Ekologie a chování drozdů (Turdus spp.) v původních a introdukovaných populacích

Mgr. Peter SAMAŠ

Doctoral thesis

Ecology and behavior of thrushes (Turdus spp.) in native and introduced populations

Abstract:

V této disertační práci jsem se zaměřil na výzkum dvou modelových druhů, kosa černého (Turdus merula) a drozda zpěvného (T. philomelos). Zkoumal jsem původní evropské populace ze severní polokoule a populace, které byly před přibližně 140 lety introdukované na Nový Zéland na jižní polokouli. Větší část výzkumu je věnovaná hnízdnímu parazitismu, jmenovitě protiparazitickému chování a změnám v tomto chování mezi původními a introdukovanými populacemi. V další části využívám introdukovaných populací ke studiu změn v hnízdních charakteristikách. Oba druhy se dokážou velmi účinně bránit proti mezidruhovému parazitismu především díky vysoce vyvinutým schopnostem rozlišit a vyhodit cizí vejce. Zjistili jsme, že tato schopnost je u každého jedince vysoce konzistentní a proti parazitaci obvykle reaguje opakovaně vyhozením nebo přijetím cizího vejce. Přes existující protiparazitické schopnosti je prokázaný hnízdní parazitismus u obou druhů výjimečný, a proto jsme v další práci hledali příčiny stojící za absencí parazitismu a za evolucí protiparazitických schopností. Ve srovnávací průzkumné části jsme porovnali life-history znaky deseti nejběžnějších hostitelů kukačky obecné (Cuculus canorus) se šesti evropskými drozdy rodu Turdus spp., abychom nejdříve určili kandidátní znaky, které by mohly být příčinou absence parazitismu kukačkou (např. srovnání velikosti těla, hnízda, vajec, mláděcí potravy drozdů a hostitelů). Poté jsme experimentální části ukázali, že tyto příčiny jsou druhově specifické a navíc jsou výsledkem působení interakce několika faktorů, které se uplatňují v mláděcí periodě (např. velikost a/nebo design hnízda, neschopnost kukačky konkurovat hostitelským mláďatům). V další experimentální práci jsme na populacích žijících v sympatrii a alopatrii s kukačkou ukázali, že schopnost odmítat cizí vejce u obou druhů je výsledkem evolučního tlaku ze strany vnitrodruhového parazitismu. To také podporují námi zjištěné případy vnitrodruhového parazitismu ve studovaných populacích. Evropské a novozélandské populace modelových druhů vykazují několik rozdílů v hnízdních parametrech, přičemž nejvíce zkoumanou změnou je menší velikost snůšek u populací na jižní polokouli. Přesto jsou příčiny takového rozdílu nejasné a stále chybí komplexní experimentální studie, které berou v úvahu více potenciálních faktorů. V naší experimentální studii se jako nejvýznamnější faktor jevila sezonalita, zatímco hnízdní predace a hustoty nedokázaly pokles snůšky vysvětlit. Dále jsme zjistili, že pokles velikosti snůšky introdukovaných populací se již stabilizoval a netrval déle než 100 generací. K lepšímu pochopení příčin by bylo vhodné vzít v úvahu i míru přežívání dospělců, která může úzce souviset s mírou sezonality. Trade-off velikosti snůšky a vajec predikovaný klasickou life-history teorií jsme prokázali pouze u kosa. Jiným významným faktorem ovlivňujícím snůšku i míru predace je urbanizace, ale naše studie provedená na několika prostorových replikátech a dvou druzích její vliv nepotvrdila.

Abstract:

The aim of this project was to explore behaviour and selected life-history traits in two model species, the blackbird (Turdus merula) and the song thrush (T. philomelos). I studied native European populations in the northern hemisphere and introduced populations to New Zealand in the southern hemisphere. A major part of my research was devoted to avian brood parasitism, examining antiparasitic strategies and differences in such strategies between native and introduced populations in particular. Further, I studied causes of changes in breeding characteristics between these populations. Both species have evolved effective antiparasitic strategies against interspecific parasitism. They have developed especially good abilities to recognize and eject an alien egg. We found that rejection behaviour was higly repeatable at the individual level and that host birds responded highly consistently by ejection or acceptance. While antiparasitic strategies are shown to exist, the evidence of interspecific parasitism is very scarce. Thus, we posed the questions ?why is parasitism rare in these species? and then ?how did their rejection abilities evolve?. We compared life-history traits of ten most common cuckoo (Cuculus canorus) hosts in Europe with six European Turdus thrushes. We subsequently identified candidate traits that could be responsible for the absence of cuckoo parasitism in thrushes (e.g. comparisons of body size, nest size, egg size, chick diet). Our results showed experimentally that multiple potential factors and their interactions, which are species-specific and restricted to nestling period, are responsible for absence of parasitism (e.g. nest size and/or design, poor cuckoo chick competition abilities with host nestlings). In another experimental study we explored populations occuring in allopatry and sympatry with cuckoo to show that intraspecific parasitism is responsible for the evolution of rejection abilities in both the blackbird and the song thrush. This result further support few documented cases of intraspecific parasitism in our study populations. The breeding parameters of the New Zealand populations of our study species differed from those of their European conspecifics. The most documented pattern is that clutch size is smaller in the southern hemisphere than in the northern one. However, potential causes are still debated and complex experimental studies considering more factors are lacking. We showed in our experimental study that seasonality partly explained variaton in clutch size, whereas predation rates and breeding densities are insufficient to explain this pattern. We also showed that reduction of clutch size had stabilized in introduced populations and took place in less than 100 generations . Future studies should also include the analysis of adult survival rates which can be closely related to seasonality. Avian life-history theory predicts a trade-off between clutch size and egg size which we demonstrated only in the blackbird. Urbanisation is another significant factor influencing clutch size and predation rates but we did not confirm such effects in either of the two study species.

Keywords

introdukce, vnitrodruhový hnízdní parazitismus, mezidruhový hnízní parazitismus, odmítání vajec, kukačka obecná, drozd zpěvný, kos černý, velikost snůšky

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 8. 2011

Accessible from:: 23. 8. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 23. 8. 2011
• Supervisor: Doc. RNDr. Tomáš Grim, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology / Zoology