Czy ptaki są wierne swoim partnerom? To pytanie od dawna fascynuje naukowców i miłośników przyrody. Nowe światło na tę skomplikowaną kwestię mogą rzucić badania prowadzone przez dr hab. Anetę Arct z Instytutu Nauk o Środowisku UJ, która w ramach finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki projektu badała związek między warunkami środowiska a częstością występowania kopulacji pozapartnerskich u ptaków.

Dlaczego samice dopuszczają się zdrad? Kopulacje pozapartnerskie, czyli kopulacje samicy z partnerem innym niż jej partner socjalny, to bardzo rozpowszechniona strategia rozrodcza u ptaków. Chociaż ptaki, podobnie jak ludzie, często tworzą pary monogamiczne, to u ponad 90% gatunków dzięki metodom biologii molekularnej odkryto występowanie potomstwa spoza pary.

W przyrodzie każde zachowanie niesie ze sobą określone koszty i zyski. Dlatego zasadnym jest pytanie, jakie zyski czerpią samice zdradzając swojego partnera? Koszty są jasne: samica, zdradzając swojego partnera ryzykuje jego utratę, a jest on niezbędny w procesie wychowania potomstwa. Ponadto kopulacje pozapartnerskie mogą zwiększać ryzyko przenoszenia chorób, a także wymagają dodatkowego czasu i energii, która jest na wagę złota w krótkim sezonie lęgowym.

Jedna z hipotez, określana jako "bet-hedging hypothesis", zakłada, że samice mogą angażować się w kopulacje pozapartnerskie, aby zdywersyfikować geny swojego potomstwa i zwiększyć jego szanse na przetrwanie w niepewnych warunkach środowiskowych. W ten sposób przynajmniej część potomstwa może zyskać geny, które mogą się okazać korzystne w zmiennych warunkach środowiskowych, a których nie posiada partner socjalny. Ponadto potomstwo z kopulacji pozapartnerskich może być lepszej "jakości", w ten sposób będzie sobie lepiej radzić w niekorzystnych warunkach środowiska. Liczne badania, w tym również prowadzone i opublikowane przez dr hab. Anetę Arct w czasopiśmie "Behavioral Ecology and Sociobiology", potwierdzają, że potomstwo spoza pary socjalnej ma wyższe dostosowanie, a zatem większe szanse przeżycia i reprodukcji. Samice mogą również zdradzać swojego partnera w celu uniknięcia chowu wsobnego, czyli kojarzenia się osobników blisko spokrewnionych, co może prowadzić do szeregu negatywnych konsekwencji dla potomstwa. Istotnie, wyniki badań meta-analitycznych przedstawionych przez zespół dr hab. Anety Arct w 2015 roku w czasopiśmie "Behavioral Ecology", wykazały, że samice ptaków skojarzone z partnerem bardziej podobnym genetycznie do nich samych częściej posiadały potomstwo spoza pary.

Hipotezę, zakładającą, że w niekorzystnych warunkach, takich jak susza, niedobór pożywienia lub ekstremalne temperatury, samice mogą szukać genów partnera spoza pary, które zapewnią ich potomstwu większe szanse na przeżycie, badano, dokonując syntezy wyników dotychczas opublikowanych prac naukowych.

Analizując metadane z 240 badań przeprowadzonych na 165 gatunkach ptaków, wykazano, że warunki środowiskowe (tj. warunki klimatyczne, położenie geograficzne, produkcja pierwotna) wpływają na prawdopodobieństwo zaangażowania się w kopulacje pozapartnerskie u ptaków. Ta istotna część projektu dostarczyła pewnego wglądu w procesy ekologiczne, które kierują różnymi wzorcami wyboru partnera poza parą u ptaków.

Ponadto w ramach projektu zespół pod kierunkiem dr hab. Anety Arct przeanalizował dostępne dane pogodowe, zestawiając je z długoterminowymi danymi, które dokumentują naturalną populację sikory modrej (Cyanistes caeruleus) gniazdującej na szwedzkiej wyspie Gotlandia. Badania te dr hab. Aneta Arct prowadzi do dzisiaj we współpracy z prof. dr. hab. Mariuszem Cichoniem i dr. hab. Szymonem Drobniakiem z Instytutu Nauk o Środowisku UJ oraz prof. Larsem Gustafsonem z Uniwersytetu w Uppsali.

Wyniki wspólnych badań, opublikowane niedawno w czasopiśmie Behavioral Ecology, wykazały, że samice sikory modrej częściej posiadały potomstwo spoza pary, gdy doświadczały dużych wahań temperatury powietrza.

Sikora modra to popularny i lubiany przez badaczy ptak, który chętnie odwiedza ogrody i karmniki. Sikorki, podobnie jak ludzie, tworzą związki monogamiczne, jednakże, jak wskazują badania dr hab. Anety Arct, prowadzą także sekretne życie, które może być ich strategią wykorzystywaną do radzenia sobie z szybko zachodzącymi zmianami środowiska.

Badania przeprowadzone w ramach projektu rzucają nowe światło na skomplikowane strategie reprodukcyjne ptaków, które mogą wynikać z i ich adaptacji do warunków środowiska. Wyniki projektu mogą przyczynić się do rozwiązania jednej z największych zagadek ewolucyjnych, jaką jest odpowiedź na pytanie: dlaczego samice tak często angażują się w kojarzenia pozapartnerskie. Badania te mogą również rzucić nowe światło na ewolucję zachowań seksualnych ludzi i innych gatunków zwierząt. Ponadto przyczyniają się do lepszego poznania ograniczeń plastyczności fenotypowej, co jest kluczowe dla zachowania różnorodności biologicznej.