Ενδογενής Έλεγχος Μεταναστευτικών Καυσίμων σε Ένα Songbird
Η γοητεία της μετανάστευσης των πτηνών έγκειται στην εκτέλεση εκπληκτικά καλά οργανωμένων ταξιδιών από ζώα πολύ μικρού μεγέθους. Τα πουλιά πρέπει να επιλέξουν τη σωστή κατεύθυνση και το χρόνο, να αντιμετωπίσουν μια ποικιλία περιβαλλοντικών συνθηκών και αρπακτικών και να διαχειριστούν τα ενεργειακά τους αποθέματα για να ξεπεράσουν τις πτήσεις μεγάλων αποστάσεων. Οι επιστήμονες προσπάθησαν από καιρό να καταλάβουν πώς τα πουλιά μπορούν να κατακτήσουν όλες αυτές τις εργασίες χωρίς να μπορούν να το μάθουν από τους γονείς ή τους συγγενείς τους.
Στην πραγματικότητα, πολλά είδη ωδικών πτηνών μεταναστεύουν μόνα τους και τη νύχτα, οι γονείς φεύγουν νωρίτερα από τα νεαρά, τα οποία στη συνέχεια αφήνονται στον εαυτό τους όταν έρθει η ώρα της μετανάστευσης. Πώς ξέρουν πού και πότε να πάνε και πώς να προετοιμαστούν για την πτήση; Η απάντηση βρίσκεται στα γονίδιά τους. Έχει αποδειχθεί ότι αυτά τα πουλιά διαθέτουν ένα έμφυτο πρόγραμμα που καθορίζει το χρόνο και τον προσανατολισμό, καθώς και τις φυσιολογικές προσαρμογές που απαιτούνται για το ταξίδι. Αυτά τα ευρήματα διευκολύνθηκαν από το γεγονός ότι τα μεταναστευτικά χαρακτηριστικά διατηρούνται από τα πουλιά ακόμη και όταν κρατούνται σε αιχμαλωσία, καθιστώντας ευκολότερη τη μελέτη τους.
Τα τελευταία χρόνια, ένα είδος, συγκεκριμένα, έχει παράσχει πολλές ενδιαφέρουσες γνώσεις σχετικά με την έμφυτη οργάνωση της μετανάστευσης και τον εγκλωβισμό της από περιβαλλοντικά στοιχεία. The North Wheatear, Oenanthe oenanthe , είναι ένα σχετικά μικρό περαστικό 20-25 g περίπου, που αναπαράγεται σε όλο το βόρειο ημισφαίριο, κυρίως σε ανοιχτές περιοχές των βουνών και της τούνδρας. Είναι ενδιαφέρον ότι τα σιτάρια από τις πιο ανόμοιες περιοχές αναπαραγωγής συγκλίνουν στην υποσαχάρια Αφρική για το χειμώνα. Αυτό οδηγεί σε έναν αριθμό διακριτών μεταναστευτικών διαδρομών, που διαφέρουν ως προς το μήκος, τις περιβαλλοντικές συνθήκες και, σε ορισμένες περιπτώσεις, τα οικολογικά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν, όπως θάλασσες ή έρημοι.
Για να διερευνήσουμε πόσο από τις διαφορετικές οδούς μετανάστευσης αντικατοπτρίζονται στον γενετικό έλεγχο της μετανάστευσης στα σιταρίσια, διεξάγουμε πειράματα στον κοινό κήπο. Σε ένα πείραμα με κοινό κήπο, πουλιά από διαφορετικούς πληθυσμούς διατηρούνται μαζί υπό τις ίδιες συνθήκες, έτσι ώστε οποιαδήποτε διαφορά παρατηρηθεί στη συμπεριφορά ή τη φυσιολογία τους πρέπει να προσδιορίζεται γενετικά. Δύο πληθυσμοί σιταριού μας παρέχουν τη βέλτιστη ρύθμιση για να ξεμπερδέψουμε τον ρόλο της μεταναστευτικής οδού στη διαμόρφωση των εγγενών μεταναστευτικών χαρακτηριστικών τους.
Πουλιά από την Ισλανδία και τη Νότια Νορβηγία και τα δύο πετούν συγκρίσιμη απόσταση από τις περιοχές διαχείμασης στη Δυτική Αφρική. Ωστόσο, ενώ τα νορβηγικά πουλιά μπορούν να πετούν σχεδόν συνεχώς πάνω από τη στεριά, έχοντας ευκαιρίες να αναζητήσουν τροφή σε όλη τη διαδρομή, τα Ισλανδικά πουλιά αντιμετωπίζουν μια μεγάλη θαλάσσια διάβαση τουλάχιστον 800 km πριν αγγίξουν ξανά τη στεριά. Για να μπορέσουν να αντιμετωπίσουν αυτήν την εξαιρετικά προκλητική άσκηση, τα ισλανδικά πουλιά έχουν προγραμματιστεί να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες λίπους πριν από την έναρξη της μετανάστευσης, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για τη διέλευση. Στην πραγματικότητα, τα ισλανδικά πουλιά σε αιχμαλωσία μπορούν να αυξήσουν τη μάζα του σώματός τους έως και 80% λόγω της εναπόθεσης λίπους. Για σύγκριση, τα πουλιά από τη Νορβηγία δεν αυξάνουν περισσότερο από 50% τη μάζα του σώματός τους κατά τη μεταναστευτική περίοδο. Αυτό δείχνει ξεκάθαρα ότι τα πουλιά έχουν ένα έμφυτο πρόγραμμα που έχει διαμορφωθεί από τα οικολογικά χαρακτηριστικά που θα συναντήσουν στη διαδρομή και είναι πλέον γενετικά ελεγχόμενο.
Το επόμενο ερώτημα που προέκυψε τότε, ήταν αν αυτές οι προσαρμογές θα μεταφερθούν στην επόμενη γενιά και πώς. Για να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, διασταυρώσαμε Ισλανδικά και Νορβηγικά πουλιά και καταγράψαμε τις αλλαγές της μάζας του σώματός τους σε όλη τους τη ζωή. Μας ενδιέφερε να μάθουμε εάν το ανώτατο όριο μάζας σώματος είναι έμφυτο και μεταβιβάσιμο στους απογόνους. Για το λόγο αυτό, δεν εξετάσαμε μόνο το πρώτο έτος της ζωής τους, καθώς μπορεί να χάνουμε τις μέγιστες δυνατότητές τους για τροφοδοσία (δηλαδή τη μέγιστη δυνατή αύξηση της μάζας σώματος λόγω της συσσώρευσης λίπους). Βρήκαμε, ωστόσο, ότι η μάζα σώματος διέφερε αρκετά σταθερά από έτος σε έτος και παρόμοια μέγιστα επιτυγχάνονταν κάθε χρόνο. Οι απόγονοι από ισλανδο-νορβηγικούς σταυρούς είχαν σχεδόν τέλεια ενδιάμεσες δυνατότητες τροφοδοσίας σε αυτές των γονέων τους, αποδεικνύοντας ότι αυτά τα χαρακτηριστικά κληρονομούνται άμεσα.
Ως κληρονομικό χαρακτηριστικό, η μεταναστευτική τροφοδοσία εκτίθεται στη φυσική επιλογή. Αυτό αποτελεί σημαντική ανησυχία, ειδικά υπό το φως των πρόσφατων κλιματικών αλλαγών που ενδέχεται να τροποποιήσουν τις φυσιολογικές απαιτήσεις για τη μετανάστευση. Τα γενετικά σταθερά πρότυπα μπορεί να είναι πιο αργά στην προσαρμογή σε έναν ταχέως μεταβαλλόμενο κόσμο, αλλά η διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας εντός των πληθυσμών θα ήταν επωφελής. Μένει να διευκρινιστεί εάν αυτά τα χαρακτηριστικά αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον για να επιτρέψουν κάποια πιο γρήγορη προσαρμογή που συνδέεται με την πλαστικότητα σε αυτά τα χαρακτηριστικά. Το Northern wheatear θα προσφέρει καλές ευκαιρίες για λεπτομερή μελέτη αυτών των πτυχών στο μέλλον.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Ενδογενής έλεγχος της τροφοδοσίας σε ένα μεταναστευτικό ωδικό πτηνό, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό The Science of Nature. Επικεφαλής αυτής της εργασίας ήταν ο Ivan Maggini από το University of Veterinary Medicine Βιέννη, Αυστρία.
