Umějí ptáci manipulovat poměrem pohlaví svých mláďat?
Otázkou vychýleného poměru pohlaví se zabývám již od střední školy. Takovým prvním impulzem, který odstartoval mé studium této problematiky, bylo pořízení loriů zelenokřídlých (Lorius hypoinochrous). Ptáky jsem získal z německého ptačího parku Walsrode a jednalo se o dva samce. Už předtím mi bylo jasné, že sehnat samici bude téměř nadlidský úkol. Taky že byl a žádnou jsem nesehnal, ale to není pointa tohoto článku. V momentě, kdy došlo na obvolávání různých chovatelů, zoologických zahrad a ptačích parků, ve mně zahlodala myšlenka – jak to, že je těch samic vlastně tak málo? Vždyť prakticky každý chovatel odchovává skoro samé samce. Samci loriů nejsou navíc tolik agresivní jako třeba kakaduové, aby své družky zabíjeli. Stejně tak už uplynula dlouhá doba od posledních importů, kdy při odchytu často docházelo k lapení více samců než samic, protože samice se obvykle zdržují v hnízdech, zatímco jejich partneři shánějí potravu. Pravděpodobnost, že padnou do rukou lovců, je tedy větší. Za nějakých 10–15 let, kdy se uskutečnily poslední dovozy, by přece vyvážený poměr pohlaví vylíhnutých mláďat celkový poměr pohlaví populace chované v zajetí srovnal.
Jediným rozumným vysvětlením je tedy fakt, že vychýlený poměr pohlaví existuje už u mláďat v budce. Zkrátka samice některých druhů produkují více samčích než samičích vajíček, případně naopak. Můžeme si položit otázku – je tomu tak i ve volné přírodě? To nevíme a dá se to jen obtížně zjistit. Při zaznamenávání poměru pohlaví dospělé populace ptáků, u kterých není pohlavní dimorfismus, je potřeba každého jedince odchytnout a odebrat vzorky DNA. Sčítání je pak třeba dělat na několika větších populacích, aby získané výsledky měly nějakou statistickou hodnotu. Obecně nicméně platí, že poměry pohlaví ve volné přírodě jsou zhruba vyvážené a extrémní převahu samců či samic nacházíme jen v ojedinělých případech. Loriové jsou navíc monogamní s podobnou mortalitou obou pohlaví, takže by převaha samců či samic moc nedávala smysl.
Nyní se dostáváme k jádru věci, tedy že ptáci manipulují poměrem pohlaví jen někdy, když se jim to „hodí“. Občas je pro ně zkrátka výhodné mít samičky, jindy zase samečky. A jak to vlastně dělají? K vysvětlení je nezbytná krátká vsuvka z genetiky. Na rozdíl od savců nemají ptáci pohlavní chromozomy X a Y, ale pohlaví je u nich určeno chromozomy Z a W. Heterogametickým pohlavím je zde samička s kombinací chromozomů ZW, sameček má ZZ. Ze základního studia biologie víme, že ke vzniku gamety (vajíčka nebo spermie) dochází při meiotickém dělení. Nás zajímá především dělení chromozomů, které určují pohlaví. Výsledkem meiózy u samců jsou čtyři spermie, ale u samiček pouze dvě vajíčka, protože polovina chromozomů je odkloněna do tzv. polárního tělíska. Dříve se myslelo, že skutečnost, jestli chromozom skončí nakonec ve vajíčku, nebo polárním tělísku, je náhodná. Podle posledních studií to však vypadá, že právě v tomto okamžiku může samička určitými mechanismy ovlivnit, jestli se do vajíčka dostane pohlavní chromozom Z, nebo W, a tím de facto určit pohlaví svého potomka.
Proč a jak by mohla být manipulace poměrem pohlaví adaptivní (tedy jaké výhody z takového přizpůsobení plynou pro rodiče), vysvětlím na konkrétních případech.
Rákosník seychelský
Nejznámější prací zabývající se touto problematikou je experiment s rákosníkem seychelským (Acrocephalus sechellensis). U tohoto druhu se setkáváme s helpery, což jsou odrostlá mláďata, která zůstávají s rodiči ve stejném teritoriu a pomáhají s dokrmováním mladších sourozenců. Tuto úlohu u zmíněných rákosníků zastávají pouze mladé samičky. Samci krátce po vylétnutí z hnízda migrují do jiného teritoria. Pro rodiče by proto mohlo být výhodné v období, kdy je dostatek potravy, produkovat převážně samice, které jim pomohou s dokrmováním dalších mláďat. Naopak v chudých sezonách je lepší mít samce, protože ti za chvíli odletí pryč a neokrádají své rodiče o už tak malé zásoby potravy. Experiment jednoho nizozemského badatele tuto hypotézu skutečně potvrdil a položil tím takový základní kámen studia teorie vychýleného poměru pohlaví ptáků.
Dalším příkladem je eklektus různobarvý (Eclectus polychloros). Robert Heinsohn – australský ornitolog a herpetolog – se studiem těchto papoušků zabývá už dlouhá léta. Za tu dobu zjistil spoustu nových poznatků o jejich ekologii a etologii. Jedním z nich byla také manipulace poměrem pohlaví. Jeho experiment dokázal, že samice eklektusů dokážou ve velmi dlouhých sekvencích produkovat mláďata pouze jednoho pohlaví. V některých případech takto měly za sebou třeba i 20 samců. Pravděpodobnost, že by se jednalo o náhodu, se blíží nule. Ve volné přírodě je poměr pohlaví vychýlen ve prospěch samců, kteří jsou zároveň helpery. Celý druh je navíc spíše polyandrický (jedna samice se páří s více samci). Stejně jako v případě rákosníka autoři vysvětlují schopnost eklektusů vychýlit poměr pohlaví mláďat jako adaptaci na měnící se dostupnost potravních zdrojů.
Tabon australský
Zcela extrémním případem jsou australští taboni (Megapodiidae), kteří vejce sami neinkubují, ale zahrabávají do hromad tlejícího organického materiálu, popřípadě do písku. Díky teplotním receptorům na zobáku poté během inkubace vejce přemisťují a zajišťují pro ně optimální teplotu. Experimentálně bylo zjištěno, že při nižších teplotách se líhne více samic a při vyšších zase více samců. Není to však způsobeno změnou pohlavních chromozomů uvnitř vajíčka (to znamená, že by se chromozom W nějak přetransformoval v chromozom Z), nýbrž teplotně závislou mortalitou. Zkrátka samičí embrya jsou senzitivní k vyšším teplotám, při kterých hynou, a samci zase k nižší. Z tohoto důvodu se nedá tato manipulace považovat za adaptivní. Někteří chovatelé spekulují o závislosti pohlaví líhnutých mláďat na inkubační teplotě. Já této adaptaci ale příliš nevěřím a ještě jsem nenarazil na nikoho, kdo by toto tvrzení mohl dokázat dostatečným množstvím pozorování (pokud se například z 20 vajec vylíhne při dané teplotě 15 samic, je zde pořád poměrně vysoká pravděpodobnost, že se jedná o náhodu).
Sérii příkladových studií bych zakončil popisem experimentu s amadinami Gouldové (Chloebia gouldiae). Jednak se jedná o často zastoupený druh v našich chovech a dále je to podle mého názoru nejhodnotnější důkaz svědčící o tom, že ptáci opravdu umějí ovlivnit pohlaví svých mláďat. Celá práce se skládala ze dvou pozorování. První z nich se zabývalo otázkou, proč to dělají, a druhé, jak to dělají. Australští vědci si tedy vybudovali chovatelské zařízení určené jen pro „guldy“ a testovali, jaký vliv na pohlaví mláďat má to, jestli je samička spárovaná se samcem se stejně, nebo různě zbarvenou hlavičkou. Zjistili, že nekompatibilní páry trpí podstatně větší mortalitou samičích mláďat než páry stejně zbarvené. Stejně tak dokázali, že samičky spárované s jinak zbarveným samcem produkují daleko více samců. Je to logické. Proč by měly mít v hnízdě mladé samičky, které stejně s vysokou pravděpodobností nepřežijí? Další pokus testoval způsob, jakým ptáci poměr pohlaví vychylují. Autoři zde zjistili, že za vychýlení poměru pohlaví jsou zodpovědné zvýšené hladiny stresového hormonu corticosteronu. Vzhled samce tedy pravděpodobně nějakým způsobem vyladí produkci této látky v těle samice.
Vlastní testování
Podobných studií, které se touto problematikou zabývají, jsou řádově desítky, respektive více než sto, a právě rešerše těchto literárních zdrojů představovala náplň mé bakalářské práce. Nyní ve výzkumu vychýleného poměru pohlaví pokračuji na Univerzitě Karlově v Praze. Doma jsem si za tímto účelem vybudoval chovatelské zařízení určené pro chov třiceti párů zebřiček a testuji vliv hned několika faktorů (stáří, kvalita potravy, kondice ptáků, epigenetika…) na manipulaci poměrem pohlaví. Výsledky bych měl mít k dispozici během příštího roku.
Závěrem bych chtěl poznamenat, že poselstvím tohoto článku není kategoricky rozhodnout, jestli jsou všichni ptáci schopni ovlivnit pohlaví svých mláďat, či nikoli. Podle mého názoru umějí poměrem pohlaví manipulovat jen některé druhy a pravděpodobně zcela odlišnými mechanismy. Velkou roli budou určitě hrát hormony. Vzhledem k tomu, že se touto problematikou delší dobu zabývám, jsem chtěl spíše informovat o samotné existenci tohoto fenoménu a shrnout, co vlastně o možné regulaci pohlaví víme. Leckterý čtenář možná bude na konci tohoto příspěvku zklamaný, že tu není tip na nějakou zázračnou pilulku, díky které se nám budou líhnout samé samice, nebo samci. Díky probíhajícímu výzkumu této otázky na několika pracovištích po celém světě se však třeba jednou dočkáme i takové vymoženosti.
Pokud má některý z chovatelů vypozorovaný konkrétní faktor ovlivňující poměr pohlaví mláďat, případně by se chtěl zapojit do studia této problematiky, budu určitě rád, když se mi ozve ([email protected]).
