Hostitelsko-parazitická interakce jako extrémní forma konfliktu rodič - potomek.

Mgr. Marek Mihai Abraham, Ph.D.

Doctoral thesis

Host-parasite interaction as an extreme form of parent-offspring conflict.

Abstract:

Rodičovská starostlivosť patrí medzi základné vlastnosti stavovcov a je schopná zlepšiť fyziologický stav mláďat ako aj telesnú kondíciu budúcich dospelých jedincov. No pre rodičov je energeticky nákladná, čím sa vytvára konflikt medzi mláďatami a rodičmi. U nidikolných vtákov sa embryá vyvíjajú v hniezde, čím vzniká priestor pre ďalšie súperenie: medzi rodičmi ochotnými sa starať o svoje mláďatá a tými, ktorí nie sú; inými slovami medzi hostiteľskými druhmi a na nich parazitujúcimi druhmi. Táto práca sa sústreďuje na správanie mláďat modelového parazitického druhu kukučky obyčajnej (Cuculus canorus) po vyliahnutí. V prvej časti sa zaoberá rozdielmi v žobraní medzi samčími a samičími mláďatami. Neboli zistené žiadne rozdiely medzi pohlaviami ani vekovými kategóriami mláďat v hlasitosti, ráznosti (intenzite) alebo dĺžke zvukového prejavu. Pozorovania však potvrdili, že staršie mláďatá ďobú intenzívnejšie svojich rodičov hostiteľského druhu ako mladšie v snahe získať od nich väčšie množstvá potravy. Zároveň nás zaujímala rodičovská odpoveď polygynného hostiteľského druhu trsteniarika veľkého (Acrocephalus arundinaceus) na žobranie vlastných vs. parazitických mláďat. Naše výsledky preukázali, viac potravy prinášali mláďatám samice než samce, a že monogamní samci lepšie zabezpečovali svoje mláďatá potravou ako polygynný. Polygynné samce tiež zabezpečovali vyšší množstvo potravy prvotným samiciam (s ktorými sa párili najskôr) a zároveň uprednostňovali svoje mláďatá pred kukučími. Túto skutočnosť museli druhotné samice (s ktorými sa párili neskôr) kompenzovať prinášaním väčšieho množstva potravy pre dostatočné zabezpečenie potrieb svojich mláďat. V poslednej časti sa táto práca zameriava na záťaž, ktorú vytvára kukučie mláďa na svojho hostiteľského rodiča: trsteniarika bahenného (Acrocephalus scirpaceus). Nezaznamenali sme žiadne signifikantné zmeny vo fyziologickej záťaži (pomer H/L) v priebehu hniezdenia u rodičov kŕmiacich vlastné mláďatá ani u tých s kukučím mláďaťom. Rozdiely neboli zistené ani medzi samcami a samicami. U jedincov s vyššou úrovňou stresu na začiatku hniezdenia sa po druhom odchyte zistil nižší nárast stresových úrovní. Pri sledovaní hmotnosti bol u všetkých jedincov zaznamenaný pokles hmotnosti medzi prvým a druhým odchytom bez ohľadu na pôvod mláďat. Vyšší úbytok bol zistený u samíc, pravdepodobne v dôsledku intenzívnejšieho kŕmenia, a zároveň u ťažších jedincov došlo k vyššej strate hmotnosti. Trsteniariky bahenné kŕmili viac svoje mláďatá ako kukučie a staršie kukučie mláďatá mali nižší prísun potravy ako mladšie. V rodičovskej návratnosti neboli zistené žiadne rozdiely medzi rodičmi, ktorí kŕmili vlastné mláďatá alebo kukučie mláďa. Z našich výsledkov vyplýva, že kukučie mláďa síce zabije všetky hostiteľské mláďatá v hniezde, ale viac výrazne neovplyvňuje rodičov svojho hostiteľského druhu, ani v prípade trsteniarika velkého, ani trsteniarika bahenného.

Abstract:

Parental care is one of the most important behaviours of gene promotion. It occurs whenever parents increase fitness levels of their progeny, although at a cost of their own fitness. This creates a conflict between parents and also between a parent and an offspring. Furthermore, there are species not willing to pay the price of parenthood and through different trickery resorting to parasitism. This work concentrates on the processes that take place after hatching of the cuckoo chick. We have shown that there are no differences in the vocal begging behaviour between male and female cuckoo chicks. They seem, however, to increase in the pecking/lunging behaviour with age, possibly in order to increase parental contribution. On the opposite side of the spectrum we have studied the parental investment of the great reed warbler (Acrocephalu arundinaceus) in the cuckoo chick (Cuculus canorus) vs. own chicks. Our results show that monogamous males are the best providers, although females were better providers than males overall. Additionally, polygynous males supplied offspring in relation to chick species (cuckoo/host) and age. Due to low food quantities brought by polygynous males to secondary and tertiary nests, females were forced to supplie chicks with greater amounts of food in order to assure their survival. There have not been found any differences in chick weight probably due to female contribution. Finally, we have explored the costs of parental care for reed warblers (Acrocephalus scirpaceus) while feeding cuckoo chicks. We have measured parental physiological (heterophil/lymphocyte ratio) and physical (body mass) changes within the breeding period (immediate cost) and re-trapped adults in the next season to estimate the number of returned birds (future cost). Our results clearly show that both parents have decreased in their body mass, irrelevant of the age and chick/s that they were feeding. However, females decreased more than males and heavier individuals had significantly higher decrease in mass. Overall, warbler chick had statistically higher amounts of food brought to them than cuckoo chicks and there was no difference in parental return rate between own and cuckoo nests. To conclude, our research proves that there are no differences in the begging behaviour among male and female cuckoo chicks due to the fact that they have eliminated all the competition. Furthermore, cuckoo chicks do not add any additional costs to immediate parental fitness.

Keywords

cuckoo, Cuculus canorus, begging, parent-offspring conflict, Acrocephalus arundinaceus, brood parasite, parental investment, fitness, Acrocephalus scirpaceus

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 17. 5. 2018
• Supervisor: doc. Ing. Marcel Honza, Dr.
• Reader: prof. Ing. Stanislav Bureš, CSc., prof. RNDr. Alfréd Trnka, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Zoology