糟糕的天气提供了对鸟类生活的洞察力

BMC进化生物学最近出版的作品关于树燕子适应具有挑战性的环境条件。当大自然母亲将实验的重点转移到这方面时,他们对发现的东西感到惊讶。在此来宾博客中从合着者那里了解更多信息。

现场工作很难。这很难,因为您必须提早起床,在燃烧的阳光或倾盆大雨中长时间工作,但最困难的是您无法预测会发生什么。In 2013, when we went to the Biological Station of Queen’s University near Kingston, Canada to work on wild tree swallows, we didn’t know that the experiment that we had carefully designed and had discussed over and over would ultimately fail miserably because of forces much greater than us.

大自然母亲决定不批准我们的研究,而是要教我们其他东西。尽管我们仍然感到遗憾的是我们的计划没有奏效,但我们认为我们可能很幸运能学到有关这些鸟类生活的知识。

我们研究的物种

树燕子是小的(〜20克)的鸟类,生活在社会一夫一妻对中,并且(像许多其他雀形目鸟一样)非常努力地抚养孩子成长得很快的孩子:通常4-6只小鸡从小于一分钱的小鸡蛋中孵化,并生长在三周内达到成人大小。

结果,小鸡总是饿了,父母需要四处飞走,以捕捉足够的苍蝇来喂养饥饿的小鸡。那么,什么使他们能够做到这一点?

一种假设是,糖皮质激素激素(皮质酮)助长了繁殖过程中能量的增加。先前在同一人群中的研究发现,当雏鸡的数量增加实验时,母亲还提高了皮质酮的水平,可能是对需求增加的反应。

但是,皮质酮也被称为“应激激素”。因此,这种激素的高水平将使父母完全放弃繁殖,并将能量转移给自己。因此,动物需要仔细的内部平衡,这也应对外部条件。

我们做了什么?

为了测试皮质酮是否与父母努力的强度有因果关系,我们增加了皮质酮的雌性燕子的水平,这些雌性燕子的小鸡已经四天了。为此,我们在皮肤下植入了一个微小的含激素的可生物降解沉淀。我们的目标是看看他们是否会改变生殖工作。因此,这就是计划,但实际上是被雨水冲走了。

平原阳光的现场现场。在研究年,由于天气寒冷和多雨,我们很少看到这样的田地。
平原阳光的现场现场。在研究年,由于天气寒冷和多雨,我们很少看到这样的田地。
JQ Ouyang

简而言之,2013年夏天在加拿大很糟糕。温度低于季节平均值,下雨了很多,当我们在繁殖季节中间看到一些雪花时,我们知道燕子很难。

树燕子专门以飞行的昆虫为食,因此您可以想象到这些鸟类最糟糕的天气是最糟糕的天气。在这种天气中,没有飞行的昆虫,即使父母正在竭尽全力找到一些昆虫,婴儿也留在巢中,他们的冷却很快。

那我们发现了什么?

毫不奇怪,重复的,寒冷的温度和大雨导致我们人口中的大多数鸟类放弃了繁殖。

毫不奇怪,重复的,寒冷的温度和大雨导致我们人口中的大多数鸟类放弃了繁殖。这些日子里,我们研究人群中几乎所有雏鸟都死亡,导致人口范围的死亡率达到90%以上。

但是,这些冷战使我们有机会测试环境条件如何与激素治疗相互作用以影响年轻人的生存。我们发现,当天气特别寒冷和多雨时,经过治疗和对照处理的巢的皮质酮的生存率相似。

但是,当天气更好时,皮质酮治疗加速了育雏死亡。实际上,对照治疗的巢的生存完全遵循天气模式,而皮质酮处理的巢则显示出与环境条件的不匹配。

温度和育雏死亡率
温度和育雏死亡率
Ouyang等人,2015年

在上图中,黑线显示育雏死亡率,蓝色虚线显示温度(请注意,刻度在右轴上逆转,因此最高峰显示最低温度)。对照组的育雏死亡率紧密遵循温度,而皮质酮植入组(固体黑线)主要与天气断开。在寒冷的天气中,两组的线条重叠,而在温暖的天气下,它们更加明显。

此外,我们发现,在植入之前,有多少父母以一种有趣且出乎意料的方式对他们的后代进行了重要的投资。植入前的女性喂养率高意味着育雏的生存时间更长。

然而,令人惊讶的是,即使我们只操纵女性,男性也对伴侣的改变国家做出了反应。植入前的高男性喂养率仅在对照组中增加了生存率,在伴侣接受激素治疗的男性中发现了反向。

似乎早期投资最大努力的男性对天气变化更加敏感,并且在伴侣被激素植入激素后,其高水平的投资能力较低。

适应具有挑战性的条件

随着气候变化不可预测的天气的发生可能会增加,受干扰的人口可能无法适应更具挑战性的条件。

这些结果表明,激素水平对生殖成功的影响取决于上下文。尽管我们无法测试皮质酮的增加是否会使父母更加努力,但似乎在环境反对他们时,他们变得更容易失去小鸡。提高皮质酮水平以提高父母的努力可能是一个冒险的游戏。

在我们研究它们的地区,树燕子正在迅速下降。随着气候变化的不可预测天气的发生可能会增加,人口干扰,已经患有许多压力并具有更高水平的糖皮质激素的人可能无法适应更具挑战性的条件。

查看BMC系列博客主页上的最新帖子188宝金博备用网址

注释