Melyik a kakukktojás?

Már körülbelül egy évszázada próbálják a tudósok megfejteni, hogyan tudja a kakukk az általa lerakott tojások színét összehangolni a legkülönbözőbb gazdamadarak tojásaival. Nemrég, a Norvég Természettudományi és Technológiai Egyetem (NTNU) kutatócsoportja – európai és ázsiai tudósok együttműködésével – megfejtette a rejtélyt.

A rövid válasz az, hogy a nőstény egyedek (tojók) döntenek mindenben – válaszolta Frode Fossøy, az NTNU biológiai osztályán létrehozott kutatócsoport tagja. A kutatások eredményeit a közelmúltban publikálták a Nature Communication folyóiratban.
 „Elsőként sikerült kimutatnunk, hogy a kék tojások színe a nőstény kakukk révén öröklődik.” – mondta Fossøy.

A kutatók számos európai és ázsiai mintát megvizsgálva arra jutottak, hogy egyértelmű a kapcsolat a kék tojások és kizárólag az anyától származó genetikai anyag (mitokondriális DNS) között, míg a tojás színe és a mindkét szülőtől származó genetikai anyag (nukleáris DNS) között nem találtak összefüggést.   

A kakukk (Cuculus canorus) parazita madár. Amint az ismeretes, a nőstény kakukk más madarak fészkébe rakja le tojásait.
A kakukkfiókák kikelés után – igényt tartva a szülők kizárólagos figyelmére – egyszerűen kilökik a gazdamadár fiókáit a fészekből.
A potenciális gazda madarak – védekezve a parazitáktól – megszabadulnak azoktól a tojásoktól, amelyek különböznek sajátjaiktól, ezért a kakukknak a gazda madár tojásaihoz hasonló színű és formájú tojásokat kell raknia.
Ez azt jelenti, hogy egyfajta evolúciós fegyverkezési verseny zajlik a kakukk és a gazdamadarak között, amelynek az az eredménye, hogy az idő múlásával a kakukk tojásai egyre inkább hasonlítanak a gazdamadár tojásaihoz.

A kakukk sokféle színű és mintájú tojásokat rak: kék, barna, zöld vagy szürke, különféle foltok és minták kombinációjának kíséretében. Azonban minden egyes nőstény egyed csak egyféle színű tojást képes tojni, ezért a tojók különféle gazdamadarakra „szakosodnak”. Ez az egyik oka annak, hogy a tojás színe nagy valószínűséggel csak a tojó madaraktól öröklődik. 

A képeken látható, hogy a kakukk sokféle színű, mintájú tojásokat rak. A tojások mérete talán egy kicsit eltér a gazdamadár tojásaitól, de máskülönben szinte lehetetlen megkülönböztetni őket egymástól – főleg az emberi szem számára nehezen érzékelhető a különbség.(Fotó: NTNU)

Lehet, hogy a hímeknek is van beleszólása
A kutatócsoport nem talált egyértelmű bizonyítékot arra, hogy a tojások minden tulajdonsága a tojó madaraktól öröklődik, csak a kék szín esetében tudták hipotézisüket tudományosan alátámasztani. A mai ismereteink birtokában nem jelenthető ki minden kétséget kizáróan, hogy más színek öröklődése is a tojóktól származik. 

Olyan feltételezések is napvilágot láttak, hogy a kék tojást rakó kakukkok esetleg egy külön fajhoz tartoznak, de ezt semmilyen más tulajdonsága nem igazolja. A kék tojást tojó madarak sejtmagban található DNS-e tökéletesen megegyezik más kakukkéval, ami azt jelenti, hogy ugyanarról a fajról van szó.

A hím kakukk több, különféle színű tojásokat rakó tojóval is párosodik. Éppen ezért nagy kavarodást okozna, ha a hím hordozná a tojások színének genetikai tulajdonságait. Tegyük fel, hogy egy bizonyos szín génjét hordozó hím párosodik egy másik szín génjét hordozó tojóval. Elképzelhető, hogy a születendő nőstény fióka tojása valamilyen köztes színű lesz, amely nem passzol a gazdamadár tojásának színéhez. Ezt a gazdamadár észreveszi és megszabadul a parazita tojástól. Ezért előnyös evolúciós szempontból a hím és nőstény egyedek számára is, ha kizárólag a nőstények hordozzák a tojások színének genetikai tulajdonságait. Ez által az utódoknak sokkal nagyobb esélyük lesz a túlélésre.

Nemi kromoszómák
A tojás színét meghatározó tulajdonságok ezért nagy valószínűséggel a madarak nemi kromoszómáikhoz köthetők. A madarak esetében ezek a W és a Z kromoszómák, amelyek az emlősöknél előforduló X és Y kromoszómák megfelelői. 
A hím madarak ZZ kromoszómapárral rendelkeznek, míg a tojóknál ZW kromoszómapár fordul elő. Más szavakkal, csak a tojóknak van W kromoszómája. Így ha a kék tojás színét meghatározó gén a W kromoszómán helyezkedik el, változatlanul öröklődik „anyáról leányra”. 
Egy másik lehetőség, hogy tojás színe a mitokondriális DNS-hez kapcsolódik, amely szintén csak az anyától örökölhető.

Száz százalékos bizonyosság
A kutatók nagy mennyiségű adathalmaz ¬– többek között múzeumban tárolt, 100 évesnél is idősebb tojások adatainak – feldolgozása során 100 százalékos bizonyossággal jutottak arra a következtetésre, hogy a kék tojásszín csak az anyától örökölhető.

Ázsiából terjedt el
A kutatók eredményei főleg Finnországból származnak, és olyan kakukk egyedek vizsgálatából, amelyek kerti rozsdafarkú (Phoenicurus phoenicurus) fészkébe rakják le tojásaikat, valamint Kínában talált kék tojások anyagának elemzéséből.
A kék színű tojással szaporodó kakukkok nagy valószínűséggel Kínából származnak. 
„Kialakulásuk 2.6 millió évvel ezelőttre tehető” – magyarázza Fossøy. 
Ez a tulajdonság olyan régen fejlődött ki, hogy a kék szín megjelenése óta már négy új kakukkfaj is megjelent. A kék tojásszín Ázsiából terjedt Európába azáltal, hogy a nőstény madarak párosodtak a helyi hímekkel és találtak olyan helyi gazdamadarakat, amelyeket be tudtak csapni a kék tojásszínnel. Mivel a kék tojások tulajdonsága csak a nőstény egyedektől örökölhető, a földrajzi elterjedés nem befolyásolta az eredeti kék színt.

Sok még a tennivaló
Néhány évvel ezelőtt Fossøy közölt egy tanulmányt Bulgáriában élő kakukk fajokról, amelyek hím egyedei befolyással lehetnek a tojások színére. Míg a kék tojások tulajdonságait bizonyítottan a nőstény madarak örökítik, addig ez nem állítható teljes bizonyossággal más színű tojásokról. 

A cikk fordításáért köszönet önkéntesünknek, Pálinkás Melindának

Az eredeti cikk: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/01/160121121514.htm