Az ivararányt két szinten vizsgáltam: elsődlegesnek tekintettem azoknak a fészkeknek az ivararányát, ahol mindegyik, akár élő, akár elpusztult fiókának illetve embriónak ismertem az ivarát. A másodlagos ivararány analízisénél a kirepüléskor még élő fiókákat vettem csak figyelembe. Nyolc fészekaljból, összesen 11 embrió vagy már kikelt fióka pusztult el. A szülők és a fészekaljak tulajdonságai közül az évstandardizált homlokfoltot, szárnyfoltot, csüd hosszát, a hím korát és a tojó kortikoszteron metabolitok koncentrációját folytonos változóként, a költéskezdés időpontját, a fészekalj méretét és az évet kategóriaváltozóként használtam. Általánosított lineáris modellt (generalized linear model) alkalmaztam az ivararányok összefüggéseinek vizsgálatánál. Az elsődleges ivararány meghatározásához a hím fiókák számát és az összes meghatározott ivarú fióka számát, a másodlagos ivararány esetén az élő hím fiókák és az összes élő fióka számát vittem be a modellbe fészekaljanként. A binomiális eloszlás miatt logit link funkciót használtam. A statisztikai program a szuperbinomiális eloszlás (overdispersion) miatt fellépő problémák kiküszöbölésére F-próbát számol (Wilson és Hardy, 2002). 15

17 Mindhárom statisztikai analízis során a kortikoszteron metabolit koncentráció tizes alapú logaritmusát használtam (ezentúl lgcort). Az analízisekben a modellreziduálisok normál eloszlásúak bizonyultak Lilliefors-teszt alapján. Mindhárom vizsgálatban a kiindulási modellekből, ha volt a modellben, akkor a nem szignifikáns interakciót távolítottam el először, majd lépésenként a legkevésbé szignifikáns változókat, míg a végső modellekben csak a szignifikáns változók maradtak (lépésenkénti kihagyás - backward stepwise model selection). Az analízisekhez Statistica 6.1 (StatSoft, Inc ) és SAS 9.1 (SAS Institute Inc., Cary, NC, U.S.A.) programokat használtam. 16

18 Eredmények Az ürülékminták tömege és kortikoszteronszintje közötti összefüggés Nem találtam összefüggést a kortikoszteron bomlástermékek koncentrációja és az ürülékminta tömege (3. ábra), a madár ivara, az ürülékminta tömege és az ivar interakciója között, illetve az évek között sem változott szignifikánsan a minták kortikoszteron metabolit koncentrációja (1. táblázat). Ez alapján feltételezhető, hogy az ürülékminták tömege közötti különbségek nem befolyásolták az eredményeket. 1.táblázat: Az ürülékminta tömege és kortikoszteron bomlástermékek koncentrációja közötti kapcsolat (a nem szignifikáns változók esetében a modellből való eltávolításkor kapott értékek szerepelnek). Az ürülékminták tömege tizes alapú logaritmikus skálán van megadva. Változó df F p Év 1;103 1,47 0,2287 (lg)ürülékminta tömege 1;105 1,62 0,2053 Ivar 1;104 1,54 0,2179 (lg)ürülékminta tömege*ivar 1;102 0,24 0,6249 3,0 2,8 2,6 lgcort (ng/g) 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4-2,4-2,2-2,0-1,8-1,6-1,4-1,2-1,0-0,8-0,6-0,4 (lg) minta tömege (g) 3.ábra: Az örvös légykapó ürülékminták kortikoszteron bomlástermékeinek koncentrációja a tömegük függvényében. A minta tömegét és a metabolit koncentrációját tizes alapú logaritmikus skálán adtam meg. 17

19 A szülők és a fészekaljak tulajdonságainak hatása a tojó tojásrakás alatti kortikoszteronszintjére A tojók ürülékében a kortikoszteron metabolitok koncentrációja szignifikánsan csökkent a tojásrakás végén és az inkubáció elején (4.ábra, 2. táblázat). 3,0 2,8 2,6 2,4 lgcort (ng/g) 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1, A mintavétel időpontja az utolsó tojás lerakásához képest (nap) 4. ábra: A tojásrakás végén illetve az inkubáció kezdetén a kortikoszteron bomlástermékek koncentrációjának változása tojó örvös légykapóknál. A mintavétel időpontját az utolsó tojás lerakásához viszonyítva ábrázoltam. 2. táblázat: A vizsgált változók hatása a tojó örvös légykapók kortikoszteron bomlástermékeinek koncentrációjára (a nem szignifikáns változók esetében a modellből való eltávolításkor kapott értékek szerepelnek). A szignifikáns változó vastagon szedett. Változó df F p Év 1;23 0,38 0,5424 Költéskezdés 1;19 0,02 0,8975 Fészekaljméret 1;22 0,08 0,7771 mintavétel időpontja az utolsó tojáshoz képest 1;45 16,97 0,0002 tojó fogságban töltött ideje 1;25 0,87 0,3608 tojó csüdhossz 1;21 0,07 0,7904 tojó szárnyfolt 1;26 1,82 0,1887 hím homlokfolt 1;18 0,01 0,9199 hím csüdhossz 1;20 0,07 0,7904 hím szárnyfolt 1;24 1,11 0,3022 hím kor 1;28 2,78 0,1067 Továbbá a kortikoszteron bomlástermékek koncentrációja gyenge, nem szignifikáns negatív összefüggést mutatott a hímek korával. A többi vizsgált változó, így a tojó és a hím 18

20 méretét és minőségét jelző tulajdonságai, azaz a szárnyfolt, homlokfolt és a csüd mérete, valamint a fészekaljméret, a vizsgálat éve, és a költéskezdés nem függött össze a tojó stresszhormonszintjével, továbbá a fogságban töltött idővel sem nőtt szignifikánsan a tojók stresszhormon metabolitszintje (2. táblázat). Az ivararány összefüggése a tojó kortikoszteronszintjével, a szülők és a fészekaljak tulajdonságaival Az elsődleges ivararány és a tojó kortikoszteron bomlástermékeinek koncentrációja között nem volt összefüggés (5.ábra), illetve a vizsgált szülői tulajdonságok (csüdhossz, szárnyfoltméret, homlokfoltméret, hím kora), a költés időzítése, a fészekalj mérete, illetve a vizsgálat éve sem korrelált az elsődleges ivararánnyal (3. táblázat). 0,9 elsődleges ivararány (hím fiókák/összes fióka száma) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 lgcort (ng/g) 5. ábra: A tojó örvös légykapók tojásrakás alatti kortikoszteron metabolit szintjének és a fészekaljuk elsődleges ivararányának az összefüggése Az embriók illetve fiókák pusztulásával kialakuló másodlagos ivararány sem függött össze egyik vizsgált változóval sem (6. ábra; 4. táblázat). 19

21 3. táblázat: A vizsgált változók hatása az örvös légykapó fészekaljak elsődleges ivararányára (a nem szignifikáns változók esetében a modellből való eltávolításkor kapott értékek szerepelnek). Változó df F p lgcort 1,22 0,32 0,5718 Év 1,23 0,22 0,6398 Költéskezdés 1,19 0,00 0,9780 Fészekaljméret 1,25 0,13 0,7135 tojó csüd hossza 1,32 0,79 0,3756 tojó szárnyfolt mérete 1,31 0,71 0,4005 hím homlokfolt mérete 1,24 0,26 0,6133 hím csüd hossza 1,21 0,01 0,9186 hím szárnyfolt mérete 1,26 0,27 0,6011 hím kora 1,20 0,01 0,9340 1,1 másodlagos ivararány (élő hím fióka/összes élő fióka száma) 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 lgcort (ng/g) 6. ábra: A tojó örvös légykapók kortikoszteron bomlástermékeinek koncentrációja és a fészekaljuk másodlagos ivararányának az összefüggése 4. táblázat: A vizsgált változók hatása az örvös légykapó fészekaljak másodlagos ivararányára (a nem szignifikáns változók esetében a modellből való eltávolításkor kapott értékek szerepelnek). Változó df F p lgcort 1,33 1,51 0,2190 Év 1,21 0,00 0,9537 Költéskezdés 1,19 0,00 0,9902 Fészekaljméret 1,22 0,05 0,8194 tojó csüd hossza 1,31 2,04 0,1528 tojó szárnyfolt mérete 1,30 0,57 0,4501 hím homlokfolt mérete 1,24 0,29 0,5905 hím csüd hossza 1,20 0,00 0,9774 hím szárnyfolt mérete 1,25 0,38 0,5391 hím kora 1,23 0,06 0,

22 Eredmények értékelése Dolgozatomban azt vizsgáltam, hogy milyen szociális és ökológiai tényezők hatnak egy vadon élő madárfaj, az örvös légykapó pilisi populációjában a tojók kortikoszteronszintjére, és ezek kapcsolatban vannak-e a fészekaljuk ivararányával, továbbá hatással van-e a tojó kortikoszteronszintje az utódainak ivararányára. A kortikoszteron a madarak jellemző stresszhormonja, és mivel szintje tükrözi az aktuális környezeti hatásokat, várható, hogy a tojók kortikoszteronszintje szerepet játszik az ivararány szabályozásának a mechanizmusában. Bár történtek már kutatások a kortikoszteronszint ivararányra gyakorolt hatásának a kimutatására (Pike és Petrie, 2005b; Pike és Petrie, 2006; Love és mtsai, 2005; Bonier és mtsai, 2007), de ezek vagy a kortikoszteronszint kísérletes megnövelésével, vagy fogságban tartott madarak korrelatív vizsgálatával történtek. A fogságban tartott madarakat viszont nem ugyanazok a környezeti hatások érik, mint a természetes körülmények között élő állatokat. Ezért vadon élő madarak esetén is szükséges korrelatívan vizsgálni a tojók kortikoszteronszintje és a fészekaljuk ivararánya közötti összefüggést, figyelembe véve azokat a változókat amelyek mind a kortikoszteronszintet, mind az ivararányt befolyásolhatják. Míg korábbi kutatások (Sheldon és mtsai, 1999; Kilner, 1998; Schoech és mtsai, 2004; Bonier és mtsai, 2007) csak néhány tényező hatását vették figyelembe, dolgozatomban egyszerre vizsgáltam több szülői tulajdonság összefüggését a madarak stresszhormonszintjével és ivararányával is, így teljesebb képet kapva a madarakat érő hatásokról. A kortikoszteronszint meghatározása érdekében a tojásrakás alatt ürülékmintát gyűjtöttünk a tojóktól, amelyből egy hosszabb periódus alatti hormonszintre következtethettünk. Mivel nem találtam összefüggést az ürülék mérete és kortikoszteron bomlástermékek koncentrációja között, az ürülékminták tömege közötti különbségek nem okozhattak szisztematikus torzulást az eredményekben. A szülők és a fészekaljak tulajdonságainak hatása a tojó tojásrakás alatti kortikoszteronszintjére A tojók kortikoszteron bomlástermékeinek koncentrációja a tojásrakás végén, és az inkubáció elején szignifikánsan csökkent. Mivel a kortikoszteron stresszhormonként a glükoneogenezisben, a vér glükóztartalmának növelésében játszik szerepet (Carsia és Harvey, 2000), lehetséges, hogy a tojásrakás alatt részt vesz a tojásképzéshez szükséges magas 21

23 glükóz- és energiaszint biztosításában, majd a tojásrakás végével, mivel erre már nincs szükség, lecsökken a szintje. Továbbá a tojásrakás alatti magas kortikoszteronszint serkenti a mozgásaktivitást (Péczeli, 1987) és a táplálékkeresés intenzitását (Astheimer és mtsai, 1992), így elősegítheti a tojók számára a tojások képzéséhez szükséges nagyobb mennyiségű táplálék felvételét (Péczeli, 1987). A tojásrakás végével csökkenő szintje viszont más hormonokkal szinergizmusban az inkubáció alatti nyugalmi állapot kialakulását eredményezheti. A progeszteronról ismert, hogy szintje a tojókban az inkubáció kezdetén magas, és szerepet játszik a kotlási viselkedés kialakulásában (Péczeli, 1987). Továbbá a vérben a kortikoszteron szállítását elsősorban végző kortikoszteron-kötő fehérje (Corticosterone Binding Globulin CBG) a kortikoszteron mellett nagy affinitással köti a progeszteront is (Wingfield és mtsai, 1984). Ezért lehetséges, hogy a kortikoszteron szintjének csökkenésében szerepet játszik az, hogy a felszabaduló progeszteron helyett a szállítófehérje a vérben található szabad kortikoszteronmolekulákat köti meg. A kortikoszteron szintje tehát amellett, hogy napszakos változást mutat (Carere és mtsai, 2003), változik az év során is, magasabb a tojásrakás alatt, majd az inkubáció alatt lecsökken, aztán ugrásszerűen megnő a koncentrációja a fiókák etetése idején, illetve a prolaktinnal együtt szerepet játszik a vonulási nyugtalanság kialakításában is (Péczeli, 1987). Azon túl, hogy a tojásrakás végétől csökkent a tojó kortikoszteronszintje, gyenge, nem szignifikáns negatív összefüggésben volt hím korával. Az eredmények alapján azoknak a tojóknak, amelyek egy évnél idősebb hímmel állnak párba alacsonyabb a stresszhormonszintjük, mint azoknak, akiknek a párja fiatal. Mivel a vizsgálatomban 30 légykapó hímből csak tíz volt fiatal, ezért lehetséges hogy nagyobb mintaszám esetén szignifikáns eredmény jönne ki. Ebben az esetben feltételezhetnénk, hogy a fiatalabb hímek mellett nagyobb szociális és környezeti stressz éri a tojót a tojásrakás alatt, mivel azok kisebb tapasztalattal rendelkeznek a territórium kiválasztásában, vagy az idősebb hímek kiszorítják őket a jó minőségű territóriumokból (Pärt, 2001). Több vizsgálat kimutatta az is, hogy a szülők kora számít a fiókáik felnevelésekor, és fiatal, tapasztalatlan madarak fiókái mind tömegükben, mind méretükben kisebbek (Cichoñ, 2003; Hegyi és mtsai, 2006), mint a már tapasztalattal rendelkező idősebb madarak fiókái. A többi vizsgált változó, így a költéskezdés és szülők méretét és minőségét jelző tulajdonságok nem voltak hatással a tojók kortikoszteronszintjére. A szülők tulajdonságai esetén nem zárható ki, hogy azért nem tudtam kimutatni a hatásukat, mivel a madarakat érő predáció miatt azoknak a fészekaljaknak a száma, ahol mindkét szülő adatait le tudtuk mérni lecsökkent. Eddig kevés olyan vizsgálat történt, ahol a szülői minőséget jelző tulajdonságok 22

24 összefüggését mutatták volna ki a madarak kortikoszteronszintjével. Saino és mtsai (2002) kísérletesen befolyásolták füsti fecskék (Hirundo rustica) fészekaljak méretét. Ha kontrolláltak a manipuláció hatására, akkor azt az eredményt kapták, hogy minél nagyobb volt a hímek faroktollainak hossza, amely szexuális szelekció alatt álló tollazati bélyeg ennél a fajnál, annál kisebb volt a kortikoszteronszintjük. Egy másik vizsgálatban, ahol kísérletesen manipulálták a pávakakasok attraktivitását, a vonzóbb hímekkel párba állt tojók tojásaiban szignifikánsan alacsonyabb volt a kortikoszteron koncentrációja (Pike és Petrie, 2005a). Zebrapinty esetén a tojók az alacsonyabb kortikoszteronszintű hímeket választották (Roberts és mtsai, 2007). Ezek az eredmények azt sugallják, hogy bár lehetséges összefüggés a szülők mérete, minőségjelző tollazati bélyegei és kortikoszteronszintjük között, de ezek a mintázatok fajok között eltérhetnek. További vizsgálatok szükségesek annak érdekében, hogy teljesebb képet kapjunk a szülők tulajdonságai és a kortikoszteronszintjük közötti összefüggésekről. Az ivararány összefüggése a tojó kortikoszteronszintjével, a szülők és a fészekaljak tulajdonságaival Az általam vizsgált változók ben nem voltak közvetlenül hatással az ivararányra. Eredményeimmel ellentétben Rosivall és mtsai (2004) a költéskezdés és a másodlagos ivararány között szignifikáns összefüggést mutattak ki a pilisi örvös légykapó populációban 2002-ben: a később fészkelő tojóknak szignifikánsan több hím utóda lett. Annak, hogy a vizsgálatom során nem mutattam ki ezt a hatást, az egyik magyarázata az lehet, hogy a Rosivall és mtsai által vizsgált évben a tojók két hullámban tértek vissza telelőterületeikről, így a populációban széthúzódott a költéskezdés ideje, míg 2008 és 2009 tavaszán egy érkezési hullám volt megfigyelhető, és csak néhány tojó kezdte később a fészkelést. Továbbá a két vizsgálati időszak között különbözhetett a táplálékellátottság illetve annak időbeli változása is. Rosivall és mtsai (2004) vizsgálatai szerint és a dolgozatom eredményei alapján a pilisi örvös légykapó populációban a fészekaljak ivararányára nincsenek hatással a hím minőségét jelző tulajdonságok, míg egy gotlandi populációban (Ellegren és mtsai, 1996) a hímek homlokfoltmérete korrelál az ivararánnyal. Ennek magyarázata az lehet, hogy a két populációban eltérő a szexuálisan szelektált tollazati bélyegek jelentése, mert míg a gotlandi örvös légykapóknál a hímek homlokfoltjának kiterjedése utal kondíciójukra (Gustafsson és mtsai, 1995), a pilisi populációban nem mutattak ki ilyen összefüggést (Hegyi és mtsai, 23

25 2002). Ezért lehetséges, hogy a gotlandi populációban a nagy homlokfoltú hímekkel párbaálló tojóknak megéri több hím utódot létrehozniuk, a hazai populációban viszont nem. Érdekes módon a pilisi populációban kondíciófüggő szárnyfolt mérete (Török és mtsai, 2003), 2002-ben és ben sem volt hatással az ivararányra. Bár több vizsgálat eredménye is alátámasztja, hogy a tojók kondíciója függvényében változhat fészekaljuk ivararánya (Nager és mtsai, 1999; Pike és Petrie, 2005b; Love és mtsai, 2005; Pike, 2005), dolgozatomban nem tudtam vizsgálni a tojók kondíciójának hatását. A tojásrakás alatt a kondíció ugyanis nem becsülhető a csüdhossz és tömeg regresszió reziduálisával, amely a leggyakrabban alkalmazott módszer a kondíció kifejezésére. Mivel a tojások fejlődése szekvenciálisan, énekesmadaraknál körülbelül óránként történik a tojókban (Alonso-Alvarez, 2006), így azok a tojók, amelyek a megfogás után is raktak le tojásokat, a megfogáskor különböző számú és fejlettségű tüszőket hordoztak, így tömegük várhatóan azonos csüdhossz és kondíció mellett is eltér. A szülők és a fészekalj tulajdonságai mellett vizsgálatomban nem találtam korrelációt az elsődleges ivararány illetve a másodlagos ivararány és a kortikoszteronszint között sem. Eddig fogságban tartott pávák esetén mutattak csak ki szignifikáns negatív összefüggést a tojó természetes, nyugalmi kortikoszteronszintje és az elsődleges ivararány között (Pike és Petrie, 2005b). A vadon élő koronás verébsármánynál a nyugalmi kortikoszteronszint összefüggött a másodlagos ivararánnyal, de ez eredmény nem megbízható, mivel a kortikoszteronszintet nem megfelelő módon mérték (Bonier és mtsai, 2007). A kísérletesen megnövelt kortikoszteronszint hatására több vizsgálatban is a tojók felé tolódott az ivararány: a fogságban tartott japán fürjek esetében az elsődleges ivararány (Pike és Petrie, 2006) a vadon élő koronás verébsármány (Bonier és mtsai, 2007), valamint a seregély vizsgálatánál a másodlagos ivararány (Love és mtsai, 2005). Az utóbbi vizsgálatban a kortikoszteronnal implantált tojók hím utódainak mortalitása magas volt embriókorban. Továbbá a kikelő hím ivarú fiókák kisebb tömegűek voltak és lassabban fejlődtek, mint azok a hím fiókák, amelyek kortikoszteronnal nem implantált tojótól származtak. Mivel vizsgálatomban a két év alatt az elpusztult embriók és fiókák száma alacsony volt (11 pusztult el összesen 190 fiókából), ezért lehetséges, hogy ezekben az években nem érte meg a szülőknek fiókáik másodlagos ivararányát befolyásolni. Bár nem zárható ki, hogy a stresszhormon szintje nincs hatással az általam vizsgált populációban az ivararányra, lehetséges az is, hogy a kortikoszteron más hormonokkal, például a tesztoszteronnal kölcsönhatásban vesz részt az ivararány szabályozásában. Egy vizsgálatban a tojók kísérletesen megnövelt tesztoszteronszintje az egyszínű seregély 24