A TOJÁSMINŐSÉGET BEFOLYÁSOLÓ PROXIMÁLIS ÉS ULTIMÁLIS TÉNYEZŐK EGY ÖRVÖS LÉGYKAPÓ (FICEDULA ALBICOLLIS) POPULÁCIÓBAN

A TOJÁSMINŐSÉGET BEFOLYÁSOLÓ PROXIMÁLIS ÉS ULTIMÁLIS TÉNYEZŐK EGY ÖRVÖS LÉGYKAPÓ (FICEDULA ALBICOLLIS) POPULÁCIÓBAN

Doktori értekezés Készítette: Hargitai Rita

Témavezető: Dr. Török János egyetemi docens

ELTE TTK Biológia Doktori Iskola Vezető: Prof. Erdei Anna Zootaxonómia, Állatökológia, Hidrobiológia Doktori Program Programvezető: Prof. Dózsa-Farkas Klára Eötvös Loránd Tudományegyetem Állatrendszertani és Ökológiai Tanszék

Budapest, 2006

TARTALOMJEGYZÉK Bevezetés

3

Proximális kényszerek

5

Ultimális stratégiák

6

Fészekaljon belüli mintázatok

7

Tojásméret

8

Karotinoidok

9

Vitaminok

14

Immunglobulinok

15

Célkitűzések

18

Módszerek

19

Kutatási terület és vizsgált faj

19

A madarak morfológiai mérései

22

Környezeti változók

23

Évminőség a környezeti tényezők alapján

23

Átlaghőmérséklet

23

Táplálékellátottság

24

Költési denzitás

24

Tojássárgája vizsgálatok

24

Tojássárgája karotinoid, A- és E-vitamin analízise

24

Tojássárgája tesztoszteron analízise

25

Immunológiai analízis

26

Szerológiai vizsgálatok

28

Statisztikai módszerek

29

Eredmények

32

Fészekaljak közötti mintázatok

32

Tojásméret és környezeti tényezők

32

Tojásméret és szülői tulajdonságok

34

Tojássárgája antioxidáns összetétele és évminőség

34

Az egyes antioxidánsok közötti összefüggések

37

1

Antioxidánsok, sárgája mérete és tojásszám

37

Sárgája lutein, zeaxantin és β-karotin koncentrációja és környezeti tényezők

38

Sárgája lutein, zeaxantin és β-karotin koncentrációja és szülői tulajdonságok

40

Sárgája immunglobulin koncentrációja és szülői tulajdonságok

42

Fészekaljon belüli mintázatok

44

Tojásméret

44

Karotinoid koncentráció

46

Immunglobulin koncentráció

48

Eredmények értékelése

49

Fészekaljak közötti mintázatok

49

Tojásméret és szülői minőség

49

Tojásméret, környezeti tényezők és tojásszám

51

Fajok közötti variáció a sárgája antioxidáns koncentrációjában

52

Fajon belüli variáció a sárgája antioxidáns koncentrációjában

55

Kapcsolat a sárgájában lévő egyes antioxidánsok között

57

Sárgája karotinoid koncentrációja és proximális kényszerek

58

Sárgája karotinoid koncentrációja és ultimális stratégiák

59

Sárgája immunglobulin koncentrációja és szülői minőség

61

Fészekaljon belüli mintázatok

63

Tojásméret

63

Karotinoid koncentráció

67

Immunglobulin koncentráció

69

Kitekintés

70

Köszönetnyilvánítás

72

Irodalomjegyzék

74

Összefoglalás

98

Summary

100

2

BEVEZETÉS Az életmenet stratégiákkal foglalkozó vizsgálatok egyik központi feltételezése, hogy a szaporodásnak a rátermettséget növelő hatásai mellett költségei is vannak. Az optimalizációs megközelítés szerint a maximális rátermettséget a nyereség és a kiadás optimalizálásával lehet elérni. Az élőlények számára hozzáférhető források (pl. táplálék, szaporodási partner, búvóhely és szaporodási hely) feltehetően limitáltak, így az egyedek folytonos döntési szituációkon keresztül próbálják elérni maximális rátermettségüket. Először arról kell döntést hozniuk, hogy a felvett energia mekkora részét fordítsák az aktuális szaporodásra úgy, hogy maradjon a fenntartásra, növekedésre, túlélésre és a jövőbeli szaporodásra is elegendő energiájuk (szaporodási költség; Williams 1966). A második probléma az élőlény számára az, hogy a szaporodásba fektetett energiát hogyan ossza meg utódai között. Ez a döntés az utódok száma és minősége közötti konfliktusra vonatkozik (Lack 1947). Mivel az élőlény forráskészlete általában korlátozott, a különböző rátermettség komponensek között negatív kapcsolatok (“trade-off”-ok) alakulhatnak ki, vagyis, ha az egyik komponensbe többet fektet az élőlény, akkor kevesebb jut a másikba. Annak ellenére, hogy az utódgondozás többnyire jelentős időt és energiát követel a szülőktől, az utódgondozó viselkedés meglehetősen gyakori az állatvilágban, mivel jelentős nyeresége is van. A szülői gondozás evolúcióját egyrészt a szülő reziduális szaporodási értékére ható költségek, másrészt az utódok rátermettségét növelő előnyök befolyásolják (Williams 1966, Trivers 1972). Az utódgondozás leírásához három különböző alapfogalom használata terjedt el (Clutton-Brock 1991). Szülői gondozásnak (“parental care”) tekinthető minden olyan szülői viselkedés, amely növeli az utódok rátermettségét. Ebben az értelemben az utódgondozás nem feltétlenül jár együtt költséggel. A szülői ráfordítás (“parental expenditure”) arra vonatkozik, hogy a szülő saját forráskészletéből mennyit fordít az utódok gondozására (reprodukciós energia / felvett nettó energia). A szülői befektetés (“parental investment”) olyan szülői viselkedés, amely növeli az utód rátermettségét, azonban csökkenti a szülő jövőbeli utódaira fordítható befektetését (a szülő reziduális reproduktív értékét), vagyis költséggel jár. A szülői befektetés általában egy utód gondozásának költségére vonatkozik, míg az összes utód gondozásának teljes költségét a szülői erőfeszítés (“parental effort”) jellemzi.

3

Az utódok fenotípusos minőségét egyrészt a szüleiktől örökölt genotípusuk, másrészt a fejlődésük alatt őket ért környezeti hatások befolyásolják. Az elmúlt években azonban nyilvánvalóvá vált, hogy a szülők, ezen belül is elsősorban az anya fenotípusa is számottevő hatással lehet az utódok fenotípusára, és ezen keresztül rátermettségére (1. ábra). Ezt a mechanizmust nevezzük anyai hatásnak (“maternal effect”; Bernardo 1996a, Mousseau és Fox 1998). Az anyai hatásokat úgy is lehet modellezni, mint egy környezet által befolyásolt generációkon át ható fenotípusos plaszticitást, melyben az anyát ért környezeti hatások (pl. táplálékellátottság, átlaghőmérséklet, költési denzitás) változatossága az utódok fenotípusos változatosságában is megjelenik (indirekt környezeti hatások, Rossiter 1996). Az elmúlt évek kutatásai alapján azonban úgy tűnik, hogy az anyai hatásoknak örökletes alapjuk is van, ezért a természetes szelekció hatásának ki vannak téve (indirekt genetikai hatások, Wolf et al. 1998). Az anyai hatásokat két csoportra lehet osztani (Bernardo 1996a). Az egyik az ún. anyai örökség (“maternal inheritance”), amely az anya fenotípusának egy nem-genetikai úton történő átörökítését jelenti az utódokra (pl. az anya testmérete befolyásolja az utód testméretét). A másik az anyai szelekció (“maternal selection”), ahol az anyai viselkedés, például a párválasztás, a költés időzítése, a fészek védelme és a szülői befektetés mértéke módosítja az utódok fenotípusát, illetve rátermettségét. Szülői genotípus

│ │

Utód genotípusa

Környezeti hatások (biotikus és abiotikus)

Utód fenotípusa

Utód rátermettsége

Anyai hatások (indirekt genetikai és környezeti hatások)

Anyai fenotípus

1. ábra Az utód fenotípusát befolyásoló genetikai és környezeti tényezők hagyományos kvantitatív genetikai felbontása, illetve az anyai hatások speciális esete.

4

Proximális kényszerek Korábbi vizsgálatok alapján ismert, hogy a szaporodás komoly energiakiadással járó folyamat. A reprodukcióra fordított energiát és tápanyagokat saját életfenntartásához többé nem használhatja fel a szülő, és ezáltal saját túlélési valószínűsége csökken. Madaraknál tojásrakás idején a napi energiafelvétel 35-60%-a is a tojásformálásra fordítódik, és a fehérjefelvétel ebben az időszakban 86-230%-kal is megnő (Ojanen 1983a, Robbins 1983). Bizonyos fajoknál a tojó a tojásrakási időszakban nagyobb arányban fogyaszt rovarokat és más, fehérjében gazdag táplálékot, illetve a testében lévő fehérje egy részét (pl. mellizom) is mozgósítja (Ojanen 1983a, Monaghan et al. 1998). A kotlás szintén energiaigényes, az inkubáló tojó napi energiakiadása 20-30%-kal magasabb, mint a nem inkubáló tojóé (Williams 1996). Fiókanevelés idején a szülők alapanyagcsere rátája négyszeresére növekszik (Drent és Daan 1980), ez az időszak tehát komoly fizikai megterhelést jelent a szülők számára. Az energiakiadástól függetlenül a szaporodás további proximális költsége lehet a megnövekedett oxidatív stressz (von Schantz et al. 1999, Alonso-Alvarez et al. 2004), mely a tojásképzés, kotlás és fiókaetetés során kialakuló fokozottabb anyagcsere ráta következtében alakulhat ki. Madaraknál a tojás képzése egy fontos útvonal, melyen keresztül az anyai hatások megjelenhetnek. A tojás formálása alatt a tojót ért környezeti hatások befolyásolhatják, mennyi energiát, makro- és mikrotápanyagot juttat a tojásokba. Mivel a fejlődő embrió teljes mértékben ezekre a forrásokra van utalva, a tojás minősége nagyfokú hatással lehet az utódok rátermettségére. A tojás képzése meglehetősen költséges folyamat, ezért ez egy proximális energetikai kényszert jelenthet a tojó számára (Martin 1987, Nager és van Noordwijk 1992, Monaghan és Nager 1997, Visser és Lessells 2001). A jó kondíciójú nőstények általában nagyobb tojásokat raknak, a tojás mérete pedig pozitív korrelációban áll a kelési sikerrel és az utódok túlélési valószínűségével (Williams 1994, Bernardo 1996b). A tojó a lipidek és fehérjék mellett különböző kisebb konentrációban előforduló biológiailag aktív anyagokat (“biomolekulákat”), például hormonokat, karotinoidokat, vitaminokat és immunglobulinokat is juttat a petesejtbe, melyek mind növelhetik a fiókák életképességét. Ezeknek az anyagoknak a tojásba juttatását szintén befolyásolhatják az aktuális környezeti körülmények, illetve a tojó kondíciója, egészségi állapota.

5

Ultimális stratégiák A különböző kényszerek mellett adaptív mechanizmusok is befolyásolhatják a tojások minőségét. A tojó szaporodási befektetését aszerint módosíthatja, hogy az adott szaporodási eseményből származó utódainak milyen a reproduktív értéke a jövőbeli utódok várható reproduktív értékéhez viszonyítva (Stearns 1992). A “differenciális allokáció” elmélet szerint a vonzó vagy jó genetikai minőségű hímmel párba állt nőstények többet fektetnek be a szaporodásba, mivel hím utódaik vonzereje, és ennek következtében várható szaporodási sikere nagyobb lesz, vagy pedig, mivel az utódok öröklik apjuk “jó génjeit”, és így jobb túlélési valószínűségűek lesznek (Burley 1986, 1988, Sheldon 2000). A hímtől származó genetikai előnyök, amelyek által az utódok (és a tojó) fitnesze megnő, valószínűleg ellensúlyozzák a tojó nagyobb szaporodási ráfordításának hátrányait. A szülői ráfordítás költségei közé tartozhat a megnövekedett mortalitás és a jövőbeli csökkent szaporodási siker (Gustafsson és Sutherland 1988, Clutton-Brock 1991). Azok a tojók tehát, amelyek többet fektetnek be a reprodukcióba, szelektív hátrányba kerülnek a többi tojóval szemben, hacsak nem kompenzálja valamilyen előny a nagyobb ráfordítást. Ilyen előny lehet többek között az utódok nagyobb életképessége, és az ebből származó fitnesz nyereség. Másrészről, a vonzó hímek fiainak feltehetően nagyobb lesz a szaporodási sikerük, ennél fogva a nősténynek megéri többet befektetnie a szaporodásba, ha vonzó hím a párja. A differenciális allokáció

elmélet

jóslatának

megfelelően tőkés récénél (Anas

platyrhynchos) és zebrapintynél (Taeniopygia guttata) kimutatták, hogy a preferált hímmel párba állt tojók nagyobb méretű tojásokat raktak, mint a kevésbé vonzó hímmel párba állt madarak (Cunningham és Russell 2000, Rutstein et al. 2004). Ennek megfelelően a tojók jobb életképességű utódokat produkáltak, ha vonzó volt a párjuk. Gil és munkatársai (1999, 2004, 2006) azt találták, hogy a zebrapinty, kanári (Serinus canaria) és füsti fecske (Hirundo rustica) tojók több tesztoszteront juttattak a vonzó hímtől származó tojásokba. A hím minősége füsti fecskénél ezenkívül a tojások immunglobulin koncentrációját is pozitívan befolyásolta (Saino et al. 2002a). Egy alternatív elmélet szerint a tojók inkább a gyengébb minőségű, például fiatal és tapasztalatlan, vagy kevésbé vonzó hím utódaiba fektetnek több tápanyagot, és így próbálják fokozni a hátrányba került utódok rátermettségét. Ezt a feltételezést eddig csak néhány vizsgálatban sikerült alátámasztani (Saino et al. 2002b, Michl et al. 2005).

6

A differenciális allokáció jóslatait többnyire a hím minőségét manipuláló kísérletekben tesztelik, mivel a hím minőségével együtt változhat például a territóriumának minősége is, amely szintén befolyásolhatja a tojó szaporodási befektetését (Sheldon 2000). Ezenkívül az asszortatív párosodás következtében előfordulhat, hogy a jó minőségű hímek olyan tojókkal állnak párba, melyek jobb szülői gondozást képesek nyújtani, és ez ugyancsak téves következtetésekhez vezethet. A kísérletes megközelítés azonban nem alkalmazható abban az esetben, ha nem ismert, mely hím jellegzetességet preferálják a nőstények. Ebben az esetben ugyanis elképzelhető, hogy a differenciális allokáció hiánya annak a következménye, hogy nem a megfelelő tulajdonság lett manipulálva. Kiindulási vizsgálatként tehát érdemes először fenotípusos korrelációkkal elemezni, van-e összefüggés a hím különböző fenotípusos bélyegei és a tojó szaporodási befektetése között. Fészekaljon belüli mintázatok Egy másik mechanizmus, amelyen keresztül a nőstény növelheti szaporodási sikerét, a tojások minőségének fészekaljon belüli variálása. Korábbi munkák kimutatták, hogy a tojó fészekaljon belül differenciális módon változtathatja a tojások méretét (Howe 1976, Slagsvold et al. 1984, Nilsson és Svensson 1993, Blair Bollinger 1994, Royle et al. 1999), illetve a sárgája szteroid hormon (Schwabl 1993, Lipar és Ketterson 2000, Groothuis és Schwabl 2002, Pilz et al. 2003), karotinoid (Royle et al. 2001, Hõrak et al. 2002, Saino et al. 2002b) és immunglobulin (Blount et al. 2002a, Saino et al. 2002a, Müller et al. 2004) koncentrációját, és ily módon javíthatja vagy leronthatja a fiókák életképességét a tojásrakási sorrend függvényében. A tojások minőségének fészekaljon belüli változatosságát egyrészt proximális kényszerek, másrészt adaptív anyai stratégia is okozhatja. Proximális kényszert jelenthet a naponta változó (növekvő vagy csökkenő) táplálékellátottság (Perrins 1970), az ingadozó hőmérséklet a tojásképzés időszakában (Magrath 1992), illetve a tojó belső készleteinek kimerülése (Pierotti és Bellrose 1986). Mindezek a hatások különböző fészekaljon belüli mintázatot eredményezhetnek a tojások makro- és mikrotápanyag tartalmában. A legtöbb fészeklakó madárfajnál a fiókák aszinkron kelnek annak következtében, hogy a tojó még az utolsó tojás lerakása előtt megkezdi a kotlást (Stoleson és Beissinger 1995, Stenning 1996). Mivel a kikelő fiókákat a szülők azonnal elkezdik etetni, az utódok között egy

7

méretbeli hierarchia alakul ki, amelyben a legfiatalabb, egyben legkisebb fióka kompetíciós hátrányba kerül testvéreihez képest (Blair Bollinger 1994, Price és Ydenberg 1995, Cotton et al. 1999, Viñuela 2000). A “fészekalj redukció” elmélet szerint a szülő a tojásrakáskor nem tudja megjósolni, milyen lesz a környezetnek a fiókanevelés időszakában várható minősége, így nem képes optimális fészekalj nagyságot produkálni. Abban az esetben, ha a táplálékkészlet nem elegendő ahhoz, hogy a teljes fészekaljat fel tudják nevelni, a legkisebb, utolsónak kelt fióka elpusztul, és ez testvérei túlélési valószínűségét növeli (Lack 1954). A tojó az utolsó fióka hátrányát tovább fokozhatja azzal, hogy kevesebb tápanyagot juttat az utolsó tojásba (Slagsvold et al. 1984, Williams et al. 1993, Schwabl et al. 1997, Hõrak et al. 2002). A hipotézis azt feltételezi, hogy az aszinkron kelés adaptív, ugyanis a méret rangsor hiányában a teljes fészekalj éhezne, és ezáltal a fiókák nagyobb hányada pusztulna el, illetve a túlélő utódok rosszabb kondícióban repülnének ki. Abban az esetben viszont, ha kedvezőbbek a körülmények, az utolsóként kelő fiókát is fel tudják nevelni a szülők, és így növelhetik szaporodási sikerüket. Ezzel ellentétben, amennyiben az aszinkron kelés nem egy adaptív stratégia, hanem valamilyen élettani vagy környezeti kényszer következménye (Stoleson és Beissinger 1995), a tojó megpróbálhatja enyhíteni a később kelő fiókák kompetitív hátrányát azáltal, hogy viszonylag több mikro- és makrotápanyagot juttat ezekbe a tojásokba (“fészekalj túlélés” hipotézis, Howe 1976, Clark és Wilson 1981, Slagsvold et al. 1984, Lipar et al. 1999). Ez az elmélet azt feltételezi, hogy a környezeti körülmények általában lehetővé teszik a teljes fészekalj felnevelését. Tojásméret Madaraknál a tojás mérete egy fontos életmenet komponens, mellyel az anya utódai fenotípusát befolyásolhatja (Bernardo 1996b, Mousseau és Fox 1998). A tojások méretében fajon belül rendkívül nagy változatosságot lehet tapasztalni, mely egyrészt genetikai, másrészt környezeti tényezőkre vezethető vissza, ezen belül is leggyakrabban a táplálékellátottság különbségeire. Általánosságban elmondható, hogy a nagyobb méretű tojások energiatartalma magasabb (Williams 1994), ezáltal a tojás mérete jól jelezheti a tojás minőségét. Számos vizsgálat kimutatta, hogy a tojások mérete és az utódok rátermettsége között pozitív összefüggés van (Clutton-Brock 1991, Williams 1994). A nagyobb tojásból származó fiókák

8

többnyire nagyobb méretűek vagy több tartalék tápanyaggal rendelkeznek, gyorsabban növekednek, valamint túlélési valószínűségük is jobb (pl. Parsons 1970, Galbraith 1988, Blomquist et al. 1997, Smith és Bruun 1998). Korábbi kutatások alapján úgy tűnik, hogy a tojásméret nagymértékben repetabilis egyeden belül, és a jelleg heritabilitása, vagyis a fenotípusos varianciának az a hányada, amely az additív genetikai varianciára vezethető vissza, szintén magas (Lessells et al. 1989, Potti 1999). A magas repetabilitás és heritabilitás hátterében azonban örökletes vagy konzisztens környezeti tényezők (pl. táplálékszerző képesség, territórium minősége, dominanciarang) is állhatnak, ezért fontos megvizsgálni, vajon a környezeti változók befolyásolják-e a tojásméretet. A tojó tömege vagy kondíciója számos tanulmányban pozitív kapcsolatban állt a tojások méretével (Galbraith 1988, Potti 1993, Smith et al. 1993). Ezenkívül kimutatták, hogy a tojó korával vagy tapasztaltságával is növekedhet a tojások mérete (Järvinen 1991, Hõrak et al. 1995). A környezeti tényezők közül a táplálékkészlet nagysága (Otto 1979, Galbraith 1988), a csapadékmennyiség (Ludvig 1993), illetve a hőmérséklet (Ojanen 1983b, Haftorn 1986, Järvinen 1991, Magrath 1992) bizonyos fajoknál hatással volt a tojásméretre. A kísérletes vizsgálatok kimenetelét azonban befolyásolhatja a kiegészítő táplálék típusa (Arnold 1994, Houston et al. 1995, Nager et al. 1997). Karotinoidok Elérhetőségük Az anyai hatások a tojássárgájába juttatott karotinoidokon keresztül is megjelenhetnek. A karotinoidok izoprénegységekből felépülő természetes pigmentek, melyeknek több mint 600 formájuk ismert (Britton 1995a). Többségük oxigén funkciós-csoporttal rendelkező oxikarotinoid (xantofillok), kisebb hányaduk egyszerű szénhidrogén (karotinok). Konjugált kettőskötésrendszerük gerjeszthetősége következtében a fényt

400-500 nm közötti

hullámhosszon elnyelik (sárga, narancssárga, piros szín), így az állatok gyakran használják őket a kültakaró színezésére, szociális és szexuális jelzésekre (pl. Hill 1990, Milinski és Bakker 1990, Houde és Torio 1992, Møller et al. 2000). A karotinoidok elsődleges forrásai a növények, melyekben az α- és β-karotin és a lutein a leggyakoribb karotinoid vegyület. A különböző herbivor rovarokat tekinthetjük a karotinoidok másodlagos forrásainak, a bennük

9

megtalálható pigmentek összetételét elsősorban a tápnövényük határozza meg (Goodwin 1984). A tengeri és édesvízi állatokban a kantaxantin és az echinenon nagy arányú előfordulása jellemző (Rodriguez et al. 1976). A karotinoidok hidrofób vegyületek, az állatok leginkább a májban, bőrben, izmokban és más zsírtartalmú szövetekben raktározzák őket (Furr és Clark 1997, Surai és Speake 1998, Negro et al. 2001). A tojássárgája jellegzetes narancssárga színéért is a karotinoidok a felelősek. A petesejt érése során nagymennyiségű karotinoid szabadul fel a májból és más raktárakból a véráramba, valószínűleg a megemelkedett ösztrogén szint következtében (Common és Bolton 1946). A karotinoidokat lipoproteinek szállítják a petefészekbe (Surai et al. 2001a), ahol a vérből a granulózasejtek közvetítésével jutnak át az ooplazmába. A sárga szik beépülése az FSH (follikulus stimuláló hormon) szint növekedésének a hatására következik be, az FSHreceptorok száma az ovulációt megelőző 2-3 napban lecsökken, a szik beépülése lelassul, majd megszűnik (Péczely 1987). A fejlődő embrió a szikzacskó membránon keresztül veszi fel a lipideket és más anyagokat a szikből, ahonnan ezután lipoprotein formában jutnak az embrionális keringésbe (Noble és Cocchi 1990). Házityúkon (Gallus gallus domesticus) kimutatták, hogy a kelést megelőző 2-3 napban történik az embrió legjelentősebb karotinoid felvétele (Surai et al. 1996, Surai és Speake 1998). A véráramból a lipoprotein lipáz enzimatikus lebontó tevékenysége után az embrió különböző szöveteibe, főképp az embrionális májba kerülnek a karotinoidok és a szállított zsíroldékony vitaminok (Surai és Speake 1998, Karadas et al. 2005a). Az állatok nem képesek de novo előállítani a karotinoid pigmenteket, hanem a táplálékukból veszik fel őket (Goodwin 1984). Következésképpen a tojássárgájában lévő karotinoid típusok összetétele és koncentrációja nagymértékben függ attól, hogy a nőstény milyen típusú és mennyiségű pigmentet vett fel a táplálékból (Blount et al. 2002b, Bortolotti et al. 2003, Royle et al. 2003, Biard et al. 2005, Karadas et al. 2005b). A különböző madárfajok eltérő táplálkozási módja és élőhelye tehát más karotinoid összetételű tojásokat eredményezhet. Ezenkívül a karotinoidok felszívásának, szállításának, átalakításának, illetve a szikbe juttatásának hatékonyságában megtalálható fajspecifikus különbségek is okozhatják a fajok között megjelenő eltéréseket a tojások karotinoid összetételében (Surai et al. 1998a, Surai et al. 2001b,c). Fontos tényező lehet az is, hogy a karotinoidok hányad része alakul át Avitaminná (Surai et al. 2001a). A madarak a leghatékonyabban a xantofillokat tudják a táplálékból felszívni, ezen belül házityúknál - és valószínűleg több más fajnál is – a zeaxantin

10

és a lutein felszívódása és a tojásba való átjutása a leghatékonyabb (Goodwin 1984, Surai et al. 2001a). A karotinoidok a vékonybélből történő felszívódás után a portomikronnak nevezett lipoproteinek részeiként a portális keringésen keresztül a májba jutnak, majd onnan a különböző szövetekbe (Surai et al. 2001a). A felszívott karotinoidok egy része a nőstény szervezetében specifikus enzimek segítségével átalakul, módosul (Schiedt et al. 1985, Brush 1990), más részük változatlan formában jut át a tojássárgájába. Elképzelhető, hogy a sárgájában lévő karotinoidok típusait és mennyiségét az is befolyásolja, hogy az embriónak milyen mértékű antioxidáns védelemre van szüksége fejlődése során. A legtöbb ismerettel (érthető módon) a házityúk tojássárgájának pigment összetételéről rendelkezünk, vadmadár fajokkal kapcsolatban még elég korlátozott a tudásunk. A házityúk tojásában a lutein és a zeaxantin a domináns pigment, ezenkívül nagy mennyiségű kantaxantint és β-kriptoxantint tudtak kimutatni (Matsuno et al. 1986, Schaeffer et al. 1988). A β-karotin – bár a házityúk táplálékában nagy mennyiségben fordul elő – szinte teljesen hiányzik a tojássárgájából, egyrészt a gyenge felszívódási hatékonyság miatt, másrészt, mivel nagy része még a bélben átalakul A-vitaminná. Ezzel ellentétben más fajoknál (elsősorban vízimadaraknál) meglehetősen magas β-karotin szintet mutattak ki (Rodriguez et al. 1976, Surai et al. 2001b,c, Blount et al. 2002b). Énekesmadarak közül négy faj tojássárgájának karotinoid összetételéről rendelkezünk adatokkal: széncinege (Parus major, Partali et al. 1987, Hõrak et al. 2002), kék cinege (Parus caeruleus, Biard et al. 2005), fogságban tartott zebrapinty (McGraw et al. 2002, Royle et al. 2003), valamint füsti fecske (Saino et al. 2002b). Mindazonáltal ezekből az eredményből nem lehet minden madárfajra vonatkozó általánosítást levonni, hiszen a sárgájában lévő pigmentek összetételében és koncentrációjában jelentős különbségek lehetnek még közeli rokon fajok között is (Surai et al. 2001 b,c). A karotinoidok feltételezhetően limitált források a természetben (Olson és Owens 1998, Møller et al. 2000), ezért a tojó számára költséggel jár, hogy a tojásokba juttatja ezeket a komponenseket, és így meggyengíti a saját antioxidáns védelmét és immunrendszerét. A tojó szaporodási befektetésének mértékét egyrészt saját minősége, másrészt a környezeti tényezők is alakíthatják. A tojássárgája karotinoid szintje változhat a táplálékelérhetőségnek (Blount et al. 2002a,b), a tojásrakás előtti környezeti hőmérsékletnek (Saino et al. 2004), és a költő terület minőségének (Hõrak et al. 2002) függvényében. A karotinoidok elérhetőségét nemcsak a környezet korlátozhatja, hanem a limitáció a fogyasztás után is felléphet. Ezt megszabhatja az egyed egészségi állapotától függő antioxidáns szükséglet (Thompson et al. 1997, Figuerola

11

et al. 1999, Saino et al. 2002b), illetve az élőlény genotípusa (Hill 1991, McGraw et al. 2003) és kondíciója (Hill és Montgomerie 1994, Hill 2000). Ezenkívül az anyai szociális környezet is hatást gyakorolhat a tojássárgája karotinoid tartalmára (Verboven et al. 2005). Magas denzitáson a költő territóriumra több madár is betolakodhat, ez pedig agresszív interakcióhoz vezethet a tojók között, amely megemelheti a vérplazma tesztoszteron szintjét (Wingfield 1994, Mazuc et al. 2003). A szteroidokról ismert, hogy gátolják az antioxidáns enzimek működését, és közvetlenül is okozhatnak oxidatív stresszt (Grossman 1984, Råberg et al. 1998, von Schantz et al. 1999). Ennek következtében lecsökkenhet a tojóban a tojásba juttatható antioxidánsok mennyisége. Másrészt az is elképzelhető, hogy egy nagy egyedsűrűségű területen a karotinoidokban gazdag táplálékért folytatott versengés felerősödik, és így az egyes tojók kevesebb karotinoid pigmenthez jutnak hozzá. Lehetséges azonban az is, hogy a tesztoszteron és az antioxidánsok depozíciója pozitív kapcsolatban áll egymással, mivel az utóbbiak ellensúlyozhatják a szteroid hormonok lehetséges káros hatásait. Amennyiben a karotinoidokat az állatok számára limitált forrásnak tekintjük, várhatóan a sárgája karotinoid koncentrációja fajon belül is változni fog a különböző szaporodási időszakok és eltérő minőségű költőhelyek között. Azonban ez idáig a sárgája karotinoid koncentrációjának fajon belüli variabilitását csak egy vizsgálatban tanulmányozták (Hõrak et al. 2002). A legtöbb esetben egy adott madárfaj tojássárgájának karotinoid összetételére és koncentrációjára vonatkozó adatok egy évből és egy populációból származnak. Vizsgálatom azért is egyedülálló, mivel ugyanabban a vadmadár populációban a tojássárgája karotinoid összetételének időbeli variabilitását határoztam meg. Eredményeim képet adhatnak arról, hogy egy vadmadár fajnál a sárgája karotinoid összetétele mennyire rögzített vagy flexibilis különböző környezeti körülmények között. Ezek az eredményekből pedig következtethetünk arra, hogy a karotinoid elérhetősége a természetben limitált-e. Funkcióik A fejlődő madárembrió az energiaigényét főként a lipidekben gazdag szikből felvett zsírsavak oxidációjából fedezi (Noble és Cocchi 1990). A többszörösen telítetlen zsírsavak jelenléte az embrionális szöveteket különösen érzékennyé teszi a lipid peroxidációra (Surai et al. 1996). A madárembriók és a fiókák gyorsan növekvő szervezetek, a gyors anyagcsere melléktermékeként pedig nagy mennyiségű szabad gyök és más reaktív oxigén származék

12

keletkezik, melyek károsíthatják a DNS-t, a zsírokat és a fehérjéket (Chapple 1997, von Schantz et al. 1999). Az oxidatív roncsolás következtében a sejtmembrán tulajdonságai (fluiditás, flexibilitás) és a sejt funkciói károsodhatnak, ezenkívül a DNS-törések következtében mutációk is kialakulhatnak. Az antioxidáns rendszer feladata, hogy a madár sérülékeny szöveteit megvédje az oxidatív roncsolástól, főként a kelés és korai fejlődés érzékeny időszakában. Az antioxidánsok első csoportjába azok a komponensek tartoznak, melyeket az embrió maga állít elő: ilyenek az antioxidáns enzimek (szuperoxid-dizmutáz, glutation-peroxidáz, kataláz), és az aszkorbinsav (Surai et al. 1996, Surai 1999). A második csoportba azokat sorolhatjuk, melyek a tojásképzés során az anya vérkeringéséből kerülnek át a szikanyagba: ilyenek a zsíroldékony karotinoidok, az A-vitamin és az E-vitamin (Gaál et al. 1995, Surai et al. 1996). Keléskor a fiókák áttérnek tüdőlégzésre, ezáltal jelentős mennyiségű oxigént vesznek fel, illetve az anyagcsere rátájuk is megnő (Starck és Ricklefs 1998), mindezek pedig hatékony antioxidáns védelmet tesznek szükségessé. A karotinoidok hatékonyan távolítják el a reaktív oxigén molekulákat a szövetekből, semlegesítik a szabad gyököket, illetve megakadályozzák a megindult szabad gyökös láncreakciók terjedését, így a peroxidatív károsodás ellen védelmet nyújtanak (Krinsky 1993, Edge et al. 1997). A különböző karotinoid típusok antioxidációs hatékonyságában azonban különbség lehet, amelyet leginkább a kettős kötések száma, a funkciós csoport jellege (keto vagy hidroxil), és a kromofór lánc hossza befolyásol, amely a fényelnyelés hullámhosszát is megszabja (Britton 1995a, Miller et al. 1996, Edge et al. 1997, Mortensen és Skibsted 1997). A karotinoidoknak az immunválasz szabályozásában és stimulálásában is fontos szerepük van. Serkentik a lymphocyták proliferációját, a citotoxikus T-sejtek és a macrophagok aktivitását, ezenkívül különböző cytokinek és interleukinek termelődését is fokozzák (Bendich 1989, Haq et al. 1996, Blount et al. 2003, Chew és Park 2004). Az antigének elleni védekezés során bizonyos fehérvérsejtek oxidatív gyököket termelnek, amelyeknek a feleslegét eltávolítva a karotinoidok biztosítják a fehérvérsejtek védelmét, ezáltal az immunrendszer hatékony működését

(Bendich 1989).

A karotinoid

típusok

immunválasz-serkentő

aktivitásában szintén lehetnek különbségek, a β-karotin tűnik az egyik leghatékonyabb immunstimulánsnak (Haq et al. 1996). Saino és munkatársai (2003) kísérletének eredményei azt mutatták, hogy a magasabb karotinoid tartalmú tojásból kikelt füsti fecske fiókák celluláris immunválasza intenzívebb volt, ezenkívül kék cinegénél megfigyelték, hogy a magasabb tojás

13

karotinoid szint elősegíti az immunrendszer gyorsabb érését (Biard et al. 2005). A karotinoid pigmentek egyéb feladataik közé tartozik a sejtdifferenciáció, proliferáció és morfogenezis szabályozása (Bertram 2004), bizonyos típusok pedig az A-vitamin előanyagaként is szolgálnak (Surai et al. 2001a). Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy az egyes karotinoid típusok eloszlása a különböző embrionális szövetek között eltér (Surai és Speake 1998, Surai et al. 2001c, Koutsos et al. 2003). Ez az eredmény azt sugallja, hogy az egyes karotinoidok élettani funkciója eltérő lehet. Koutsos és munkatársai (2003) házityúknál azt találták, hogy azok az egyedek melyeknek az embrionális fejlődés során nagy mennyiségű karotinoid került a szervezetébe, később hatékonyabban tudták felszívni és a szöveteikbe (pl. bőr, csőr, tollak) juttatni ezeket a pigmenteket, mely mind a fióka túléléséhez (Lyon et al. 1994, Saino et al. 2000), mind a jövőbeli szaporodás sikeréhez fontos lehet (Hamilton és Zuk 1982, Møller et al. 2000). Zebrapintynél kimutatták, hogy a magasabb karotinoid szintű tojásból származó fiókák kelési és kirepülési sikere jobb volt (McGraw et al. 2005), bár kék cinegénél ilyen összefüggést nem tudtak megfigyelni (Biard et al. 2005). A magasabb karotinoid koncentráció elősegítheti a fiókák gyorsabb növekedését azáltal, hogy a gyors anyagcsere következtében kialakuló oxidatív stresszt csökkenti, és így megvédi a sejteket. Azonban mind ez idáig egy vizsgálatban sem sikerült kimutatni, hogy a tojássárgájában lévő karotinoidok mennyisége befolyásolná a fióka tömegét (Saino et al. 2003, Biard et al. 2005, McGraw et al. 2005), bár a karotinoidok testméretre gyakorolt hatását kék cinegénél kimutatták (Biard et al. 2005). A korai fiókakorban adagolt karotinoid kiegészítő táplálék szintén nem befolyásolta a fiókák kondícióját, csüd- és evezőtollhosszát (Fitze et al. 2003). Vitaminok A tojássárgája egyéb fontos komponensei közé tartoznak a zsírban oldódó vitaminok. Az Evitamin (α-tokoferol) hatékony antioxidáns (Chew 1995, Woodall et al. 1996, Surai et al. 1999), ezenkívül az immunvédelemben, az immunválasz serkentésében is fontos szerepe van (Haq et al. 1996, Meydani és Beharka 1996). Úgy tűnik, hogy a β-karotinnal együttesen hatékonyabb védelmet biztosítanak a káros lipid-peroxidáció ellen (Palozza és Krinsky 1992, Böhm et al. 1997). A két antioxidáns interakciója fontos lehet, mivel elképzelhető, hogy kis koncentrációjuknál fogva, külön-külön egyikük sem képes megfelelően ellátni a sejtek

14

védelmét. Szinergista kapcsolatuk a fertőzések elleni védekezésben, az immunválasz serkentésében is kimutatható (Tengerdy et al. 1990, Haq et al. 1996). A szikben lévő Evitamin legnagyobb részt az embrionális májba kerül át, illetve kis mennyisége az agyba jut (Surai et al. 1996, 1999), ahol az antioxidáns védelem ellátásában van fontos szerepe (itt karotinoidok nem fordulnak elő). Hiánya következtében csökkent kelési siker, illetve embriópusztulás is előfordulhat (Marsh et al. 1986, Wilson 1997). A tojásokba kerülő Evitamin sokszor meghaladja a nőstény raktáraiban (elsősorban a májban) lévő mennyiséget (Surai et al. 1998b), ennek alapján fontos, hogy a tojó folyamatos E-vitamin utánpótláshoz tudjon hozzáférni. A tojássárgájában lévő másik fontos zsírban oldódó vitamin az A-vitamin (retinol), amely nagyrészt a β-karotin átalakulásával képződik (Surai et al. 2001a). Az A-vitamin antioxidánsként is működik (Olson 1993), emellett fontos szerepe van a látás, a szaporodás és a keratinizáció megfelelő működésének biztosításában (Gerster 1997). Ezenkívül a sejtdifferenciáció és proliferáció szabályozásában, illetve az immunfunkciók serkentésében is részt vesz (Gerster 1997, Semba 1998, Zile 2004). Házityúkon végzett vizsgálatokban kimutatták, hogy a tojó mája (az E-vitamintól eltérően) akár 100 tojáshoz elegendő A-vitamint is képes raktározni (Surai et al. 1998b). Ennek megfelelően nem valószínű, hogy a tojásképzés során limitált forrásnak számítana. A túl magas A-vitamin szint viszont mérgezéshez, csökkent immunvédelemhez, és embriópusztuláshoz is vezethet (March et al. 1972, Friedman és Sklan 1997, Wilson 1997). Kimutatták, hogy nagy mennyiségű A-vitamin hatására az E-vitamin és a karotinoidok abszorpciója csökken, és mind a tojó májában, mind a tojássárgájában kisebb koncentrációban jelennek meg (Surai et al. 1998b). Ezenkívül az aszkorbinsav és az antioxidáns enzimek szintézisében és aktivitásában is csökkenést lehetett kimutatni (Surai et al. 1998b, 2000). Nagy mennyiségű A-vitamin hatására tehát az embrió antioxidáns védelme számottevően gyengülhet. Immunglobulinok Az

immunglobulinok

ellenanyag

aktivitással

rendelkező

fehérjék

(ellenanyagok,

antitestek), melyek négy polipeptid alegységből épülnek fel. Az immunglobulin-molekula Yalakú, a négy polipeptid közül kettő rövidebb és könnyebb, ezeket L-láncnak (könnyű lánc, light chain) nevezzük, a másik kettő hosszabb és nehezebb, ezek a H-láncok (nehéz lánc,

15

heavy chain). A láncokat diszulfid hidak tartják össze. Az “Y” ágainak végeit Fab-résznek (fragment antigen binding) hívják, amely a nehéz és könnyű lánc egy-egy variabilis és konstans doménjéből áll és együttesen alkotja egy idegen molekula (antigén) kötő helyét. A két variabilis domén a neki megfelelő antigént ismeri fel. Az “Y” alapját képező Fc-rész (fragment crystallizable) két nehéz láncból áll, e rész variációi alapján az immunglobulinok osztályokba (izotípusok) sorolhatók (IgG, IgA, IgE, IgM, IgD). A szervezetben található immunglobulinok az antigének rendkívül széles körét képesek megkötni. A variabilis régió diverzitását az ún. szomatikus rekombináció hozza létre, amelynek során bizonyos gének szinte végtelen kombináció révén kapcsolódnak. Az immunglobulinok a B-lymphocyták sejtmembránján helyezkednek el mint felszíni receptorok, majd antigén stimulus hatására a megfelelő specificitású immunglobulinokat képző Blymphocyták plazmasejtekké alakulnak, felszaporodnak, és szabad formában a véráramba ürítik az immunglobulinokat (humorális immunválasz). A szervezet számtalan egymástól eltérő B-lymphocytát állít elő, melyek közül minden egyes sejtvonalnak egyedi antigén felismerő receptora van, amely egyfajta epitópot (antigén speciális részét) ismer fel. Az IgG a legnagyobb mennyiségben előforduló immunglobulin, mely fontos szerepet játszik a kórokozók (főként vírusok és fehérje antigének) semlegesítésében azáltal, hogy az antigénhez kötődve különböző mechanizmusokat indít el, így többek között a falósejtek (macrophagok és heterophil granulocyták) által végzett fagocitózist, a komplement rendszer aktiválásával kiváltott lízist, valamint a citotoxikus T-sejtek közvetítette citotoxikus reakciót (Pastoret et al. 1998). A madarak immunrendszerével kapcsolatban sokkal kevesebb ismerettel rendelkezünk, mint az ember, vagy más emlősök (pl. egér, patkány) immunrendszeréről. Fontos különbség, hogy az emlősöktől eltérően a madaraknál a B-lymphocyták nem a csontvelőben, hanem a kloáka közelében található Bursa Fabriciiben érnek. A madár IgG eltér az emlősök IgG-jétől, mivel eggyel több polipeptid egységgel rendelkezik, így a nehéz lánc nagyobb molekulasúlyú (Apanius 1998). Mivel valószínűsíthető, hogy a madarak és emlősök IgG-je nem homológ egymással, ezért a madár immunoglobulin G-t IgY-nak is szokták nevezni. A harmadik jelentős különbség, hogy míg az emlősöknél a variabilis régió diverzitását szomatikus hipermutációk és a gének átrendeződése hozza létre, addig madaraknál elsősorban gén konverzió (intrakromoszomális rekombináció) felelős ezért (Apanius 1998).

16

A tojásból kikelt madarak immunrendszere még fejletlen, és eleinte nem képesek antitesteket termelni (Apanius 1998, Pastoret et al. 1998), ezért a fiókák különösen ki vannak téve a fertőzés veszélyének. A tojó a tojásfehérjébe lizozimet, a veleszületett immunitás egyik fontos antibakteriális komponensét (Triszka 1994, Saino et al. 2002c), a petesejt szikanyagába pedig immunglobulinokat juttat a keringéséből (Kowalczyk et al. 1985), melyek passzív immunvédelmet biztosítanak a fiókák számára. Ezeknek az anyagoknak a tojásba juttatásával az anya nem-genetikai úton adaptív módon befolyásolhatja utódai fenotípusát (Grindstaff et al. 2003). A tojássárgájába szinte kizárólag IgG jut át, míg a tojásfehérjébe kis mennyiségben IgA és IgM kerül (Rose et al. 1974). Házityúknál kimutatták, hogy a csibék plazma IgG szintje kelés után gyorsan csökken, azonban nagyjából 6 napos kortól kezdve az utód endogén immunglobulin termelése megindul, és 14 naposan már döntő többségben saját IgG található a véráramban (Patterson et al. 1962, Lawrence et al. 1981). Fészeklakó madarak immunrendszerének fejlődését kevéssé vizsgálták eddig, azonban feltehetően itt is 7-10 napos kor körül indul meg a saját ellenanyag termelés (Apanius 1998). Szarkánál (Pica pica) kimutatták, hogy a 8-10 napos fióka vérplazma immunglobulin szintje 30-szorosa volt a keléskori értéknek, majd kirepülésre (20. nap) 80-szorosára nőtt ez az érték, ami arra utal, hogy számottevő antitest termelés tapasztalható a fiókáknál (Pihlaja et al. 2006). Feltehetően az anyai eredetű antitestek átadása az utódoknak meglehetősen előnyös folyamat, hiszen ezáltal csökkenhet az utódok érzékenysége az adott élőhelyen előforduló kórokozókkal szemben. A fiókák védekező képessége számottevően megnő, ugyanis az immunrendszerük már a kórokozóval való első találkozáskor képes a hatékony és antigénspecifikus szerzett immunválaszt alkalmazni (Fadly és Nazerian 1989, Graczyk et al. 1994, Smith et al. 1994, Gasparini et al. 2001). Az anyai antitestek azután is kifejthetik hatásukat a fióka rátermettségére, miután eltűntek a keringésből, azáltal, hogy befolyásolják a fejlődési rátát, illetve az utód immunrendszerének hatékonyságát (Carlier és Truyens 1995, Lemke és Lange 1999, Buechler et al. 2002, Lozano és Ydenberg 2002). Másrészről, nagyon magas koncentrációban az anyai immunglobulinoknak blokkoló hatásuk is lehet oly módon, hogy az antigének kötőhelyeihez kapcsolódnak, és így gátolják a fióka saját immunsejtjeinek aktiválódását (Carlier és Truyens 1995). Következésképpen fontos, hogy az anyai antitestek egyrészt védelmet nyújtsanak, másrészt lehetővé tegyék az utód immunsejtjeinek differenciálódását is.

17

Mindazonáltal ez az anyai befektetés valószínűleg energetikai költséget is rejt magában, ugyanis tojásképzés során a tojónak az antitest termelését meg kell emelnie (Klasing 1998, Saino et al. 2001a), és az immunválasz kialakulása jelentős mennyiségű fehérjét és egyéb tápanyagot igényel (Sklan et al. 1994, Sheldon és Verhulst 1996, Klasing 1998, Lochmiller és Deerenberg 2000). Ennek következtében a gyenge kondíciójú madarak a tápanyagok limitáltsága miatt csak korlátozott mennyiségű immunglobulint juttathatnak a tojásokba (Grindstaff et al. 2003). Ezenkívül számos más tényező is befolyásolhatja a tojásba kerülő antitestek mennyiségét, például az anya kora (Barua et al. 1998), egészségi állapota (Smith et al. 1994, Gasparini et al. 2001, Blount et al. 2002a, Buechler et al. 2002), a környezeti tényezők (Müller et al. 2004), a tojó párjának minősége vagy vonzereje (Saino et al. 2002a), illetve a tojások lerakási sorrendje (Blount et al. 2002a, Saino et al. 2002a, Müller et al. 2004).

CÉLKITŰZÉSEK Az életmenet változók evolúcióját egyrészt fenotípusos korrelációkkal, másrészt kísérletes megközelítéssel lehet vizsgálni. Dolgozatomban a korrelatív megközelítést alkalmaztam, melynek hátránya, hogy a forráskészlet eloszlása nem random az egyedek között, így az egyedi optimalizáció következtében “trade-off”-ok mérésére nem megfelelő a módszer (van Noordwijk és de Jong 1986). Vizsgálatom célja ezért inkább egy leíró jellegű munka elkészítése volt, annak a felderítése, hogy a szülők tulajdonságai, a környezeti körülmények, illetve a tojások lerakási sorrendjének ismeretében megjósolható-e a tojások minősége (tojásméret, sárgája karotinoid, vitamin és immunglobulin koncentrációja) egy vadon élő énekesmadárnál, az örvös légykapónál (Ficedula albicollis Temm.), valamint a kapott összefüggések hátterében milyen proximális kényszerek, illetve adaptív stratégiák állhatnak. Három főbb elmélet predikcióinak érvényesülését vizsgáltam korrelatív eszközökkel: 1) proximális kényszerek (táplálékellátottság, átlaghőmérséklet, költéskezdés időpontja, költési denzitás, tojó kondíciója és egészségi állapota), 2) differenciális allokáció a hím minőségétől (tollazati bélyegek, kor, testméret) függően, és 3) a fiókák aszinkron kelésének következtében kialakuló kompetitív különbségek felerősítése vagy enyhítése fészekaljon belül. Ezenkívül vizsgáltam az egyes tojáskomponensek közötti lehetséges kapcsolatokat is. Feltételezésem szerint amennyiben a környezeti viszonyok kedvezőbbek, illetve a tojó jobb kondíciójú, akkor a lerakott tojások nagyobb méretűek, illetve magasabb karotinoid és 18

immunglobulin koncentrációjúak lesznek. Mivel az idősebb madarak táplálékszerző képessége általában jobb (Nur 1984, Nol és Smith 1987), illetve várhatóan fokozzák szaporodási befektetésüket a csökkenő túlélési esély következtében (“végső befektetés” elmélet, Pianka és Parker 1975, Curio 1983, Pärt et al. 1992), azt vártam, hogy az idősebb tojók többet fektetnek be a szaporodásba. Továbbá valószínűnek tartottam, hogy a magasabb plazma karotinoid szinttel rendelkező madarak nagyobb immunglobulin koncentrációjú tojást raknak majd, ugyanis a karotinoidok megvédik a fehérvérsejteket a szabad gyökök káros hatásaitól, és az immunválasz serkentésében is fontos szerepük van (lásd Bevezetés). Ezenkívül, a differenciális allokáció elméletével összhangban feltételeztem, hogy a tojó a hím minőségének (kor, testméret, homlokfolt- és szárnyfoltméret) függvényében módosítja majd a befektetését a tojásokba oly módon, hogy a jobb minőségű vagy vonzóbb hím utódait több tápanyaggal, illetve karotinoiddal és immunglobulinnal látja el, vagy éppen a gyengébb minőségű hím utódait segíti jobban, hasonlóan a tojás szteroidokra kapott eredményekhez (Michl et al. 2005). Az egyes karotinoid típusok közötti élettani diszkrimináció jelenlétének megállapításához a különböző típusok közötti kapcsolatokat elemeztem. A negatív korreláció diszkriminációra utalhat, bár a pozitív kapcsolat jelenléte sem zárja ki a felszívott karotinoidok szelektív anyagcseréjét. Végül azt jósoltam, hogy a tojások minősége fészekaljon belül növekedni fog, összhangban korábbi eredményeinkkel, melyek szerint az örvös légykapó az utolsónak kelő fiókát segítő anyai stratégiát folytat (Rosivall et al. 2005a).

MÓDSZEREK Kutatási terület és vizsgált faj A kutatási terület a Duna-Ipoly Nemzeti Park területén, a Pilis-Visegrádi-hegység keleti részén, Budapesttől 40 km-re található (47°43′É, 19°01′K). A terület vegetációja kezelt gyertyános-tölgyes (Querco petraeae-Carpinetum), a fák átlagos életkora 70-80 év. Az uralkodó fafaj a kocsánytalan tölgy (Quercus petraea) és a csertölgy (Quercus cerris), a korábbi ritkítások miatt a gyertyán (Carpinus betulus) állománya nem számottevő. A mintegy 100 hektárnyi területen, mely nagy részén 1990-től nem végeznek erdőgazdálkodási tevékenységet, a nyolcvanas évek eleje óta történik költési adatgyűjtés. A területen közel 800 fészekodú lett kihelyezve nagyjából négyzethálós elrendezésben, egymástól 20-30 m 19

távolságra (Török és Tóth 1988). Az odúk 80-90%-ában rendszeresen költ három énekesmadárfaj: a leggyakoribb az örvös légykapó, kisebb számban telepszik meg a széncinege és a kék cinege. Néha előfordul még csuszka (Sitta europea) és barátcinege (Parus palustris) is. Az örvös légykapó Közép-, Kelet- és Dél-Európa lomberdeinek és fenyveseinek egyik leggyakoribb odúban költő, kisméretű, rovarevő énekesmadara (Muscicapidae család). A faj a közeli rokon kormos légykapóval (Ficedula hypoleuca) együtt a viselkedésökológiai kutatásokban legintenzívebben vizsgált madárfajok közé tartozik. Ennek részben az az oka, hogy a mesterséges költőodúkat preferálja a természetessel szemben (Gustafsson 1988), és így fészkei könnyen megtalálhatók, ellenőrizhetők, illetve a viszonylag nagy költéssűrűség következtében sok adat gyűjthető. Másrészt, a faj költési területhűsége nagy (Könczey et al. 1992), ezért az egyedek több éven át nyomon követhetők, így az élettartam alatti szaporodási sikerük jól becsülhető. A hímek hátoldala fekete, hasoldaluk és nyakörvük fehér, ezenkívül feltűnő fehér homlokés szárnyfolttal rendelkeznek. A tojók barnásszürkék, hasoldaluk világos, nincs homlokfoltjuk, de a szubadult hímekével megegyező méretű szárnyfolt náluk is megtalálható. Táplálékuk nagy részét a pókok (pl. Aranidae, Thomisidae), hernyók (pl. Noctuidae, Geometridae) és poloskák (pl. Miridae) teszik ki, ezenkívül gyorsan mozgó kétszárnyúakra (Diptera) is vadásznak (Török 1986). Telepeinkre április közepén érkeznek meg közép-, illetve dél-afrikai telelőterületükről. Az adult (legalább 2 éves) hímek jelennek meg elsőként, azonnal territóriumot foglalnak (amely ennél a fajnál az odú és közvetlen környezete), majd a később érkező tojók odút (hímet) választanak, és hozzákezdenek a fészeképítéshez. A szubadult (1 éves) hímek rendszerint később érkeznek meg, általában a szaporodási időszak második felében költenek (Hegyi et al. 2006a), és gyengébb minőségű odút sikerül csak elfoglalniuk. A párkapcsolat tipikus monogámia, bár az esetek 6-10%-ában poligínia is előfordul (Török et al. 1998, Garamszegi et al. 2004a). Ezenkívül gyakori jelenség a páron kívüli párosodás is: a hazai populációban körülbelül a fészkek 30%-ában található idegen hímtől származó fióka (Garamszegi et al. 2004b). Áprilistól júniusig folyamatosan kezdenek költeni a párok, a tojó 57 tojást rak, melyekből 12-14 napos inkubáció után kelnek ki a fiókák. A fiókák etetésében mindkét szülő részt vesz, de a szerepek az utódok korával változnak (Michl et al. 2000), mivel az első napokban csak a tojó melegíti az ektotherm fiókákat. A fiatalok 14-15 naposan repülnek ki, a szülők ezután elhagyják a területet, másodköltés gyakorlatilag nincs.

20

Az örvös légykapó hímek fehér homlokfoltja a téli szálláshelyen lezajló részleges vedlés során alakul ki. Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a nagyobb homlokfoltú hímek nagyobb valószínűséggel lesznek poligámok (Gustafsson et al. 1995, Török et al. 1999), és a saját fészkükön belüli apaságuk mértéke is nagyobb (Sheldon és Ellegren 1999, Michl et al. 2002). Ezenkívül korábbi eredményeink alapján úgy tűnik, hogy azoknak a hímeknek, melyeknek több utódjuk tér vissza szaporodni, vagyis nagyobb az élettartam alatti szaporodási sikerük, nagyobb területű a homlokfoltjuk (Herényi et al. 2004). Egy svédországi populációban elvégzett kutatások arra utalnak, hogy a homlokfolt mérete kondíciófüggő, és mind a fiókakori környezet (Gustafsson et al. 1995), mind a hím előző évi szaporodási ráfordítása (Gustafsson et al. 1995, Sheldon et al. 1997, Qvarnström 1999) befolyásolja. Ezzel ellentétben, a hazai populációban a homlokfolt mérete és a hím kondíciója között nem lehetett kapcsolatot találni (Hegyi et al. 2002, 2006a). A homlokfolt méretét meghatározó tényezőkön túl eltérés mutatkozik a két populáció között a folt szerepében is. Míg a svéd populációban azt találták, hogy a tojó nagyobb arányban produkál hím utódokat, ha nagyobb homlokfoltú – és egyben jobb kondíciójú - a párja (Ellegren et al. 1996), a pilisi populációban nem lehetett kimutatni ivararány manipulációt a homlokfolt függvényében (Rosivall et al. 2004). Egy másik fontos, szexuálisan szelektált jelleg az elsőrendű evezőkön lévő fehér foltokból kialakult szárnyfolt, mely a költés utáni nyári teljes vedlés során alakul ki. Mérete korfüggő: az egy éves hímeknél nagyjából feleakkora, mint az idősebbeknél (Svensson 1992). A kompetíciós képesség és a szárnyfolt mérete között nem találtak összefüggést a svéd populációban (Pärt és Qvarnström 1997), azonban a hazai vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy a nagyobb szárnyfoltú egyedek sikeresebbek a költőhelyekért folytatott versengésben a kisebb szárnyfoltúakkal szemben (Garamszegi et al. 2006). A svéd kutatások azt mutatták, hogy a kísérletesen megnövelt szülői ráfordítás hatására a szárnyfolt mérete – a homlokfoltétól eltérően – a következő évben nem változott (Sheldon és Ellegren 1999), illetve a táplálékellátottság sem hatott rá (Garant et al. 2004), ami arra utal, hogy a madár kondíciója valószínűleg nem befolyásolja a szárnyfolt méretét. A mi populációnkban ezzel ellentétben azt találták, hogy a fehér szárnyfolt mérete kondíciófüggő, és a hím túlélési valószínűségét megbízhatóan jósolja (Török et al. 2003). A hímek minőségét az egyed kora is jelezheti. Számos fajnál kimutatták, hogy a tojók az idősebb hímeket preferálják a fiatalokkal szemben (Brooks és Kemp 2001). Az egyik lehetséges magyarázat szerint az idősebb madarak hosszabb túlélésük alapján valószínűleg jó

21

genetikai minőségűek, és így az utódok a túléléshez “jó géneket” örökölhetnek tőlük (Manning 1985, Kokko és Lindström 1996). Egy másik elmélet szerint az idősebb hímeket a nőstények a tőlük származó fenotípusos előnyök miatt preferálják, ilyen lehet a jobb minőségű territórium, vagy a jobb szülői gondozás (Curio 1983, Forslund és Pärt 1995, Sætre et al. 1995). A pilisi örvös légykapó populációban végzett fészekaljcserés vizsgálatok eredményei szerint a fiatal hímtől származó utódok lassabban fejlődnek, kisebb méretűek és gyengébb kondíciójúak kirepüléskor (Hegyi et al. 2006b). A fiókák fejlődési üteme a nevelő hím korától független volt, ez pedig azt sugallja, hogy nem a szülői gondozás mértéke, hanem a genetikai minőség tért el a két korcsoport között. A madarak morfológiai mérései A nőstényeket az odúnyílásban elhelyezett csapóajtós csapdával fogtuk meg a kotlási időszakban, a hímeket pedig az udvarlás, illetve a fiókaetetés periódusában. A madarak csüdhosszát (a továbbiakban: “tarzuszhossz”), és hímeknél a homlok- és szárnyfoltméretet tolómérővel mértük (0,1 mm pontossággal), tömegüket Pesola rugós-erőmérővel határoztuk meg (0,1 g pontossággal). A tojók kondícióját a tömeg és a tarzuszhossz lineáris regressziójának reziduálisai alapján becsültem. Ugyanazoknak a madaraknak ismételt mérései azt mutatták, hogy az inkubálás alatti kondíció szignifikánsan korrelál a fészeképítés, illetve a fióka nevelés alatti kondícióval (fészeképítés alatt: r = 0,62, n = 14, P = 0,017; fiókanevelés alatt: r = 0,63, n = 13, P = 0,021), és más vizsgáltok eredményei (Ots et al. 1998) is azt támasztják alá, hogy a reziduális tömeget időben viszonylag állandó jellegnek lehet tekinteni. Ezért, jóllehet a tojókat a kotlás alatt, és nem a tojásrakás alatt mértük (amely azzal a veszéllyel járt volna, hogy a madár otthagyja a fészkét), azt feltételezem, hogy a kotlás alatti kondíció szoros összefüggésben áll a tojásképzés alattival. A homlokfolt méretét a folt legnagyobb szélességének és hosszúságának összeszorzásával kaptuk meg (mm2), a szárnyfolt méretét a 4-8. elsőrendű evezők külső zászlóján a fedőtollak által nem takart fehér részek hosszúságának összeadásával (mm). A hímeket tollazatszínezetük és szárnyfoltméretük alapján két korcsoportra lehetett osztani. A szubadult (1 éves) hímek evezőtollai barnák, szárnyfoltjuk kicsi, ezek a hímek az előző évben keltek, tehát még nem szaporodtak (tapasztalatlanok). Az adult (legalább 2 éves) hímek evezőtollai feketék, szárnyfoltjuk nagy méretű, ezek a hímek rendszerint már költöttek (tapasztaltak). A nőstények

22

korának meghatározása hasonló bélyegek alapján nem lehetséges, itt csak a gyűrűzési adatokra támaszkodhatunk. Környezeti változók Évminőség a környezeti tényezők alapján Szerettem volna egy olyan évre jellemző változót találni, amely az adott költési szezonban szaporodó madarakat egyforma mértékben befolyásolta, és amely alapján a tojók előzetesen megbecsülhették az év minőségét. Ezért az éveket két kategóriára osztottam (kedvezőbb és kedvezőtlenebb) aszerint, hogy április második felében (április 15-30.), amikor az örvös légykapók megérkeznek a magyarországi költési területre (tojásrakást megelőző periódus), milyen volt az átlagos napi átlaghőmérséklet. Bizonyos években (1982, 1984, 1985, 1988) április második felében viszonylag hideg volt az időjárás (kedvezőtlenebb évek: 10,7 ± 1,4 °C), míg más években (1983, 1995, 2000, 2002) melegebb volt (kedvezőbb évek: 15,3 ± 1,9 °C). A költéskezdés időpontjának mediánja május 3. (± 2 nap) volt kedvezőbb években, és május 9. (± 3 nap) kedvezőtlenebb években. Ezenkívül az adott év tojásrakási időszakának környezeti körülményeit is jellemeztem. Az örvös légykapó étrendjében a szaporodási időszakban a hernyók fontos szerepet töltenek be (Löhrl 1976, Török 1986). A tojásrakási időszak (május 10-ig) táplálékellátottságát az átlagos hernyóürülék mennyiségéből becsültem. Ezenkívül az egyes évekre kiszámoltam a költőhelyre érkezés és tojásrakás időszakában (április 15. – május 10.) mért átlagos napi átlaghőmérsékletet. Átlaghőmérséklet Az első tojás lerakását megelőző, illetve az azt követő 4 nap (9 napos periódus) átlagos napi átlaghőmérsékletével jellemeztem az egyes fészekaljak tojásainak képzése alatti hőmérsékleti viszonyokat. Egy 5-7 tojásos fészekaljnál ezt a 9 napot lehet a fő tojásképzési időszaknak tekinteni, ugyanis a gyors tüszőnövekedés kistestű madaraknál az egyes tojások lerakását megelőző 4-5 napra tehető (King 1973, Salvante és Williams 2002). A napi átlaghőmérséklet adatok az Országos Meteorológiai Szolgálat szentendrei (47°40′É, 19°04′K) mérőhelyéről származnak.

23

Táplálékellátottság A hernyóürüléket a fák alá nagyjából 20 m-es távolságokra elhelyezett, 50 × 50 cm-es keretbe kifeszített vászondarabokról 4-6 naponta gyűjtöttük (Török és Tóth 1988, Török et al. 2004). Az egyes fészkek tojásainak formálása alatti táplálékelérhetőséget az első tojás lerakását megelőző, illetve az azt követő 4 nap (lásd fent) átlagos napi hernyóürülék termelése alapján becsültem (van Balen 1973). Költési denzitás A vizsgált fészek körüli költési egyedsűrűséget a szomszédos odúkban költő örvös légykapó párok számával jellemeztem. Azokat az odúkat tekintettem aktív odúknak, ahol a vizsgált fészek 5. tojásának lerakásának napjáig legalább az első tojást lerakták. Mivel az odúk négyzethálós elrendezésben voltak kihelyezve, minden egyes odúnak nyolc szomszédja volt, kivéve a telep szélén található odúkat. Tojássárgája vizsgálatok A tojásokat alkoholos filccel a lerakás sorrendjében számoztuk. A tojásokat még azelőtt gyűjtöttük be, hogy a tojó elkezdte volna ülni őket, nehogy az embrió fejlődése befolyásolja a sárgája összetételét. A begyűjtött tojások helyére műtojást raktunk, hogy a tojó ne hagyja ott a fészket. A beszedett tojásokat terepen hűtőládában tároltuk, majd a felbontásig (legkésőbb 2 héttel a begyűjtés után) hűtőszekrényben (+4 oC-on). A tojások hosszúságát és szélességét tolómérővel mértük (0,1 mm-es pontossággal), a tojások térfogatát a Hoyt-képlettel (V = 0,51 × hosszúság × szélesség2) határoztam meg (Hoyt 1979). A sárgáját elválasztottuk a fehérjétől, és a sárgája átmérőjét tolómérővel (0,1 mm pontossággal) mértük, illetve a tömegét digitális mérleggel határoztuk meg (0,1 g pontossággal). A sárgáját homogenizáltuk, majd mélyhűtőben (–20 oC-on) tároltuk. Tojássárgája karotinoid, A- és E-vitamin analízise A mintaelemzést a Pécsi Tudományegyetemen Dr. Matus Zoltán és munkatársai végezték el. A sárgájához egyenlő térfogatú 0,9%-os NaCl oldatot (1 ml/ sárgája g) adtak, majd a fiziológiás oldatba felvett mintákból direkt extrakcióval vonták ki a lipideket a következő módon. 100 mg homogenátumhoz 0,67 ml etanol/benzol (240:10, v/v) adtak, mely egy

24

meghatározott koncentrációjú belső karotinoid standardot (echinenon) tartalmazott. Ezután hexánt (0,8 ml) adtak a mintához, majd néhány percig erősen rázatták a kémcsöveket (vortex). Az oldatot 5 percig centrifugálták (3000 rpm), a felülúszót (hexán fázis), melyben a karotinoidok és zsíroldékony vitaminok találhatók, elválasztották a másik fázistól. Az extrakciót még egyszer megismételték, a hexán fázisokat összeöntötték, és nitrogén alatt bepárolták. A mintát ezután metanol/diklórmetán (4:1, v/v) oldatban felvették és a HPLCrendszerbe injektálták (Chromsil-C18 (15 cm × 4,6 mm) HPLC-oszlop). A kromatográfiához használt mozgó fázis víz/metanol (4:96), metanol, és diklórmetán/metanol (40:60) volt, gradiens elúcióban, 1,5 ml/perc áramlási sebességgel. Az elnyelést 450 nm-en (karotinoidok), illetve 325 nm-en (A-vitamin) mérték Beckman-166 UV/VIS abszorbancia detektorral. A csúcsok azonosítását karotinoid és vitamin standardok retenciós ideje alapján végezték. Az αkarotint nem lehetett elkülöníteni a likopintól kis koncentrációjuk miatt. Egy második futtatás során ugyanezzel az eljárással az E-vitamin (α-tokoferol) koncentrációját határozták meg a 290 nm-en mért elnyelésből. Egy adott minta 6 részmintájának mérései alapján a módszer variációs koefficiense (CV%) 8,8% (összkarotinoid), 4,8% (A-vitamin), illetve 7,5% (Evitamin) volt. Az E-vitamin koncentrációt csak a 2001-ből származó mintákon mérték. A kapott koncentráció értékeket átszámítottam tartalomra is a következő képlettel: tartalom = 4/3pr3 (cm3) × 0,86 (g/cm3) × c (μg/g)] (a képletben az r a sárgája sugara, a c a koncentráció). Tojássárgája tesztoszteron analízise A mintaelemzést a gödöllői Szent István Egyetemen Dr. Péczely Péter és munkatársai végezték el. A homogenizált tojássárgája mintákhoz (2-10 mg) tríciumos tesztoszteront (2000 cpm H3T) adtak hozzá az extrakciós feltárási hatékonyság kiszámítása érdekében. Ezután a homogenátumot 1%-os SDS-sel (szodium-dodecil-szulfát) kezelték, majd rövid vortexelés után 37 oC-on 30 percig inkubálták. Ezt követően 3-szor éteres extrakció következett, majd az összeöntött éteres fázisokat nitrogén-áram alatt evaporálták a szárazság eléréséig. A száraz extraktumot abszolút etanolban vették fel, majd egy éjszakán át –20 oC-on tartották. A kicsapódott lipidek és proteinek eltávolítása érdekében az etanol fázist 2-szer petroléterrel átmosták, a petroléteres fázisokat bepárolták, majd abszolút etanolban vették fel. Az etanolos fázist nitrogén-áram alatt kiszárították, és a RIA (radioimmunoassay) meghatározásig három különböző oldatban vették fel. Az extrakciós feltárás 60-75%-os volt, a RIA érzékenysége 5

25

pg/kémcső. Az elemzések közötti variációs koefficiens (CV%) 8-12%, az elemzéseken belüli 9-15% volt. Immunológiai analízis A mintaelemzést az ELTE Immunológiai Tanszékén, Dr. Prechl József segítségével végeztem. A tojásfehérjét nem mintáztam, mivel abban nagyon kis mennyiségben fordulnak elő immunglobulinok (Rose et al. 1974). Az antitest (IgG) koncentrációt indirekt ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) módszerrel határoztam meg. Az ELISA módszer az antigén-ellenanyag kötésen alapuló jelzéses technikák egyik, ma legelterjedtebben alkalmazott eljárása. A módszer lényege, hogy a szilárd fázishoz kötött egyik komponens és az oldatban lévő másik komponens kapcsolódását az oldott komponenshez kovalensen kapcsolt enzim működése jelzi. Ehhez egy olyan kromogénre van szükség, amely színváltozáson megy át az enzimreakció hatására. Az átalakított kromogén mennyisége az optikai denzitás (abszorbancia) mérésével követhető, és ez arányos az ellenanyag mennyiségével. A módszer során alkalmazott anticsirke antitest specificitását Western blottal teszteltem, ahol reakciót kaptam az örvös légykapó IgG nehéz láncával. A tojásmintákat 1:20000 arányban ELISA karbonát pufferben hígítottam (pH: 9,6), majd ebből 50 μl-t adtam az ELISA lemez (Greiner) egyes vályúiba. Minden mintából három párhuzamost használtam, majd a lemezeket éjszakára +4 oC-on hagytam, hogy a mintában lévő immunglobulinok kitapadjanak a szilárd fázis felületére. Az antitest koncentráció meghatározása céljából 10 örvös légykapó tojássárgája mintából kivettem adott mennyiséget, majd összekevertem, és ezt standardként használva minden egyes lemezre egy hígítási sorban felvittem. A standard IgG koncentrációját csirke IgG-hez (Sigma I-4881) viszonyítva meghatároztam, ennek eredményeképp azt kaptam, hogy a standardban az IgG koncentrációja 0,38 mg/ml. A standard hígítási sor görbéjének lineáris szakasza 1:4000 és 1:64000 hígítás közé esett, melyek 95 ng/ml és 5,9 ng/ml csirke IgG-hez viszonyított IgG koncentrációnak felelnek meg. Az azonos fészekaljból származó tojásokat egy lemezen határoztam meg. A lemezeket háromszor 200 μl PBS pufferrel mostam, hogy a nem kötött komponenseket eltávolítsam. A mosófolyadékot legalább 1 percig rajta hagytam a lemezen, melyet utána papírtörülközőn szárítottam. Ezt követően 50 μl, 1%-os BSA-PBS-t (marha szérum albumin, bovine serum albumin, BSA, Sigma A-4503) adtam a vályúkba és állni hagytam 1 órán keresztül, +37

o

C-on, hogy a szilárd fázis esetlegesen szabadon maradt kötőhelyeit

26

blokkoljam. Ezután 200 μl PBS-Tween 20 (0,05%) pufferrel négyszer mostam a lemezeket, majd 50 μl térfogatban anticsirke antiszérumot adtam az egyes vályúkba 1:500-as hígításban (PBS-Tween 20 pufferben). Az anticsirke antiszérumot úgy kaptam, hogy nyulakat tisztított csirke IgG-vel (Sigma I-4881) beoltottunk, majd pár hét után vért vettünk az állatoktól, melyben a csirke IgG elleni antitestek már jelen voltak. A lehetséges háttér reakció miatt negatív kontrollnak nem immunizált nyúl szérumot használtam, melyet a standard 1:20000-es hígításához adtam, illetve a nyúl szérum lépés kihagyásával is vizsgáltam ezt a hígítását a standardnak. A negatív kontrollok abszorbanciája mindig alacsonyabb volt 0,15-nél, illetve az adott lemezen lévő minták legkisebb értékénél. Előzetesen azt is megvizsgáltam, hogy az ovalbuminhoz az anticsirke IgG milyen mértékben kötődik, de az abszorbancia sohasem haladta meg a 0,08-at. A lemezeket 3 órán át +37 oC-on állni hagytam, majd négyszer PBSTween 20-al mostam. Ezt követően, PBS-Tween 20-ban 1:10000 arányban hígított torma peroxidáz enzimmel (horse radish peroxidase, HRPO) konjugált, kecskében termeltetett antinyúl IgG (Bio-Rad 172-1019) oldatból 50 μl-t adtam az egyes vályúkba, és egy éjszakán át +4 oC-on állni hagytam. Újra mosás következett (négyszer PBS-Tween 20-al), amellyel eltávolítottam az enzimmel jelzett ellenanyag feleslegét, majd a színreakcióhoz szükséges szubsztrátot (ABTS, Sigma A-1888) és hidrogén peroxidot tartalmazó citrát pufferből 50 μl-t adtam minden egyes vályúba, és a lemezeket alufóliával letakarva 1,5 órán át állni hagytam szobahőmérsékleten. Ezalatt nagyjából 15 percenként lemértem a vályúkban lévő oldat abszorbanciáját 405 nm-en (Dynatech MR700 Microplate reader). Azt a mérést használtam később a koncentráció kiszámolására, ahol a standard értékei a legmagasabbak voltak. A közölt koncentráció értékek a nem hígított tojássárgájában lévő IgG koncentrációnak felelnek meg a csirke IgG-hez viszonyítva, melyet a három párhuzamos átlagából számoltam. A lemezen belüli CV% < 12% volt, a lemezek közötti < 20%. Amennyiben a lemezen belüli CV% meghaladta a 12%-ot, a három párhuzamosból a két közelebbi értékre számoltam átlagot. A vérplazma IgG szintjét azonos módszerrel, azonos higításokkal határoztam meg, csak itt örvös légykapó vérplazmából készítettem standardot. Ennek a csirke IgG-hez viszonyított koncentrációja 0,86 mg/ml volt. A vérplazma analízis során a lemezek közötti CV% < 10% volt.

27

Szerológiai vizsgálatok A tojók brachiális vénájából heparinos kapillárisba 50-70 μl vért vettem, majd még ugyanazon a napon a kapillárisokat 10000 rpm-el 10 percig centrifugáltam, hogy az alakos elemek és a vérplazma elkülönüljenek egymástól. A hematokrit értéket a vörösvérsejtek által elfoglalt kapillárisrész és a teljes vér által elfoglalt kapillárisrész hosszának arányából számoltam. A hematokrit érték a madár egészségi állapotát jelezheti (Harrison és Harrison 1986, Svensson és Merilä 1996, Potti et al. 1999). Az alacsony hematokrit érték vérszegénységre,

illetve betegségre utal,

mely ekto-, endo- vagy vérparazitáltság

következménye is lehet, de táplálékhiány miatt is kialakulhat alacsony hematokrit érték (Svensson és Merilä 1996, Merino és Potti 1998, Hoi-Leitner et al. 2001). A plazmát elválasztottam az alakos elemektől, és Eppendorfokba fújva –20 oC-ra raktam. A tojó hematokrit és vérplazma immunglobulin szintjét a 2004-es és 2005-ös években tudtam meghatározni. A tojóktól vett vérből vérkenetet készítettem, melyet abszolút metanolban fixáltam, majd később Giemsa-oldattal festettem. A különböző típusú fehérvérsejtek egymáshoz viszonyított arányát úgy határoztam meg, hogy 50 fehérvérsejtet 1000-szeres nagyításban, immerziós olaj alatt megszámoltam. A heterophil granulocyták és lymphocyták egymáshoz viszonyított arányát (H/L arány) a stressz szint jelzésére szokták használni (Gross és Siegel 1983, Maxwell 1993). Az összfehérvérsejtszámot (WBC) úgy becsültem, hogy 10 mezőben 40-szeres nagyítás alatt megszámoltam a fehérvérsejteket, majd az értéket elosztottam 10-el, hogy megkapjam 1 mező átlagos fehérvérsejtszámát. Ezt a számot 2000-el megszoroztam (Fudge 2000), majd a hemotokrit értékkel korrigáltam a következő egyenlet alapján: korrigált WBC = WBC × (hematokrit/normál hematokrit), ahol a normál hematokrit értéke 45% (Campbell 1988). A heterophil granulocyta és lymphocyta számot úgy kaptam meg, hogy a korrigált WBC értékkel megszoroztam az adott fehérvérsejttípus százalékos arányát. A viszonylag magas lymphocyta szám általában valamilyen parazitás vagy vírusos fertőzés következtében alakul ki, míg a magas heterophil granulocyta szám bakteriális fertőzésre, gyulladásra, vagy nagyobb stresszre utalhat (Harmon 1998, Fudge 2000). A tojók fehérvérsejtszámáról csak 2005-ből voltak adataim. A vérplazma karotinoid szintjét spektrofotométerrel határoztam meg (NanoDrop ND-1000 spektrofotométer). 15 μl plazmához 85 μl abszolút etanolt adtam, majd 1 percig vortexeltem a

28

mintákat. Ezután 10 percig centrifugáltam (1500 g) a plazmát, hogy a fehérjék csapadékot képezzenek. A felülúszó abszorbanciáját a karotinoidok abszorbancia csúcsán, 450 nm-en mértem, minden egyes mintára kétszer, majd ebből átlagot számoltam. A lineáris szakasz 1:2 és 1:16 hígítás közé esett. A teljes karotinoid koncentrációt a karotinoidok abszorbancia koefficiense (250 ml / (mg × cm)) alapján számoltam ki (Britton 1995b). Csak a 2005-ben költő tojók vérplazma karotinoid szintjét tudtam meghatározni. Statisztikai módszerek Általános módszerek A költéskezdés időpontját az adott évi költéskezdések mediánjától való különbségben fejeztem ki. A hímeket két korcsoportra osztottam (1 éves és idősebb), mivel az 1 éves (szubadult) és idősebb (adult) hímek tollazatában (evezőtollak színe és szárnyfolt mérete) jelentős különbségek vannak (Svensson 1992). A hímkor faktorként szerepelt a szárnyfolt analízisekben, hogy így meg tudjam vizsgálni a hím kora és a szárnyfolt mérete közötti lehetséges interakciót. A szárnyfoltméretet a hím korra standardizáltam. Ezenkívül, azokat a változókat, melyek évek között eltértek, évekre standardizáltam oly módon, hogy az adott értékből kivontam az adott évre vonatkozó átlagot, majd az eredményt elosztottam az évre vonatkozó szórással. Erre azért volt szükség, mert az ANCOVA feltétele, hogy a faktor és a kováltozó között nem lehet kapcsolat. A fészekaljon belüli mintázatok elemzéséhez az egy fészekaljba tartozó tojásokat 5 csoportba osztottam: első, második, középső (harmadik vagy a 3-4. vagy a 3-5. tojások átlaga), utolsó előtti és utolsó tojás. A tojássorrend hatását a 5-szintű ismételt méréses (repeated measures) ANOVA-val vizsgáltam. A kategória változók, folytonos változók és interakcióik hatását általános lineáris modellekkel teszteltem. A modellekből a nem-szignifikáns interakciókat, illetve változókat egyesével eltávolítottam a legmagasabb P-értékűvel kezdve (“stepwise backward” eljárás). Az évhatás és annak interakciója a független változóval mindig szerepelt a kiindulási modellben. A tesztek két oldalúak voltak, az elemzéseket a STATISTICA 5.5 (Statsoft, Tulsa, Oklahoma) programmal végeztem. A mixed modell analízisekhez a SAS 8.2 (SAS Institute, Inc.) és az SPSS 13.0 (SPSS Inc.) programokat használtam.

29

A tojásméret vizsgálata A tojások méretéről 1982-1985, 1988, 1995, 2000, illetve 2002 költési szezonokból, összesen 336 fészekből álltak rendelkezésemre adatok. Mivel az év nem volt bent az analízisekben, csak az év kategória (kedvezőbb és kedvezőtlenebb), a tojásméretet évekre standardizáltam oly módon, hogy az adott tojásméretből kivontam az adott évre vonatkozó tojásméret átlagot, majd az eredményt elosztottam az évre vonatkozó szórással. A tojókat három korkategóriába csoportosítottam (fiatal: 1 éves; középkorú: 2 vagy 3 éves; idős: 4 éves vagy idősebb), hogy az öregedés lehetséges hatását a tojásbefektetésre meg tudjam vizsgálni. Mivel a tojó kondíciója és tarzuszhossza, a hím homlokfoltmérete és tarzuszhossza, illetve az átlaghőmérséklet és költéskezdés időpontja az évek között eltért, ezeket a változókat szintén évekre standardizáltam. Hacsak másként nincs jelölve, minden modellben faktorként szerepelt az évtípus, függő változóként pedig az évekre standardizált tojásméret átlag. A mintaszám az analízisek között eltért, mivel a tojók morfológiai változóiról 7 évből voltak adataim, a hím tarzuszhosszról 4 évből, és a hím homlokfoltról 3 évből. A karotinoid koncentráció vizsgálata Az elemzésben 40 fészekalj (2000: 25 fészekalj 140 tojással, 2001: 15 fészekalj 62 tojással) szerepelt. 2001-ben 5 fészekből csak 2 tojás (első és hatodik) lett begyűjtve. Ezeket a fészkeket is beraktam a fészkek között analízisekbe, mivel az összkarotinoid koncentráció teljes fészekaljból számolt átlaga nem különbözött az 1. és 6. tojásból számolt fészekalj átlagtól (páros t-próba, t = −1,11, df = 17, P = 0,28), és a fészkek közötti variancia szignifikánsan nagyobb volt, mint a fészken belüli (repetabilitás: 64%, F30,125 = 9,76, P < 0,001). A függő változók varianciájának homogenitását Levene-próbával ellenőriztem, és ha ez a feltétel nem teljesült, nem-paraméteres tesztet alkalmaztam. A fészekalj átlagos értékét használtam függő változónak ahhoz, hogy összehasonlítsam az antioxidáns szintet évek, különböző tojásszámú, illetve átlagos tojásméretű fészkek között. Mivel feltételezhetően a fészekalj átlagos értéke tükrözi legjobban a tojó szaporodási befektetését, ezzel a módszerrel az egyes nőstények, illetve fészkek közötti varianciát tudtam vizsgálni. Kevert faktoros (“mixed-effects”)

általános

lineáris

modellt

(MIXED

procedure,

Satterthwaite

df

megközelítés, fészek a random faktor) használtam viszont ahhoz, hogy a tojásban található anyagok (karotinoidok, A-vitamin, E-vitamin) közötti kovarianciát megvizsgáljam. Az egyes

30

karotinoid típusokkal elvégzett hasonló számítások szignifikancia szintjét szekvenciális Bonferroni-korrekciót alkalmazva módosítottam. A szülői tulajdonságok és környezeti változók hatásának vizsgálatához kevesebb fészekaljat tudtam elemezni, mivel nem volt meg az összes fészekre minden adat. Ezekben az analízisekben 31 fészekalj (2000: 17 fészekalj, 2001: 14 fészekalj) szerepelt, és csupán a három leggyakoribb karotinoid típusra (lutein (transz és cisz izomer), zeaxantin, β-karotin) végeztem el az elemzéseket, melyek együttesen a teljes karotinoid koncentráció 92,9%-át (2000), illetve 91,1%-át (2001) alkotják. A tojókat két korkategóriába csoportosítottam (fiatal: 1 vagy 2 éves; idős: 3 éves vagy idősebb), hogy az öregedés lehetséges hatását a tojásbefektetésre meg tudjam vizsgálni. Mivel a sárgája átlagos tesztoszteron koncentrációja, illetve a költéskezdés időpontja évek között eltért, ezeket a változókat évekre standardizáltam. A tojásokat egy telepről szedtük be 2000-ben, és két különböző telepről 2001-ben (7-7 fészek). A növényzet összetétele azonos volt mindkét telepen, mivel egy összefüggő tölgyesben találhatók. A lutein és a zeaxantin koncentrációja, illetve a hernyóürülék mennyisége eltért a két telep között 2001-ben (lutein: F1,12 = 8,03, P = 0,015; zeaxantin: F1,12 = 15,08, P = 0,002; hernyóürülék: F1,12 = 15,34, P = 0,002), ezért ezeket a változókat a telepre standardizáltam (2001-ben két telep és 2000-ben egy telep) a környezeti változók, illetve szülői tulajdonságok vizsgálatához. Így a telepet nem raktam be faktornak az analízisekbe, mivel annak a hatását az év hatásától 2000-ben nem lehetett volna elkülöníteni. A tojó tulajdonságai és az év hatása közötti interakciót nem vizsgáltam a kis adatszám miatt. Először a környezeti változók (költéskezdés időpontja, táplálékellátottság, szomszédban költő párok száma) hatását teszteltem, majd azokat a változókat, illetve interakciókat, melyek szignifikánsak voltak ebben a modellben, a további modellekbe korrekciós változónak bevittem. A szülői tulajdonságok hatását külön-külön vizsgáltam, ugyanis ha egy modellbe raktam volna be őket, a szabadsági fokok száma rendkívül lecsökkent volna. Az egyes eredmények között a szabadsági fokok száma részben azért tér el, mivel nem volt meg minden madárra az összes morfológiai adat, részben pedig azért, mert a szelekciós eljárás eredményeképp különböző számú változó maradt a végső modellben. Mivel a fészekaljon belüli analízishez 2001-ben az adatszám mindössze négy volt a hiányzó értékek miatt, az analízist csak a 2000-es év adataival hajtottam végre.

31

Az immunglobulin koncentráció vizsgálata A vizsgálatban összesen 79 fészekalj adatait elemeztem (12, 24, 19, 24 fészek 2001, 2002, 2004, illetve 2005-ből). 2004 és 2005-ben csak két tojást gyűjtöttem be fészekaljanként, de ezeket a fészkeket is használtam a fészekaljak közötti analízisekben, mivel az immunglobulin koncentráció fészekaljak közötti varianciája szignifikánsan nagyobb volt, mint a fészekaljon belüli variancia (repetabilitás: 86%, F42,42 = 12,90, P < 0,001). 2004 és 2005-ben a vizsgált fészekaljak különböző kísérletben szerepeltek, de mivel a kísérletes kezelés nem befolyásolta a tojások immunglobulin szintjét (2004: F1,17 = 0,042, P = 0,84; 2005: F1,22 = 0,009, P = 0,93), és amikor a kezelést beraktam faktornak a modellbe, az eredmények nem változtak meg lényegileg, ezt a változót kihagytam az analízisekből. A tojókat két korkategóriába csoportosítottam (fiatal: 1 vagy 2 éves, idős: 3 éves vagy idősebb). Mivel a hím és tojó tarzuszhossza, illetve a tojó plazma immunglobulin szintje évek között eltért, ezeket a változókat évekre standardizáltam. A hematokrit érték korrelált a vér mennyiségével, ezért a hematokrit és a teljes vérhossz regressziójának reziduálisát használtam korrigált hematokrit értékként az elemzésekben. A H/L arányt és a heterophil granulocyta számot ln-transzformáltam, hogy normális legyen az eloszlásuk. Különböző adatok hiánya miatt a fészekaljon belüli mintázatot csak a 2002-ben begyűjtött tojásokra vizsgáltam.

EREDMÉNYEK Fészekaljak közötti mintázatok Tojásméret és környezeti tényezők Az átlagos tojásméret szignifikánsan eltért az évek között (év mint faktor, átlagos tojásméret mint függő változó: F7,328 = 13,99, P < 0,001, 1. táblázat), az összes vizsgált év átlagos tojásmérete 1,69 ± 0,17 cm3 volt (n = 2110 tojás 336 fészekben). Ez a változatosság valószínűleg az egyes évek különböző környezeti körülményeire vezethető vissza, ugyanis kedvezőtlen években az átlagos tojásméret kisebb volt, mint kedvezőbb években (átlagos tojásméret mint függő változó: F1,334 = 12,99, P < 0,001). A tojásszám nem tért el a két évtípus között (Mann-Whitney U-próba: korrigált Z = −0,97, P = 0,33, n = 246 és 90). Eredményeim alapján nem volt szignifikáns kapcsolat a tojásszám és a fészekalj átlagos tojásmérete között (F2,332 = 0,54, P = 0,58). A tojásméretet befolyásolta a tojásrakás időpontja: 32

a később költő madarak nagyobb tojásokat raktak, mint a korábban költők (F1,326 = 5,90, P = 0,016, R = 0,13). Amikor azonban az átlaghőmérsékletet is bevittem a modellbe, a tojásrakás időpontja és az átlagos tojásméret közötti összefüggés eltűnt (F1,325 = 1,45, P = 0,23). A tojásformálás alatti 9 napos periódus átlaghőmérséklete viszont szignifikánsan összefüggött az átlagos tojásmérettel (F1,331 = 15,63, P < 0,001, R = 0,21, 2. ábra), és a tojásméret varianciájának 4,5%-át (R négyzet) magyarázta. 1. táblázat Az átlagos (± SD) tojásméret (cm3), illetve a tojásméret fészekaljon belüli mintázatának éves variációja az örvös légykapónál (n = fészkek száma).

Év 1982 1983 1984 1985 1988 1995 2000 2002

Átlag 1,66 1,82 1,76 1,59 1,65 1,74 1,64 1,67

Tojásméret SD 0,14 0,14 0,16 0,17 0,16 0,14 0,10 0,13

n 24 25 64 32 126 30 14 21

Tojások lerakási sorrendje df P Változás iránya 92 0,49 Nincs 96 0,27 Nincs 252 0,10 Nincs 124 0,81 Nincs 500 0,003 Csökkenő 116 <0,001 Növekvő 52 0,005 Növekvő 80 <0,001 Növekvő

F-érték 0,86 1,32 1,96 0,39 3,95 17,82 4,21 12,71

4

Standard tojásméret

3 2 1 0 -1 -2 -3

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

Standard átlaghőmérséklet

2. ábra Az örvös légykapó fészekaljak átlagos tojásmérete és a tojásrakás alatti átlaghőmérséklet kapcsolata. Mindkét változót évekre standardizáltam. A regressziós egyenlet a következő: y = 0,23x − 0,007. 33

Tojásméret és szülői tulajdonságok A tojó testmérete és a lerakott tojások mérete között nem lehetett kimutatni kapcsolatot, azonban a tojó kondíciója szignifikánsan összefüggött az átlagos tojásmérettel (tarzuszhossz: F1,181 = 0,14, P = 0,71, R = 0,03; kondíció: F1,179 = 19,20, P < 0,001, R = 0,31, 3. ábra). A tojó kondíciója a tojásméret varianciájának 9,8%-át (R négyzet) magyarázta. Eredményeim szerint a tojó kora eltérően hatott a tojásméretre a két évtípusban (év típus × tojó kor interakció: F2,44 = 3,75, P = 0,031), azonban külön analizálva a két évtípust nem találtam szignifikáns kapcsolatot egyik csoportban sem (év mint faktor, átlagos tojásméret mint függő változó: P > 0,12 mindkét esetben). A nőstény párjának kora (egy éves vagy idősebb) sem hatott a fészekalj átlagos tojásméretére (F1,48 = 0,009, P = 0,93). Ezenkívül, sem a hím testmérete, sem a homlokfolt mérete nem mutatott kapcsolatot az átlagos tojásmérettel (hím tarzuszhossz: F1,85 = 0,65, P = 0,42, R = −0,09; homlokfoltméret: F1,52 = 0,69, P = 0,41, R = 0,11).

3

Standard tojásméret

2 1 0 -1 -2 -3

-3

-2

-1

0

1

2

3

Standard tojó kondíció

3. ábra Az átlagos tojásméret és a tojó kondíciója közötti kapcsolat az örvös légykapónál. Mindkét változót évekre standardizáltam. A regressziós egyenlet a következő: y = 0,37x + 0,054. Tojássárgája antioxidáns összetétele és évminőség Az örvös légykapó tojássárgájában nyolc karotinoid típust sikerült azonosítani, ezenkívül volt még három komponens, amelyeket nem lehetett pontosan meghatározni (2. táblázat). A hozzáférhető standardok alapján kijelenthetjük, hogy az ismeretlen típusok között nem volt 34

kantaxantin, echinenon, kapszantin, vagy lutein-epoxid. Mindkét vizsgált évben a lutein volt a fő karotinoid típus, amely az összes karotinoid koncentrációjának 75,2% (2000), illetve 67,5% (2001) részét képezte. Számottevő komponens volt ezenkívül a cisz-lutein, a zeaxantin, valamint a β-karotin is. Rendkívül alacsony koncentrációban ki lehetett mutatni az epi-luteint, az α- és β-kriptoxantint és az α-karotint és/vagy likopint is. 2. táblázat Az örvös légykapó tojássárgájában megtalálható karotinoid típusok koncentrációja (μg/g sárgája) a két vizsgált évben. A táblázatban az átlag ± SD értékek szerepelnek (n = fészkek száma). Karotinoidok Lutein Cisz-lutein Epi-lutein Zeaxantin β-karotin α-karotin és/vagy Likopin β-kriptoxantin α-kriptoxantin 1. ismeretlen 2. ismeretlen 3. ismeretlen

2000 (n = 25) 101,91 ± 35,14 10,34 ± 4,97 3,51 ± 1,96 8,07 ± 4,03 5,53 ± 2,22 1,15 ± 0,63

2001 (n = 15) 41,26 ± 27,12 4,69 ± 3,32 0,47 ± 1,20 5,23 ± 4,40 4,46 ± 2,20 1,61 ± 0,78

0 81 ± 0,49 0,56 ± 0,41 0,84 ± 0,63 1,93 ± 0,69 0,82 ± 0,77

0,95 ± 0,64 0,32 ± 0,38 0,57 ± 0,60 1,06 ± 0,60 0,53 ± 0,34

Az átlagos összkarotinoid és A-vitamin koncentráció eltért 2000 és 2001 között (összkarotinoid koncentráció: t-próba: t = 6,83, df = 38, P < 0,001; A-vitamin koncentráció: Mann-Whitney U-próba: Z = −2,05, n = 25 és 15, P = 0,040). Az egyes karotinoid komponensek arányai ugyancsak szignifikánsan különböztek a két év között (két utas ANOVA, év és karotinoid típus a faktorok: év × karotinoid típus interakció: F10,418 = 55,34, P < 0,001). A 2001-ben lerakott tojásokban kisebb arányban fordult elő a lutein, de nagyobb hányadban volt bennük β-karotin, zeaxantin, α-karotin és/vagy likopin és β-kriptoxantin (3. táblázat). Eredményeim szerint a tojásrakási időszak átlagos hőmérséklete 2000-ben szignifikánsan magasabb volt, mint 2001-ben (2000: 18,0 ± 2,0 ºC, 2001: 14,5 ± 4,4 ºC; páros t-próba: t = 3,82, df = 25, P < 0,001). Ezenkívül a 2000-ben költő madarak számára jelentősen nagyobb 35

hernyókészlet állt rendelkezésre (átlagos hernyóürülék mennyisége: 2000: 0,11 ± 0,01 g/0,25 m2/nap, 2001: 0,06 ± 0,08 g/0,25 m2/nap). 3. táblázat Az egyes karotinoid típusok százalékos megoszlása az örvös légykapó (jelen vizsgálat), széncinege (Partali et al. 1987), kék cinege (Biard et al. 2005), zebrapinty (a: McGraw et al. 2002; b: Royle et al. 2003, mag étrenden), heringsirály (a: Blount et al. 2002b; b: Royle et al. 2001, és személyes kommunikáció; c: Surai et al. 2001c), vízityúk (Surai et al. 2001c), fehérfarkú szárcsa (Surai et al. 2001c), és házityúk (Matsuno et al. 1986) tojássárgájában (n = fészkek száma, kivéve a házityúk esetében).

Karotinoidok

Örvös SzénKék légykapó cinege cinege 2000 2001

Zebrapinty

n = 25 n = 15

Lutein Cisz-lutein Epi-lutein Zeaxantin β-karotin

75,2 7,6 2,6 6,0 4,1

67,5 7,7 0,8 8,6 7,3

α-karotin és/vagy Likopin β -kriptoxantin α-kriptoxantin Cisz-zeaxantin Anhidrolutein Kantaxantin Echinenon β, ε-karotin-3'on ε, ε-karotin-3,3’dion 3’-hidroxi- ε, εkarotin-3-on 3’-oxolutein Ismeretlen

0,9

2,6

0,6 0,4

1,5 0,5

a

b

Heringsirály a

b

Vízityúk Fehérfarkú Háziszárcsa tyúk c n = 10

n = 10

n= 500 tojás

19,8

31,4

34,9

40,0

8,9 22,7

7,1 26,3

17,1 29,1

13,3 25,5

19,8

3

2,4

3,4

11,0

20,0

17,3

7 11

7,8 14,1

16,8 12,9

2,5

0,3

Nincs adat

n=5

n=8

n = 6 n = 13 n = 15 n = 20

87

63,0 1,5

31

44,8 6,4

29 4

26,6

6 7

18,5 10,6

31

21,0 0,2

10 20

3,2

8

4,2 2,4

29 0,0 0,0

0,0 0,0

17,9 0,5 1,0 1,0 2,5

2,6

3,5

3,2

1

17,5

36

16

19,3

13,8

9,1

6,0

Az egyes antioxidánsok közötti összefüggések Az egyes karotinoid típusok közötti lehetséges összefüggéseket “mixed-effects” általános lineáris modellekkel elemeztem, melyekben az egyes tojások évre standardizált értékei voltak a változók. A két év adatait összevontam, mivel a faktor (év) × kovariáns interakció a legtöbb esetben nem volt szignifikáns (szekvenciális Bonferroni korrekciót alkalmazva), kivéve az epilutein és β-karotin között (mixed effects GLM: 2000: estimate: 0,40, F1,136 = 30,69, P < 0,001; 2001: estimate: −0,09, F1, 57,7 = 2,15, P = 0,15), illetve az epi-lutein és lutein között (2000: estimate: 0,04, F1,135 = 127,15, P < 0,001; 2001: estimate: 0,01, F1, 49,1 = 4,16, P = 0,047). A különböző karotinoid típusok koncentrációja többnyire szignifikáns pozitív korrelációban állt egymással (4. táblázat). Nem volt szignifikáns összefüggés a β-karotin és az 1. ismeretlen, illetve a 3. ismeretlen és a β-kriptoxantin és β-karotin között. Az egyes komponensek között szignifikáns negatív kapcsolatot nem lehetett kimutatni (4. táblázat). Az összkarotinoid koncentráció pozitív kapcsolatban állt az E-vitamin koncentrációjával (mixed effects GLM: estimate: 0,17, F1,45 = 120,29, P < 0,001), azonban az A-vitamin és az Evitamin koncentrációja között nem lehetett megfigyelni szignifikáns összefüggést (mixed effects GLM: estimate: 0,002, F1,45 = 0,24, P = 0,63). Az összkarotinoid és az A-vitamin koncentráció közötti korreláció a két év között eltért (mixed effects GLM, év mint faktor, évre standardizált A-vitamin koncentráció mint kováltozó, és összkarotinoid koncentráció mint függő változó: faktor × kováltozó interakció: F1,191 = 17,12, P < 0,001): 2000-ben az összefüggés szignifikánsan pozitív volt (estimate: 13,09, F1,136 = 69,72, P < 0,001), míg 2001ben nem volt szignifikáns (estimate: 0,55, F1, 56,4 = 0,42, P = 0,52). Antioxidánsok, sárgája mérete és tojásszám Az átlagos tojássárgája méret nem függött össze sem az átlagos összkarotinoid koncentrációval (Pearson korreláció évre standardizált karotinoid koncentrációval: r = 0,15, n = 35, P = 0,38), sem az E-vitamin (Pearson korreláció: r = 0,02, n = 10, P = 0,95), vagy Avitamin koncentrációval (Pearson korreláció évre standardizált A-vitamin koncentrációval: r = 0,06, n = 35, P = 0,75) egyik évben sem (év és sárgája mérete között nem volt szignifikáns interakció ANCOVA-val). Az E-vitamin és A-vitamin abszolút mennyisége (μg/sárgája) sem mutatott összefüggést a sárgája méretével (A-vitamin: r = 0,29, n = 35, P = 0,10; E-vitamin: r = 0,19, n = 10, P = 0,61). A sárgája összkarotinoid tartalma azonban szignifikánsan nagyobb volt a nagyobb méretű sárgájában 2000-ben, habár 2001-ben nem volt kimutatható a kapcsolat

37

(2000: r = 0,55, n = 35, P = 0,004; 2001: r = −0,09, n = 10, P = 0,81). A tojásszám nem befolyásolta sem az összkarotinoid és zsíroldékony vitamin koncentrációt, sem a tartalmat (két utas ANOVA, év és tojásszám mint faktorok, vagy Kruskal-Wallis ANOVA tojásszám mint faktor és évre-standardizált függő változó amennyiben a variancia nem homogén, tojásszám hatása 5-7 tojás esetén: P > 0,27 minden esetben). 4. táblázat Az évekre standardizált karotinoid koncentrációk közötti összefüggések (mixed GLM elemzés “estimate” értékei) az örvös légykapó tojásokban (n = 40 fészek). Cisz-

Epi-

lutein

lutein

Zeaxantin β-karotin α- karotin βés/vagy

α-

1. ism. 2. ism. 3. ism.

kriptox. kriptox.

likopin Lutein Cisz-lutein Epi-lutein Zeaxantin

0,874* 0,547*

0,801*

0,429*

0,459*

0,579* 0,562* 0,640* 0,571* 0,383*

0,516*

0,729*

0,257*

0,419*

0,540* 0,515* 0,642* 0,597* 0,401*

0,597*

0,255*

0,220*

0,282* 0,321* 0,557* 0,308* 0,297*

0,275*

0,338*

0,448* 0,491* 0,718* 0,472* 0,264*

0,371*

0,469* 0,279* 0,127

β-karotin α-karotin

0,228* 0,021

0,365* 0,340* 0,225* 0,292* 0,198*

és/vagy Likopin β-kriptoxantin

0,730* 0,413* 0,473* 0,230*

α-kriptoxantin

0,383* 0,392* 0,054

1. ismeretlen

0,454* 0,296*

2. ismeretlen

0,281*

*Statisztikailag szignifikáns szekvenciális Bonferroni korrekció után Sárgája lutein, zeaxantin és β-karotin koncentrációja és környezeti tényezők Eredményeim alapján úgy tűnik, hogy a tojók magasabb lutein és β-karotin koncentrációjú tojásokat raktak amikor a hernyók mennyisége nagyobb volt (β-karotin: F1,28 = 5,24, P = 0,030, R = 0,37; lutein: F1,29 = 4,71, P = 0,038, R = 0,37, 4a,b ábra), a zeaxantin koncentrációja viszont nem függött a hernyók elérhetőségétől (F1,26 = 2,06, P = 0,16). A zeaxantin koncentrációja a késői fészkekben alacsonyabb volt, mint a korai fészkekben, bár a kapcsolat csak marginálisan volt szignifikáns (F1,29 = 3,91, P = 0,058, R = −0,34, 4c ábra). A sárgája lutein és a β-karotin koncentrációjában nem találtam szignifikáns szezonális tendenciát (βkarotin: F1,27 = 0,44, P = 0,51; lutein: F1,28 = 1,78, P = 0,19). Egyik karotinoid típus 38

koncentrációja sem mutatott összefüggést a vizsgált fészek szomszédságában költő örvös légykapó párok számával (lutein: F1,26 = 0,13, P = 0,73; zeaxantin: F1,25 = 0,32, P = 0,58; β-

Standard lutein koncentráció

karotin: F1,26 = 0,17, P = 0,69).

(a)

3 2 1 0 -1 -2 -3

-2

-1

0

1

2

Standard ß-karotin koncentráció

Standard hernyóellátottság

3

(b)

2 1 0 -1 -2

-2

-1

0

1

2

Standard zeaxantin koncentráció

Standard hernyóellátottság

(c)

2

1

0

-1

-2

-2

-1

0

1

2

Standard költéskezdés időpontja

4. ábra Az örvös légykapó tojássárgája lutein (a) és β-karotin (b) koncentrációjának kapcsolata a hernyóellátottsággal, és a zeaxantin (c) koncentráció a költéskezdés időpontjához viszonyítva. A lutein és a zeaxantin koncentrációt, illetve a hernyóellátottság adatait a vizsgálati telepekre standardizáltam (1. és 2. telep 2001-ben és 1. telep 2000-ben). A β-karotin koncentrációt, illetve a költéskezdés időpontját pedig évek között standardizáltam. A függő változók fészekalj átlagok voltak.

39

Sárgája lutein, zeaxantin és β-karotin koncentrációja és szülői tulajdonságok A szülői tulajdonságok hatásának vizsgálatakor a hernyóürülék mennyisége a lutein és βkarotin esetében korrekciós faktorként szerepelt a modellekben. Úgy tűnt, hogy a szubadult hímmel párba állt tojók magasabb β-karotin szintű tojásokat raktak, mint az adult hímmel párba állt madarak (F1,21 = 5,44, P = 0,030). Mivel korábbi vizsgálatból ismert, hogy az örvös légykapó tojó a hím kora szerint módosítja tesztoszteron befektetését a tojásokba (Michl et al. 2005), a sárgája tesztoszteron koncentrációját kováltozónak bevittem a modellbe. Ennek eredményeképp a hím kora és a sárgája β-karotin koncentrációja közötti szignifikáns összefüggés eltűnt (5. táblázat), míg a két komponens koncentrációja erősen szignifikáns korrelációt mutatott egymással (évre standardizált tesztoszteron koncentráció miután a hím kort eltávolítottam a modellből: F1,27 = 15,48, P < 0,001, R = 0,53, 5. ábra). A továbbiakban azokba a modellekbe, ahol a β-karotin volt a függő változó, a sárgája tesztoszteron koncentrációját is beraktam kováltozónak. A sárgája lutein és a zeaxantin koncentrációja sem a hím korával, sem a sárgája tesztoszteron koncentrációjával nem függött össze (5. táblázat; sárgája tesztoszteron: lutein: F1,27 = 0,015, P = 0,90; zeaxantin: F1,29 = 0,82, P = 0,37). 5. táblázat Az örvös légykapó hím és tojó korának (kategória változó), illetve morfológiai és tollazati bélyegeinek (folytonos változó) hatása a fészekalj átlagos lutein, β-karotin és zeaxantin koncentrációjára (μg/g sárgája). A szabadsági fokok száma az egyes analízisek között eltérhet egyrészt mivel nem volt meg minden egyes madárra minden adat, másrészt mivel az egyes szelekciós eljárások után eltérő számú változó maradt a végső modellben. β -karotin F-érték d.f. P Hím Kor Tarzuszhossz Homlokfoltméret Szárnyfoltméret Tojó Kor Tarzuszhossz Kondíció

0,753 0,042 0,184 5,810

1, 19 1, 20 1, 26 1, 20

Lutein F-érték d.f.

0,396 0,840 0,672 0,026

0,063 0,166 0,034 0,087

2,956 1, 10 0,116 0,511 1, 13 0,487 0,003 1, 10 0,960

40

1, 21 1, 22 1, 27 1, 21

P

Zeaxantin F-érték d.f. P

0,804 0,688 0,855 0,770

1,731 2,400 0,029 0,014

1, 22 1, 23 1, 28 1, 21

0,202 0,135 0,866 0,908

2,696 1, 11 0,129 0,029 1, 14 0,867 1,541 1, 13 0,236

1,047 0,116 1,822

1, 12 0,326 1, 15 0,739 1, 13 0,200

Reziduális ß-karotin koncentráció

4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5

-3

-2

-1

0

1

2

Standard tesztoszteron koncentráció

5. ábra A fészekalj átlagos tesztoszteron koncentrációja (évre standardizálva) és β-karotin koncentrációja (a standardizált hernyóellátottsággal (kováltozó) és évvel (faktor) alkalmazott

Reziduális ß-karotin koncentráció

GLM elemzésből származó reziduálisok) közötti kapcsolat az örvös légykapónál.

3 2 1 0 -1 -2 -3 -4

-3

-2

-1

0

1

2

3

Standard szárnyfoltméret

6. ábra Az örvös légykapó hímek szárnyfoltmérete és a fészekalj átlagos β-karotin koncentrációja közötti kapcsolat. A szárnyfoltméret a hím kor szerint standardizálva volt. A β-karotin koncentráció értékei a standardizált hernyóellátottsággal és a fészekalj átlagos tesztoszteron koncentrációjával (kováltozók) alkalmazott GLM elemzésből származó reziduálisok.

41

A karotinoid pigmentek koncentrációja nem mutatott kapcsolatot a hím homlokfoltjának méretével vagy tarzuszhosszával (5. táblázat). Azonban azt találtam, hogy a nagyobb szárnyfoltú hímekkel párba állt tojók magasabb β-karotin koncentrációjú tojásokat raktak (5. táblázat, 6. ábra). A lutein és a zeaxantin koncentrációnál ezt az összefüggést nem lehetett kimutatni (5. táblázat). Megvizsgáltam, vajon a hím szárnyfoltmérete szerint van-e asszortatív párosodás, azonban sem a tojó kondíciója, kora, sem testmérete nem függött össze a párja szárnyfoltméretével (tojó tarzuszhossz: r = 0,15, n = 18, P = 0,54; tojó kondíció: r = −0,04, n = 15, P = 0,89; tojó kor: t = 0,25, df = 12, P = 0,81). Ezenkívül egyik tojó jellemző sem függött össze a sárgája karotinoid koncentrációjával (5. táblázat). Sárgája immunglobulin koncentrációja és szülői tulajdonságok Eredményeim alapján a fészekalj átlagos immunglobulin koncentrációja pozitív kapcsolatban állt a tojó kondíciójával (F1,47 = 7,85, P = 0,007, R = 0,20, 7. ábra). Ezenkívül a tojó vérplazma immunglobulin szintje egy marginálisan szignifikáns összefüggést mutatott az egyed kondíciójával (F1,31 = 3,53, P = 0,070, R = 0,29), amely arra utal, hogy a jó minőségű tojóknak magasabb plazma immunglobulin szintjük volt. A fészekalj átlagos immunglobulin szintje és a tojó vérplazma immunglobulin szintje közötti kapcsolat évek között eltért (év × plazma IgG szint interakció: F1,29 = 4,12, P = 0,052): 2004-ben nem sikerült szignifikáns összefüggést kimutatni, míg 2005-ben pozitív korrelációt találtam (2004: F1,11 = 0,79, P = 0,39; 2005: F1,18 = 5,30, P = 0,034, R = 0,48). Korábbi eredményekkel összhangban (Kowalczyk et al. 1985), a sárgája IgG koncentrációja (átlag ± SD: 0,63 ± 0,22 mg/ml, csirke IgG ekvivalens) hasonlított a vérplazmában lévő szinthez (átlag ± SD: 1,02 ± 0,33 mg/ml, csirke IgG ekvivalens), de kissé alacsonyabb volt. A tojó vérplazma immunglobulin és karotinoid koncentrációja között nem lehetett szignifikáns kapcsolatot kimutatni (r = −0,06, n = 18, P = 0,82). A magasabb H/L arányú, illetve heterophil granulocyta számú tojók tojásaiban alacsonyabb volt az immunglobulin koncentrációja (H/L arány: F1,18 = 9,52, P = 0,006, R = −0,59, 8. ábra; heterophil granulocyta szám: F1,18 = 4,94, P = 0,039, R = −0,46, 9. ábra). Ezzel ellentétben, sem a hematokrit érték, sem a lymphocyta szám, sem a plazma karotinoid szintje nem függött össze a fészekalj átlagos immunglobulin koncentrációjával (hematokrit: F1,33 = 0,002, P = 0,97; lymphocyta szám: F1,18 = 0,04, P = 0,85; plazma karotinoid koncentráció: F1,17 = 0,03, P = 0,86). Ezenkívül a tojó kora, testmérete és a tojások immunglobulin koncentrációja között

42

sem találtam szignifikáns kapcsolatot (kor: F1,20 = 1,02, P = 0,32; tarzuszhossz: F1,65 = 2,15, P = 0,15). Úgy tűnik, hogy a hím különböző bélyegei, mint a homlokfolt és szárnyfolt mérete, a tarzuszhossz és a kor sem befolyásolták a tojó antitest befektetését a tojásokba (mindegyik P >

Standard sárgája IgG koncentráció

0,16).

3 2 1 0 -1 -2 -3 -20

-10

0

10

20

30

Tojó kondíció

7. ábra A fészekalj évre standardizált átlagos immunglobulin koncentrációja és a tojó kondíciója

Sárgája IgG koncentráció (µg/ml)

közötti kapcsolat az örvös légykapónál.

900 850 800 750 700 650 600 550 500

-3

-2

-1

0

1

H/L arány (ln transzformált)

8. ábra Az örvös légykapó fészekaljak átlagos immunglobulin koncentrációja (csirke IgG-hez viszonyítva, lásd módszerek) és a tojó heterophil granulocyta/lymphocyta aránya közötti kapcsolat.

43

Sárgája IgG koncentráció (µg/ml)

900 850 800 750 700 650 600 550 500

5

6

7

8

9

Heterophil granulocyta szám (ln transzformált)

9. ábra Az örvös légykapó fészekaljak átlagos immunglobulin koncentrációja (csirke IgG-hez viszonyítva, lásd módszerek) és a tojó abszolút heterophil granulocyta száma közötti kapcsolat. Az örvös légykapó tojások immunglobulin koncentrációja nem mutatott szignifikáns szezonális változást (F1,74 = 0,59, P = 0,45), és a fészekalj nagysága (5-7 tojás: F2,69 = 0,22, P = 0,81), vagy a tojások mérete (mixed modell, tojások lerakási sorrendje a modellben: F1, 218,72 = 0,73, P = 0,40) sem függött össze ezzel a befektetéssel. Fészekaljon belüli mintázatok Tojásméret A tojásméret fészekaljon belüli mintázata évek között eltért (év mint faktor, tojás sorrend mint ismételt méréses változó, tojásméret a függő változó, év × tojás sorrend interakció: F28,1312 = 3,26, P < 0,001): három évben a tojásméret a lerakási sorrenddel szignifikánsan növekedett, egy évben szignifikánsan csökkent, négy évben pedig nem mutatott semmilyen tendenciát (1. táblázat). Feltételeztem, hogy a különböző fészekaljon belüli mintázatok a költési szezonok eltérő környezeti minőségével állhatnak kapcsolatban. Ezért a kora tavaszi átlaghőmérséklet alapján két típusra osztottam az éveket (lásd Módszerek). Az elemzés szignifikáns különbséget mutatott ki a két évkategória között (évtípus × tojás sorrend interakció: F4,1336 = 8,87, P < 0,001). Kedvezőbb években a tojások mérete a lerakási sorrenddel növekedett (év mint faktor, tojás sorrend mint ismételt méréses változó, tojásméret 44

mint függő változó: F4,344 = 25,65, P < 0,001, 10. ábra), míg kedvezőtlenebb években nem lehetett semmilyen tendenciát sem találni (F4,968 = 1,08, P = 0,37, 10. ábra). Egy post-hoc elemzés (LSD teszt) kimutatta, hogy kedvezőbb években szignifikáns különbség volt a fészken belül az egyes tojások mérete között (P < 0,035) kivéve az első és második (P = 0,092), illetve az utolsó előtti és utolsó tojás között (P = 0,18). Eredményeim alapján a fészekaljon belüli mintázat független volt a tojó korától (tojó kor × tojás sorrend interakció: F8,184 = 1,04, P = 0,41), tarzuszhosszától, valamint kondíciójától (tojó tarzuszhossz × tojás sorrend interakció: F4,724 = 0,20, P = 0,94; tojó kondíció × tojás sorrend interakció: F4,716 = 0,67, P = 0,61). Nem találtam továbbá szignifikáns interakciót a tojások lerakási sorrendje és a hím kora, testmérete és homlokfoltmérete között sem (hím tulajdonságok × tojás sorrend interakció: P > 0,30). Az elemzés során nem lehetett kimutatni azt sem, hogy a fészekaljon belül mintázat változna a költési időszak előrehaladtával, vagy a tojásformálás alatti átlaghőmérséklettel (költéskezdés időpontja × tojás sorrend interakció: F4,1304 = 0,81, P = 0,52; átlaghőmérséklet × tojás sorrend interakció: F4,1304 = 1,65, P = 0,16). A fészken belüli mintázat nem tért el a különböző tojásszámú fészkek között sem (tojásszám × tojás sorrend interakció: F8,1328 = 0,35, P = 0,95). A két évtípusban a fióka mortalitást összehasonlítva azt tapasztaltam, hogy a fiókát vesztő fészkek aránya nagyobb volt a kedvezőtlenebb, mint a kedvezőbb években (évtípus mint faktor, kirepülési siker (nincs pusztulás, 1 fióka pusztulás, több fióka pusztulás) mint függő változó: Mann-Whitney U-próba, korrigált Z: −2,13, P = 0,033, n = 167 és 44; kedvezőtlenebb évek: mortalitás nélküli fészek: 71,3%, 1 fióka pusztulás: 19,2%, több fióka pusztulás: 9,6%; kedvezőbb évek: mortalitás nélküli fészek: 88,6%, 1 fióka pusztulás: 2,3%, több fióka pusztulás: 9,1%). A különböző kirepülési sikerű fészkek között a tojásméret fészken belüli mintázata eltért (2-szintes ismételt méréses változó (évre standardizált tojásméret átlag az utolsó tojás kivételével és utolsó tojás mérete) és faktor (kirepülési siker) közötti interakció: F2,207 = 3,16, P = 0,044). Eredményeim szerint azokban a fészkekben, ahol több fióka elpusztult, az utolsó tojás közel szignifikánsan kisebb volt a többi tojásnál, míg ahol 1 fióka pusztult el, vagy nem volt mortalitás, ott nem volt csökkenés a tojásméretben (több fióka pusztulás: F1,19 = 3,84, P = 0,065; 1 fióka pusztulás: F1,32 = 0,83, P = 0,37; nincs pusztulás: F1,157 = 1,04, P = 0,31). A fészekaljon belül csökkenő tojásméret tehát valóban elősegítette a fészekalj redukciót. A részleges fészekaljpusztulás azonban nem tűnik előnyösnek a fészekalj számára, mivel a hipotézis jóslatával ellentétben, a 13 napos korban mért átlagos fiókatömeg

45

kedvezőtlenebb években a fióka pusztulás nélküli fészkekben volt a legmagasabb, míg a több fiókát vesztő fészkekben a legalacsonyabb (kirepülési siker mint faktor, 13 napos fiókatömeg mint függő változó: F2,89 = 11,55, P < 0,001; átlagos (± SE) fióka tömeg: több fióka pusztulás: 12,82 ± 0,37 g; 1 fióka pusztulás: 14,04 ± 0,28 g; nincs pusztulás: 14,61 ± 0,12 g).

1,80

Tojásméret (cm3)

1,78 1,76 1,74 1,72 1,70

Első

1,68

Második

1,66

Középső Utolsó előtti

1,64 1,62

Utolsó

A

B

Tojásrakási sorrend

10. ábra Az örvös légykapó tojásméretének fészekaljon belüli variációja (átlag ± SE) kedvezőtlenebb években (A) és kedvezőbb években (B). A mintaszám 246, illetve 90 fészek. Karotinoid koncentráció A három fő karotinoid típust megvizsgálva azt találtam, hogy a β-karotin koncentrációja a tojások lerakási sorrendjével növekedett (F4,52 = 7,63, P < 0,001, 11a ábra). Az utolsó tojásban nagyjából 60 %-kal magasabb β-karotin koncentráció volt, mint az első tojásban. A zeaxantin koncentrációjának fészekaljon belüli eloszlásában azonban semmilyen szisztematikus változást nem lehetett kimutatni (zeaxantin: F4,52 = 1,54, P = 0,20, 11b ábra). Eredményeim alapján úgy tűnt, hogy a lutein koncentrációja az utolsó előtti és utolsó tojás között jelentősen megemelkedett (post-hoc LSD teszt: P = 0,017), jóllehet a fészekaljon belüli mintázatot nem lehetett statisztikailag kimutatni (F4,52 = 2,00, P = 0,11, 11c ábra). Azt is megvizsgáltam, hogy a fészken belüli mintázatot a szülői tulajdonságok vagy környezeti változók befolyásolják-e. A tojó kondícióját és tarzuszhosszát nem használtam ezekben a tesztekben az alacsony adatszám miatt. Egyik modellben sem kaptam szignifikáns interakciót a kováltozó és a tojássorrend

46

(ismételt méréses változó) között (lutein: mindegyik P > 0,27; β-karotin: mindegyik P > 0,24; zeaxantin: mindegyik P > 0,11).

ß-karotin koncentráció (µg/g)

9

(a)

8 7 6 5 4 3 2 1 0

Első

Második

Középső

Utolsó előtti

Utolsó

Zeaxantin koncentráció (µg/g)

Tojásrakási sorrend

12

(b)

10 8 6 4 2 0

Első

Második

Középső

Utolsó előtti

Utolsó

Tojásrakási sorrend

Lutein koncentráció (µg/g)

180 160

(c)

140 120 100 80 60 40 20 0

Első

Második

Középső

Utolsó előtti

Utolsó

Tojásrakási sorrend

11. ábra Az örvös légykapó tojások átlagos (±SE) β-karotin (a), zeaxantin (b) és lutein (c) koncentrációja (μg/g sárgája) a lerakási sorrend függvényében (n = 14 fészek) 2000-ben.

47

Immunglobulin koncentráció A fészekaljon belüli mintázat vizsgálata során azt tapasztaltam, hogy a sárgája IgG koncentrációja a tojások lerakási sorrendjével szignifikánsan növekedett (F4,72 = 6,58, P < 0,001, 12. ábra). Post-hoc teszttel megvizsgálva azt kaptam, hogy az utolsó tojás IgG szintje szignifikánsan eltért a többi tojásétól (mindegyik P < 0,020). Arra is kíváncsi voltam, vajon ez a fészekaljon belüli mintázat változik-e a szülők jellemzői vagy a környezeti tényezők szerint. Az eredmények azt mutatták, hogy sem a tojásrakás időpontja, sem a tojásszám, sem a hím tollazati bélyegei nem hatottak a mintázatra (mindegyik P > 0,13). A hím tarzuszhosszával (F4,64 = 2,69, P = 0,039), illetve a tojó tarzuszhosszával (F4,60 = 2,31, P = 0,068) ki lehetett mutatni interakciót, míg a tojó korát és kondícióját nem tudtam megvizsgálni az alacsony mintaszám következtében.

Sárgája IgG koncentráció

850 800 750 700 650 600 550

Első

Második

Középső

Utolsó előtti

Utolsó

Tojás lerakási sorrend

12. ábra Az örvös légykapó tojások átlagos (±SE) immunglobulin koncentrációja (csirke IgG-hez viszonyítva, lásd módszerek) a lerakási sorrend függvényében (n = 19 fészek) 2002-ben.

48

EREDMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE Fészekaljak közötti mintázatok Tojásméret és szülői minőség Az örvös légykapónál a tojásméret fészkek közötti variációját jelentős mértékben befolyásolta a tojó kondíciója függetlenül annak testméretétől. Habár a tojó kondícióját a kotlási időszak alatt mértük és nem a tojásrakás során, feltételezhetően az inkubáló madár kondíciója szorosan összefügg a tojásrakás alatti állapotával (lásd Módszerek). A jó kondícióban lévő tojók nagyobb (jelen vizsgálat) és több tojást raktak (Garamszegi et al. 2004c) mint a gyengébb kondícióban lévő madarak, mivel valószínűleg több tartalék forrás állt rendelkezésükre, melyet a tojások képzésére tudtak fordítani saját életfunkcióik fenntartása mellett. Másrészt az is elképzelhető, hogy ezek a madarak hatékonyabban keresnek táplálékot, és így amellett, hogy jobb lesz a kondíciójuk, nagyobb méretű tojásokat is tudnak rakni. A tojások méretét erősen korlátozhatja az a kényszer is, hogy a tojó elegendő energiát őrizzen meg a szaporodás későbbi szakaszaira is. Ennek megfelelően, várhatóan csupán azok az egyedek vállalkoznak arra, hogy nagyméretű tojásokat rakjanak, melyek jó kondícióban vannak, és így ezzel a korai befektetéssel nem csökkentik a fiókák sikeres felnevelésének valószínűségét. A tojás mérete és a tojó tömege vagy kondíciója között több madárfajnál is kimutattak pozitív kapcsolatot (pl. Galbraith 1988, Potti 1993, Smith et al. 1993, Cichoń 1997). Ezek az anyai tulajdonságok a tojásméret varianciájának általában kevesebb, mint 20%át magyarázzák (Christians 2002, de lásd Galbraith 1988). Vizsgálatomban a tojásméret varianciának 9,8% volt a tojó kondíciójának tulajdonítható. Mivel a tojásméretnek meglehetősen nagy az örökölhetősége (heritabilitása), illetve repetabilitása, a fészkek közötti variancia maradék hányada valószínűleg a tojók közötti genetikai különbségekből ered. Számos madárfajnál kimutatták, hogy a tojások mérete a tojó korával növekszik (Järvinen 1991, Hõrak et al. 1995). Az idősebb madarak növelhetik szaporodási erőfeszítésüket, mivel annak az esélye, hogy a következő évben újra szaporodjanak, koruk előrehaladtával egyre csökken (“végső befektetés” elmélet, Pianka és Parker 1975, Pärt et al. 1992). Egy alternatív elmélet szerint a szaporodási befektetés azért növekszik az egyed korával, mivel a táplálékszerző képesség, a fajon belüli kompetíciós siker stb. egyre jobb lesz az idő előrehaladtával (Nur 1984, Nol és Smith 1987). Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy az örvös 49

légykapó fészekaljmérete és a tojó szaporodási befektetése növekszik a tojó korával (Gustafsson és Pärt 1990, Pärt et al. 1992, Garamszegi et al. 2004c). Így azt várnánk, hogy az idős tojók nagyobb méretű tojásokat raknak (“végső befektetés” elmélet vagy “általános fejlődés” elmélet). Másrészről az is lehetséges, hogy a tojás mérete és a szaporodási befektetés egyéb komponensei közötti “trade-off” következtében az idősebb madarak kisebb tojásokat raknak, mint a fiatalabb tojók. Ennek ellenére, egy svédországi örvös légykapó populáció vizsgálatához hasonlóan (Cichoń 1997), nem találtam összefüggést a tojó kora és a tojások mérete között. Több vizsgálatban is azt találták, hogy a jó minőségű hímtől származó utódoknak jobb a túlélési valószínűsége, melyet többnyire a “jó gén” elmélettel magyaráztak (Møller 1994, Petrie 1994, Sheldon et al. 1997). Ugyanakkor azt sem lehet kizárni, hogy ez az összefüggés annak köszönhető, hogy a tojó kelés előtt vagy után nagyobb mértékben fektet be az ilyen hímtől származó utódokba. Következésképpen, az anyai befektetéseket mindenképpen figyelembe kell venni ezekben a kutatásokban. Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a tojó a párja minőségétől függően eltérő mértékben fektethet be az utódok etetésébe (Burley 1988, DeLope és Møller 1993). Úgy tűnik azonban, hogy a tojó még az utódok kikelése előtt, a tojásképzés során is módosíthatja szaporodási befektetését. Tőkés récénél kimutatták, hogy a lerakott tojások mérete, és ezen keresztül az utódok kondíciója, összefüggött azzal, hogy mennyire volt vonzó a nőstény párja: a tojó nagyobb tojást rakott, ha a preferált hím volt a párja (Cunningham és Russell 2000). A differenciális allokáció elméletének (Burley 1986, 1988, Sheldon 2000) megfelelően azt vártam, hogy az örvös légykapó tojók párjuk minőségétől függően eltérő mennyiségű tápanyagot juttatnak a tojásaikba, és ezen keresztül utódaikba. Az örvös légykapó svédországi populációjában kimutatták, hogy a tojók a nagyobb homlokfoltú hímeket preferálják a kisebb homlokfoltúakkal szemben (Qvarnström et al. 2000), azonban a magyarországi populációban a tojó párválasztásával kapcsolatban eddig még csupán közvetett, a páron-kívüli apasággal kapcsolatos eredmények születtek (Michl et al. 2002). A homlokfoltméret a svéd populációban kondíciófüggő (Gustafsson et al. 1995, Sheldon et al. 1997), a hazai populációban viszont nem az (Hegyi et al. 2002, 2006a), a hímek fehér szárnyfoltjának mérete ezzel ellentétben a magyarországi madaraknál függ az egyed kondíciójától (Török et al. 2003), míg a svédeknél nem találtak ilyen kapcsolatot (Pärt és Qvarnström 1997). A két tollazati bélyegen kívül az egyed kora (Hegyi et al. 2006b), illetve

50

testmérete is tükrözheti a hím minőségét. Azonban sem a homlokfolt mérete (a szárnyfoltméret a kis adatszám miatt nem volt vizsgálható), sem a hím kora vagy testmérete nem mutatott kapcsolatot a fészekalj átlagos tojásméretével. Eredményeim tehát nem támasztják alá azt az elméletet, mely szerint az örvös légykapó tojók eltérő mértékben fektetnek be a tojások méretébe párjuk minőségétől függően. Tojásméret, környezeti tényezők és tojásszám A tojások képzéséhez a nőstények azt az energiát használják fel, amely saját életműködéseik fenntartása mellett feleslegben rendelkezésükre áll. Számos korábbi vizsgálat pozitív összefüggést mutatott ki a táplálék elérhetősége és a tojásméret között (Otto 1979, Galbraith 1988), habár azok a kísérletek, melyekben táplálék kiegészítést adtak a madaraknak, nem vezettek egyértelmű eredményre (Högstedt 1981, Magrath 1992, Nager et al. 1997). Fontos, hogy különbséget tegyünk a táplálékelérhetőség két lehetséges hatásmechanizmusa között: elképzelhető, hogy a táplálék mennyisége a tojásformálás során közvetlenül hat a tojások méretére (“kényszer” elmélet; Perrins 1970, Martin 1987), illetve, hogy csupán információt szolgáltat a környezetről, mely előrejelzi a madaraknak a jövőbeli várható környezeti viszonyokat (“előrejelzés” elmélet; Lack 1954, Källander és Karlsson 1993, Arnold 1994). A kényszer elmélet alapján azt várnánk, hogy a tojók nagyobb tojásokat raknak, ha a környezeti viszonyok kedvezőbbek. Ennek megfelelően azt találtam, hogy az átlagos tojásméret nagyobb volt azokban az években, amikor a tojásrakást megelőző időszak melegebb

volt.

Korábbi

tanulmányokhoz

hasonlóan

a

tojásformálás

alatti

napi

átlaghőmérséklet szintén összefüggött a tojásmérettel (Ojanen 1983b, Haftorn 1986, Järvinen 1991, Magrath 1992, Stevenson és Bryant 2000). Melegebb időben a rovarpopulációk mérete megnő, mivel több rovar kel ki ilyenkor, illetve a repülő rovarok aktivitása is fokozódik (Taylor 1963, Bryant 1975). Másrészről, hideg időben a hőszabályozás energiaigénye megnövekszik, mely legyengítheti a tojók kondícióját (Mészáros et al. 2006), és meggátolhatja a tojókat abban, hogy nagyobb méretű tojásokat tudjanak létrehozni (Ojanen 1983b, Nager és van Noordwijk 1992). A hőmérséklet tehát egyrészt az elérhető táplálék mennyiségén, másrészt a hőszabályozás energiaigényén keresztül is kifejtheti hatását a tojások méretére. Eredményeim arra utalnak, hogy a fészekalj átlagos tojásméretét proximális kényszerek befolyásolták. A tojásformálás alatt mért átlaghőmérséklet csak részben magyarázta a

51

tojásméret varianciáját (Ojanen 1983b, Järvinen és Ylimaunu 1986, Magrath 1992, Christians 2002), föltehetően a magas heritabilitásnak és repetabilitásnak köszönhetően (Lessells et al. 1989, Potti et al. 1999). A táplálékkészlet mérete a tojásrakási időszak végéig általában növekszik, majd a fiókaetetés időszakában fokozatosan csökken (Daan et al. 1988, Garamszegi et al. 2004c), így a késői költés gyakran gyengébb szaporodási sikert eredményez (Perrins 1970, Norris 1993, Wiggins et al. 1994). Ennek következtében a későn költő tojók számára előnyt jelentene, ha nagy méretű tojásokat raknának, és így a fiókákat tartalék tápanyaggal látnák el annak érdekében, hogy túlélési esélyeiket javítsák (“előrejelzés” elmélet; Lack 1954, Källander és Karlsson 1993, Arnold 1994). Mivel az átlaghőmérsékletre kontrollálva nem találtam összefüggést a költéskezdés időpontja és az átlagos tojásméret között, ezt az elméletet nem tartom valószínűnek. Eredményeim inkább azt sugallják, hogy a tojásméretet főképp a tojásképzés költségei szabják meg ennél a fajnál. Régóta föltételezik, hogy a tojások száma és minősége (mérete) között “trade-off” viszony áll fenn (Martin 1987, Stearns 1992). Eszerint azt várnánk, hogy azok az egyedek, melyek nagyobb tojásokat raknak, kénytelenek kevesebb tojást rakni. Eredményeim alapján nem lehetett különbséget találni az öt, hat és hét tojásos fészekaljak átlagos tojásméretében. Hasonló eredményt kaptak a közeli rokon kormos légykapónál is (Järvinen 1991, de lásd: Potti 1993). Mivel a tojó minősége a tojás számra (Garamszegi et al. 2004c) és méretre (Cichoń 1997, jelen vizsgálat) is egyaránt hat, a “trade-off” kimutatása korrelatív adatokkal nem egyszerű feladat, mivel a fenotípusos korrelációk nem mindig reflektálják a “trade-off” kapcsolatokat (van Noordwijk és de Jong 1986). Számos korábbi vizsgálat eredményei arra utalnak, hogy fajon belül a tojásméret általában független a tojásszámtól (Christians 2002). Fajok közötti variáció a sárgája antioxidáns koncentrációjában Az örvös légykapó tojásokban található összkarotinoid koncentráció 135,6 ± 46,9 μg/g (2000), illetve 61,2 ± 37,3 μg/g (2001) volt. Vadmadarak között hasonlóan magas karotinoid koncentrációt találtak a mocsaras élőhelyen költő, mindenevő fehérfarkú szárcsánál (Fulica americana), az édesvízi, halevő amerikai fehér gödénynél (Pelecanus erythrorhynchos) valamint a füles kárókatonánál (Phalacrocorax auritus, 6. táblázat). Ezzel ellentétben, a szula (Morus bassanus) és a nagy halfarkas (Catharacta skua), melyek a gödénnyel és a kárókatonával közös rendbe (Ciconiiformes) tartoznak, jelentősen alacsonyabb karotinoid

52

koncentrációjú tojásokat raknak (6. táblázat). Ezek a tengeri madarak elsősorban tengeri halakat fogyasztanak, melyekből úgy tűnik, csak kis mennyiségű karotinoidot tudnak felvenni. A legalacsonyabb karotinoid pigment koncentrációt (2-3 μg/g sárgája) ez idáig a császárpingvin (Aptenodytes forsteri) tojásaiban találták, melyek szintén tengeri halakkal táplálkoznak (Speake et al. 1999a). Speake és munkatársai (1999b) különbséget mutattak ki a szemes takarmányon tartott, illetve a részben füvet és más zöld növényi részeket fogyasztó házi ludak (Anser anser domesticus) tojásainak karotinoid koncentrációja között. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a táplálék nagyobb mértékben befolyásolja a sárgája karotinoid koncentrációját, mint a rokonság. 6. táblázat Összkarotinoid, A-vitamin és E-vitamin koncentráció (μg/g sárgája) az örvös légykapó és egyéb vadmadárfajok tojássárgájában: széncinege (Hõrak et al. 2002), heringsirály (Royle et al. 2001, és személyes komm.), amerikai fehér gödény, nagy halfarkas, füles kárókatona, szula (Surai et al. 2001b), kanadai lúd (Speake et al. 1999b), fehérfarkú szárcsa és vízityúk (Surai et al. 2001c). A táblázatban az átlag ± SD található, n = fészkek száma.

Örvös légykapó Széncinege

2000 2001 erdei városi

Heringsirály Amerikai fehér gödény Nagy halfarkas Füles kárókatona Szula Kanadai lúd Fehérfarkú szárcsa Vízityúk

n 25 15 7 8 15 8 5 21 4 2 10 10

Összkarotinoid 135,6 ± 46,9 61,2 ± 37,3 47,9 ± 20,7 21,3 ± 6,0 38,5 ± 12,5 150,9 ± 67,8 12,7 ± 6,3 115,7 ± 79,8 17,7 ± 3,7 22,1 ± 3,1 131,0 ± 19,0 47,5 ± 21,8

A-vitamin 4,6 ± 2,1 7,6 ± 5,6 2,4 ± 0,7 2,4 ± 0,9 5,6 ± 1,1 5,1 ± 0,6 4,2 ± 0,4 1,4 ± 0,4 3,3 ± 0,6

E-vitamin 360,1 ± 197,1 154,9 ± 51,1 119,2 ± 46,7 68,0 ± 15,0 299,2 ± 102,5 84,8 ± 17,7 294,0 ± 161,7 216,8 ± 43,7 83,1 ± 6,0

Másrészről, a sárgája karotinoid koncentrációjában lévő fajok közötti különbségeket azok a genetikai eltérések is okozhatják, melyek meghatározzák a karotinoidok felszívásának, szállításának és depozíciójának hatásfokát (Surai et al. 1998a, 2001a,b,c). A vízityúk (Gallinula chloropus) és a fehérfarkú szárcsa például hasonló táplálékot fogyaszt, és hasonló élőhelyen költ, a vízityúk tojásában azonban sokkal alacsonyabb koncentrációban fordulnak 53

elő a karotinoidok, mint a szárcsa tojásában (6. táblázat). Surai és munkatársai (1998a) azt találták, hogy annak ellenére, hogy azonos mennyiségű karotinoidot adtak házi lúdnak, házityúknak, pulykának (Meleagris gallapavo), illetve házi kacsának (Anas platyrhynchos), a tyúk tojásában jelentősen magasabb karotinoid koncentrációt lehetett kimutatni, mint a másik három faj tojásában. Egy észtországi széncinege populációban (Hõrak et al. 2002, 6. táblázat) a tojássárgája karotinoid koncentrációja egy kedvezőbb évben hasonló volt ahhoz az értékhez, melyet az örvös légykapónál egy hidegebb évben (2001) lehetett találni, de alacsonyabb annál, mint amit egy melegebb évben (2000) lehetett kimutatni. Mivel mindkét madárfaj tápláléka (rovarok) és élőhelye (erdő) is hasonló, lehetséges, hogy az örvös légykapó nagyobb hatásfokkal tudja hasznosítani a felvett karotinoidokat. A különbség azonban abból is eredhet, hogy a tűlevelű erdőkben a hozzáférhető karotinoidok mennyisége általában alacsonyabb, mint lombhullató erdőkben (Slagsvold és Lifjeld 1985, Partali et al. 1987). A vízi növényeket és állatokat fogyasztó madárfajok tojásaiban általában jelentős mennyiségben fordul elő a β-karotin, a kantaxantin és az echinenon (3. táblázat), mivel ezek a pigmentek gyakoriak a tengeri és édesvízi halakban és gerinctelenekben (Rodriguez et al. 1976). Az örvös légykapó tojásaiban azonban viszonylag kis mennyiségű β-karotin volt, echinenont és kantaxantint pedig egyáltalán nem sikerült kimutatni. Az örvös légykapó tojássárgájának karotinoid összetétele nagyjából hasonló volt ahhoz, amelyet az ugyancsak rovarevő széncinegénél és kék cinegénél találtak (Partali et al. 1987, Biard et al. 2005). Ezeknél az énekesmadaraknál szintén a lutein volt a legnagyobb arányban előforduló pigment, kisebb mennyiségben pedig zeaxantint és β-karotint mutattak ki a sárgájában. A költési időszakban mind az örvös légykapók, mind a cinegék elsősorban hernyókat fogyasztanak, melyek karotinoid tartalmából nagyjából 80% a lutein, 17% a β-karotin és 3% a zeaxantin (Partali et al. 1987). Az örvös légykapó és a széncinege tojásaiban ennek a három pigmentnek a hasonló arányai valószínűleg arra vezethetők vissza, hogy az étrendjükben jelentős szerepet játszanak a hernyók. Az A-vitaminnak (retinol) jelentős szerepe van az embrió normális fejlődésében (Olson 1993, Gerster 1997, Zile 2004), azonban túl nagy mennyiségben csökkenti a kelési sikert, illetve hosszabb inkubációs időt, valamint fejlődési rendellenességeket okozhat pro-oxidáns aktivitásának köszönhetően (March et al. 1972, Surai et al. 1998b). Feltételezhetően ez az oka

54

annak, hogy a különböző madárfajok tojásaiban hasonló mennyiségben, és viszonylag alacsony koncentrációban található ez a zsíroldékony vitamin (6. táblázat). Az örvös légykapó tojásokban az E-vitamin koncentrációja hasonlóan magas volt az amerikai fehér gödény és a füles kárókatona tojásaiban talált értékekhez (6. táblázat), de sokkal magasabb, mint amit a heringsirály (Larus fuscus), nagy halfarkas, kanadai lúd (Branta canadensis), zebrapinty, és széncinege tojásokban mutattak ki (6. táblázat). Az E-vitamint a madarak csak kis mennyiségben képesek raktározni a májban (Surai et al. 1998b), ezért a sárgájába juttatott mennyiséget főként az szabja meg, hogy mennyi vitamint tudott felvenni a tojó a táplálékkal (Surai 2000). Azonban Surai et al. (1998a) eredményei arra utalnak, hogy abban is lehet különbség fajok között, hogy milyen hatékonysággal képesek ezt a vitamint a táplálékból felszívni és a sárgájába juttatni. Ennélfogva az örvös légykapó tojássárgájában kimutatott viszonylag magas E-vitamin koncentráció egyrészt a magas E-vitamin tartalmú táplálék, másrészt a hatékony E-vitamin felszívás következménye is lehet. Fajon belüli variáció a sárgája antioxidáns koncentrációjában A tojásképzés folyamán a tojók a különböző karotinoid raktárakból (máj, kültakaró, zsírszövet) a véráramba juttatják a pigmenteket, ezt jelzi az is, hogy ilyenkor a kültakaró képződményeinek (bőr, csőr) karotinoid-alapú színezete elhalványul (Burley et al. 1992, Negro et al. 1998, Blount et al. 2002a). Azonban a raktározott karotinoidok mennyisége feltételezhetően nem elegendő a tojásokhoz, ezért a karotinoidok folyamatos felvételére is szükség van. Az örvös légykapó tojók 2000-ben magasabb karotinoid koncentrációjú tojásokat raktak, mint a 2001-ben. Egy lehetséges magyarázat erre a különbségre az lehet, hogy 2000ben nagyobb mennyiségű karotinoidban gazdag táplálék állt a madarak rendelkezésére. Ebben az évben a tojásrakás időszakában melegebb volt az időjárás, és a hernyók elérhetősége is jobb volt. Hidegebb időben a madarak anyagcsere aktivitása megnő (Webster és Weathers 1988, Stevenson és Bryant 2000), ez pedig nagyobb számú szabad gyök képződéséhez vezethet, amely az antioxidáns rendszer aktivitását fokozhatja. Elképzelhető, hogy a nőstények ilyen körülmények között nem képesek nagy mennyiségű karotinoid pigmentet juttatni a tojásokba, mivel saját antioxidáns igényeik is megemelkednek. A karotinoid pigmentek limitációjára utal az az eredmény is, hogy 2001-ben a nagyobb sárgájú tojásokban nem volt több karotinoid pigment, míg 2000-ben igen.

55

A 2001-ben költő madarak tojásaiban szignifikánsan magasabb A-vitamin koncentrációt találtam, mint a 2000-ben költő madarakéiban. Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a tyúk mája akár 100 tojásra elegendő A-vitamint is képes raktározni (Surai et al. 1998b), ezért nem valószínű, hogy ez egy limitált tápanyag lenne a tojó számára. Mivel ez a zsíroldékony vitamin hatékony antioxidáns (Olson 1993), lehetséges, hogy amikor a többi antioxidáns elérhetősége korlátozott, a tojó megnöveli a sárgájában a koncentrációját. A karotinoid komponensek százalékos megoszlása szintén eltért a két év között. In vitro vizsgálatok alapján a zeaxantin és a karotinok hatékonyabb védelmet nyújtanak a szabad gyökök ellen, mint a lutein (Edge et al. 1997, Mortensen és Skibsted 1997, Sujak et al. 1999), ezért lehetséges, hogy amikor a karotinoidok mennyisége korlátozott, a tojó szelektíven megemeli ezeknek a típusoknak az arányát. Ismert, hogy a madarak többsége a xantofillokat jobb hatásfokkal képes felszívni, mint a karotinokat (Surai et al. 2001a), ezért elképzelhető, hogy abban az évben, amikor a karotinoidok elérhetősége jobb volt, a tojásokban található xantofillok mennyiségét nagyobb mértékben voltak képesek megemelni a madarak, mint a karotinokét. Tudomásom szerint ez az első olyan vizsgálat, melyben populáción belül a tojások karotinoid koncentrációjában különbséget mutattak ki évek között. Egy korábbi munkában Hõrak és munkatársai (2002) eltérő élőhelyen költő széncinegék tojásainak karotinoid koncentrációjában szintén különbséget találtak (6. táblázat). Ezenkívül a heringsirály különböző angliai populációi között is jelentős variáció volt a sárgája karotinoid koncentrációjában és összetételében (Royle et al. 1999, 2001, Blount et al. 2002a,b, Surai et al. 2001c, 3. táblázat). Úgy tűnik tehát, hogy a sárgájában található karotinoidok összetétele és koncentrációja nemcsak fajok között, de fajon belül is nagy változatosságot mutat, mely a környezeti körülmények térbeli és időbeli eltéréseire vezethető vissza. Ez az eredmény alátámasztja azt a feltételezést, mely szerint a karotinoidok elérhetősége a természetben limitált. Mindazonáltal, arról nincsenek ismereteink, vajon a karotinoidok jótékony hatásai egyenes arányban növekednek-e a koncentrációjukkal, vagy egy érték fölött már nem fejtenek ki erősebb élettani hatást a fejlődő embrióra. Éppen ezért nem jelenthetjük ki, hogy a 2000-es évben tapasztalt rendkívül magas karotinoid koncentráció a fiókák rátermettségét kedvezőbben befolyásolta, mint a 2001-es évi értékek. Hasznos kutatási terület lenne a jövőben azt megvizsgálni, hogy a viszonylag magas karotinoid koncentráció milyen élettani hatásokat fejt ki a fejlődő madárra.

56

Várakozásunkkal ellentétben, mely szerint a nagyobb fészekaljakban az antioxidánsok koncentrációja alacsonyabb lesz, nem sikerült kimutatni különbséget az 5, 6, és 7 tojásos fészkek átlagos karotinoid, A-vitamin és E-vitamin koncentrációja között. Úgy tűnik tehát, hogy a tojók elegendő antioxidánst tudtak felvenni 5, 6 vagy 7 tojás képzéséhez is. Másrészről elképzelhető, hogy a tojó antioxidáns készlete szerepet játszott abban a döntésben, hogy hány tojást rak a madár, és így a tojás száma és minősége közötti “trade-off”-ot ezzel a korrelatív megközelítéssel nem lehet kimutatni. Kapcsolat a sárgájában lévő egyes antioxidánsok között A karotinoidokat a májba, mely a fő karotinoid raktár, és más szövetekbe lipoproteinek szállítják (Furr és Clark 1997, Surai et al. 2001a). Mivel minden egyes karotinoid ugyanazt a szállítási útvonalat követi, elképzelhető, hogy befolyásolják egymást, és egy adott típus elérhetőségét módosítja, hogy milyen más típusok vannak jelen (Furr és Clark 1997, van den Berg 1999). Az örvös légykapó tojásaiban az egyes karotinoid komponensek közötti negatív kapcsolat hiánya nem támasztja alá azt a feltételezést, mely szerint a karotinoid típusok között élettani diszkrimináció lenne, vagy hogy bizonyos típusok gátolnák mások anyagcseréjét. Eredményeim azt mutatták, hogy a karotinok és a xantofillok közötti kapcsolat gyengébb, mint az egyes xantofillok közötti. Ennek hátterében lehetséges, hogy az áll, hogy az apoláros karotinok felszívása, szállítása és sárgájába juttatásának mechanizmusa némileg eltér a polárisabb xantofillokétól (Parker 1996, Furr és Clark 1997). Az örvös légykapó tojásokban az E-vitamin és a karotinoidok koncentrációja pozitívan korrelált egymással. Korábbi vizsgálatokból ismert, hogy ez a két antioxidáns szinergista módon hatékonyabb védelmet biztosít a szövetek számára az oxidatív károsodás ellen (Palozza és Krinsky 1992, Böhm et al. 1997), ezenkívül kimutatták, hogy a karotinoidok nagyobb mértékben stimulálják az ellenanyag termelést, amennyiben E-vitaminnal együtt történik a felszívódásuk (Tengerdy et al. 1990, Haq et al. 1996). Ennek megfelelően a tojó számára előnyös lehet, ha az E-vitamin depozícióját a tojásokba aszerint módosítja, hogy mennyi karotinoidot juttat a tojásokba. Egy másik lehetséges magyarázat lehet, hogy a karotinoidok serkentik az E-vitamin felhalmozást, ahogy ezt korábban a házityúknál megfigyelték (Surai és Speake 1998), feltehetően annak következtében, hogy karotinoidok a tokoferol gyököket képesek visszaalakítani aktív tokoferollá (Palozza és Krinsky 1992, Li et al. 1995, Böhm et al. 1997). Azt sem lehet kizárni azonban, hogy a karotinoidokban gazdag táplálékban nagy

57

mennyiségű E-vitamin is előfordul, és a két anyag koncentrációja közötti erős pozitív kapcsolat csupán ezt a jelenséget tükrözi. Sárgája karotinoid koncentrációja és proximális kényszerek A karotinoidok elérhetősége a madarak számára feltételezhetően limitált a természetben (Olson és Owens 1998, Møller et al. 2000), hiszen ismert, hogy fertőzés hatására a vérplazma karotinoid koncentrációja lecsökken (Ruff et al. 1974, Saino et al. 1999, Bortolotti et al. 2000, McGraw és Ardia 2003), illetve a kültakaró karotinoid-alapú pigmentációja is halványabb lesz (Thompson et al. 1997, Faivre et al. 2003, Saks et al. 2003). A tojó a tojásrakás során azzal a problémával szembesülhet, hogy mennyi karotinoidot juttasson a tojásokba, illetve mennyit tartson meg a saját szükségletei számára. A befektetés mértékét befolyásolhatja a tojó kondíciója és egészségi állapota, valamint a hozzáférhető exogén és endogén források mennyisége (Blount et al. 2002a,b, Saino et al. 2002b). Ennek megfelelően azt vártuk, hogy amikor a környezeti körülmények kedvezőbbek és a karotinoidokban gazdag táplálék bőséges, akkor a madarak magasabb pigment koncentrációjú tojásokat raknak. A költési időszak folyamán az örvös légykapó fő táplálékát a hernyók képezik, bár más ízeltlábúak (kétszárnyúak, pókok, poloskák) szintén fontos szerepet játszanak az étrendjükben (Löhrl 1976, Török 1986). Korábbi kutatások azt találták, hogy a hernyók elérhetősége pozitívan befolyásolta a széncinege fiókák karotinod-alapú sárga tollszínezetét (Slagsvold és Lifjeld 1985, Partali et al. 1987, Eeva et al. 1998), amely alapján a hernyókat jelentős karotinoid forrásnak lehet tekinteni. Partali et al. (1987) eredményei szerint a hernyókban található karotinoidok 80%-a lutein, 17%-a β-karotin, és 3%-a zeaxantin, tehát a hernyók viszonylag gazdagok luteinben és β-karotinban, viszont szegények zeaxantinban. Ezzel összhangban azt tapasztaltam, hogy azok az örvös légykapó tojók, melyek akkor költöttek, amikor a hernyók bőségesen álltak rendelkezésre, magasabb lutein és β-karotin koncentrációjú tojásokat raktak, míg a tojások zeaxantin koncentrációját a hernyók elérhetősége nem befolyásolta. A tojások zeaxantin koncentrációja a költési időszak során csökkenő tendenciát mutatott, melyre magyarázat lehet az, hogy a zeaxantint tartalmazó zsákmányállatok elérhetősége az idő előrehaladtával csökkent. Elképzelhető, hogy a mintázat mögött a növekvő költési denzitás és az ezzel összefüggő erőteljesebb versengés áll, melynek következtében a későn költő madarak kevesebb zeaxantinban gazdag táplálékhoz juthattak hozzá. Egy másik magyarázat lehet, hogy a későn költő egyedek gyengébb minőségűek voltak, mint a korán költők (Wiggins et al. 1994,

58

Garamszegi et al. 2004c). Eredményeim szerint azonban sem a tojó kondíciója, kora, testmérete, sem a vizsgált odú szomszédságában költő örvös légykapó párok száma nem állt kapcsolatban a tojások karotinoid koncentrációjával. Ez alapján úgy tűnik, hogy a költési idő és a tojások zeaxantin koncentrációja közötti negatív összefüggés hátterében nem a tojó minőségének vagy a szociális környezetnek a változása áll. Sárgája karotinoid koncentrációja és ultimális stratégiák A differenciális allokáció elméletével összhangban azt találtam, hogy a tojó eltérő mennyiségű β-karotint juttatott a tojásokba attól függően, mekkora volt a párja szárnyfoltja. Az örvös légykapó hímek fehér szárnyfoltja egy ivari szelekció alatt álló jelleg, melynek mind a hímek közötti versengésben (Garamszegi et al. 2006), mind az udvarló viselkedésben (Gustafsson et al. 1994) szerepe van. A szárnyfolt mérete kondíciófüggő, nagy heritabilitású és repetabilitású, ezenkívül pozitívan összefügg a hím várható élettartamával (Török et al. 2003, Hegyi et al., nem közölt kézirat). Ezek alapján a szárnyfoltméret a hím minőségét jelezheti. Eredményeim tehát arra utalnak, hogy a tojók több β-karotin pigmentet fektettek be a jobb minőségű hím utódaiba. Az is elképzelhető azonban, hogy jobb kompetíciós képességüknek köszönhetően (Garamszegi et al. 2006) a nagyobb szárnyfoltú hímek jobb minőségű területen tudtak odút foglalni, ahol a tojó több tápanyaghoz, köztük több β-karotinhoz juthatott hozzá a tojásképzés során. Ennek a feltételezésnek ellentmond viszont az az eredmény, hogy sem a tojások mérete, sem a sárgája lutein koncentrációja, mely egyébként a hernyókban és tojásokban legnagyobb mennyiségben előforduló karotinoid pigment (Partali et al. 1987, Hargitai et al. 2006a), nem függött össze a hímek szárnyfolt méretével. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a hím által elfoglalt odú környezetének minősége nem korlátozta a tojások minőségét, így a proximális magyarázat a szárnyfolt mérete és a tojások β-karotin koncentrációja közötti kapcsolatra kevésbé tűnik valószínűnek. Az is elképzelhető, hogy a különböző szárnyfoltméretű hímekkel eltérő minőségű tojók állnak párba, és ez okozza a tojások minőségében kimutatott különbséget. Azonban az örvös légykapónál a hím szárnyfoltmérete szerint sem a tojó kondíciója, kora, sem tarzuszmérete nem tért el. A szárnyfolt méretével ellentétben a hímek fehér homlokfoltjának mérete nem befolyásolta a tojások karotinoid tartalmát. A homlokfolt mérete szintén öröklődő és szexuálisan szelektált jelleg (Michl et al. 2002, Hegyi et al. 2002, 2006a), azonban a svéd populációval ellentétben (Qvarnström 1999) nálunk nem jelzi a hím kondícióját (Hegyi et al. 2002, 2006a). A hím

59

másodlagos nemi jellegeitől függő differenciális karotinoid befektetést eddig két másik tanulmányban figyelték meg (Saino et al. 2002b, Szigeti et al. 2006), azonban ezek közül egyik sem vizsgálta, vajon az egyes karotinoid típusok befektetési mintázata eltér-e. Mivel az egyes pigmentek biológiai tulajdonságai eltérőek lehetnek (Haq et al. 1996, Miller et al. 1996, Edge et al. 1997, Young és Lowe 2001), a jövőbeli vizsgálatokat a többi karotinoid típusra is ki kellene terjeszteni. A hímek kora összefüggést mutatott a tojások β-karotin koncentrációjával, habár az összefüggés iránya a differenciális allokáció elmélet jóslatával ellentétes volt. Mindazonáltal, amikor a sárgája tesztoszteron koncentrációját is bevittem a modellbe, a hím kora és a sárgája β-karotin koncentrációja közötti kapcsolat szignifikanciája eltűnt, a két biomolekula koncentrációja viszont erős pozitív kapcsolatot mutatott egymással. Kijelenhetjük tehát, hogy a két hím korcsoport között a sárgája β-karotin koncentrációja azért tért el, mivel a szubadult hímekkel párba állt tojók magasabb tesztoszteron koncentrációjú tojásokat raktak (Michl et al. 2005), és a β-karotin szint a tesztoszteron szinttel együtt változott. A sárgájában lévő tesztoszteron hormon kedvező hatást fejthet ki a fiókák növekedési rátájára, illetve kompetíciós képességére (Schwabl 1993, 1996, Eising et al. 2001, de lásd: Sockman és Schwabl 2000). Korábbi kutatásokból ismert, hogy a tojásban lévő magasabb tesztoszteron koncentráció hatására a fiókák nyaki izmai fejlettebbek lesznek (Lipar és Ketterson 2000) és táplálékkérő aktivitásuk megnő (Schwabl 1996, Eising és Groothuis 2003). A tojó a nagyobb tesztoszteron befektetésen keresztül, a fiókák növekedési rátáját és táplálékkérő aktivitását megnövelve ösztönözheti tapasztalatlan, szubadult párját a fokozottabb etetési gyakoriságra. Az intenzívebb tátogó viselkedés a szülőket (esetleg csak a hímet) gyakoribb etetésre készteti (Bengtsson és Rydén 1983, Kilner és Johnstone 1997, Ottoson et al. 1997, Rosivall et al. 2005b), ezzel pedig a tojó kompenzálhatja azt, hogy tapasztalatlan párja egy fordulóval esetleg kevesebb, vagy gyengébb minőségű táplálékot tud hordani, mint az előzőleg már költött, adult hímek (Sundberg és Larsson 1994, Sætre et al. 1995). A megemelt tesztoszteron szint azonban költséggel is jár, ugyanis a szteroidokról ismert, hogy elnyomják az immunrendszert (Grossman 1984, Råberg et al. 1998, Andersson et al. 2004), fokozzák az oxidatív stresszt, illetve az antioxidáns enzimek működését is gátolhatják (von Schantz et al. 1999). Elképzelhető tehát, hogy a magasabb tesztoszteron szintű tojásokba a tojó azért rakott több β-karotint, hogy a szteroid hormon lehetséges káros hatásait ezzel a befektetéssel ellensúlyozza. In vitro vizsgálatok eredményei alapján úgy tűnik, hogy a β-

60

karotin hatékonyabban képes a szinglet oxigén molekulákat átalakítani, illetve a szabad gyököket kioltani, mint a lutein vagy a zeaxantin (Miller et al. 1996, Edge et al. 1997, Mortensen és Skibsted 1997, de lásd Woodall et al. 1997, Young és Lowe 2001), valamint az immunrendszer működését is hatékonyabban stimulálja (Haq et al. 1996). Következésképpen lehetséges, hogy az örvös légykapó tojók szelektíven ennek a pigment típusnak a koncentrációját növelték meg annak érdekében, hogy javítsák utódaik életképességét. Egy alternatív magyarázat lehet a két biomolekula koncentrációja közötti pozitív kapcsolatra, hogy a β-karotin serkentette a tüszősejtek androgéntermelését, és így ezekben a tojásokban megnőtt a tesztoszteron szintje. Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a β-karotin fokozza a granulózasejtek progeszteronszintézisét és leadását (Talavera és Chew 1988, Weng et al. 2000) feltehetően azáltal, hogy megvédi az aktívan hormontermelő sejteket az oxidatív károsodástól. Ennek megfelelően elképzelhető, hogy a β-karotin a tesztoszteron produkciót is stimulálja, bár ilyen vizsgálatról nincs tudomásom. Sárgája immunglobulin koncentrációja és szülői minőség Eredményeim azt mutatták, hogy az örvös légykapó tojássárgájában lévő anyai eredetű immunglobulinok koncentrációja összefüggött a tojó kondíciójával, az anya kora vagy testmérete viszont nem befolyásolta azt. Az antitestek termelése és petesejtbe juttatása jelentős mennyiségű tápanyag, illetve antitest veszteséget jelent a tojó számára, ugyanis minden egyes tojás a tojó normál immunglobulin szintjének 10-20%-át tartalmazza (Kowalczyk et al. 1985). A tojó úgy ellensúlyozhatja ezt a veszteséget, hogy a tojásképzés időszakában fokozza az antitest termelést (Klasing 1998, Saino et al. 2001a). Az anyai immunrendszer intenzívebb működése azonban költséggel járhat, hiszen különböző tápanyagokra és ásványi anyagokra van hozzá szükség (Jackson et al. 1978, Klasing 1998, Møller et al. 1998, Alonso-Alvarez és Tella 2001). Ennek következtében, nagy mennyiségű immunglobulin előállítására és tojásba juttatására kizárólag a jó kondícióban lévő tojók lehetnek képesek, mivel ők több energiát vonhatnak el az önfenntartásból anélkül, hogy rontanák a sikeres fiókanevelés esélyét. Ezzel összhangban azt tapasztaltam, hogy a tojó vérplazma immunglobulin szintje és kondíciója között marginálisan szignifikáns pozitív kapcsolat volt. A magas plazma immunglobulin szint értelmezése nem világos, mivel egyrészt korábbi fertőzést (Gustafsson et al. 1994, Ots és Hõrak 1998), másrészt jó immunkapacitást (Saino et al. 2001b, Christe et al. 2001, Morales et al. 2004) is jelezhet. Hasonlóan Saino et al. (2001a) eredményeihez, az örvös

61

légykapónál a magasabb immunglobulin koncentráció a jobb fenotípusos minőségű tojókat jellemezte. Ezzel ellentétben Grindstaff et al. (2005) nem talált összefüggést a táplálék elérhetősége, a tojó tömege és a tojó vérplazmájában, illetve a tojásokban található immunglobulinok koncentrációja között. Azonban ebben a vizsgálatban csak a táplálék fehérje szintjét limitálták, nem a táplálék teljes mennyiségét, és a tanulmányozott faj egy fogságban tartott fészekhagyó madár volt. A magas heterophil granulocyta/lymphocyta (H/L) arányt hagyományosan a fokozottabb stressz jelzésének tekintik mind baromfival (Gross és Siegel 1983, Maxwell 1993), mind vadmadarakkal végzett vizsgálatokban (Hõrak et al. 1998, Ilmonen et al. 2003, Suorsa et al. 2004). Ismert, hogy a H/L arány számos stresszt okozó tényező (pl. éhezés, hőmérsékleti vagy szociális stressz) hatására megemelkedik (Maxwell 1993). Az örvös légykapónál a magasabb H/L arányú tojók kevesebb antitestet juttattak a tojásaikba. Ez az eredmény arra utalhat, hogy a stresszelt madarak számára kevesebb energia vagy tápanyag állt rendelkezésre, és így kevesebb antitestet tudtak termelni, mint a jobb egészségi állapotú tojók. A nagyobb stressz következtében a vérplazma kortikoszteron szintje megemelkedik (Sapolsky 1992), amelyről pedig kimutatták, hogy elnyomja az immunrendszert (Besedovsky és del Rey 1996, Deerenberg et al. 1997, Råberg et al. 1998). A fokozottabb stressz tehát ezen az útvonalon keresztül is csökkenthette az antitestek termelési rátáját. Eredményeim alapján a magasabb heterophil granulocyta számú madarak szintén alacsonyabb immunglobulin koncentrációjú tojásokat raktak. A heterophilia (megemelkedett heterophil granulocytaszám) fertőzésnek vagy gyulladásnak lehet a következménye (Maxwell 1993, Harmon 1998, Saks et al. 2003), eredményeim tehát azt sugallják, hogy a tojó gyenge egészségi állapota korlátozhatta a tojásba juttatható immunglobulinok mennyiségét. Korábbi eredményekkel összhangban (Brown et al. 1989, Blount et al. 2002a, Grindstaff et al. 2005) a sárgája immunglobulin koncentrációja és a tojó vérplazma immunglobulin szintje között pozitív korrelációt tapasztaltam, bár az összefüggés csak 2005-ben volt szignifikáns. Házityúknál azt találták, hogy a plazmában lévő gamma globulinok féléletideje meglehetősen rövid (nagyjából 36 óra, Patterson et al. 1962), elképzelhető tehát, hogy mire vért vettem az inkubáló madaraktól, megváltozott a vér immunglobulin szintje, ezért a várt kapcsolatot 2004ben már nem lehetett kimutatni. A 2005-ben megfigyelt pozitív összefüggés alátámasztja, hogy a tojó a keringésében lévő immunglobulin koncentráció függvényében juttatja a tojásba az ellenanyagokat.

62

A karotinoidok az immunrendszer szabályozásában és serkentésében is részt vesznek, továbbá megvédik a fehérvérsejteket a szabad gyökök káros hatásaitól (Møller et al. 2000, Chew és Park 2004), ezért azt várnánk, hogy pozitív kapcsolat lesz a két biomolekula plazma koncentrációja között. Az örvös légykapó tojók vérplazma karotinoid szintje azonban sem a plazma, sem a tojások immunglobulin koncentrációjával nem mutatott szignifikáns összefüggést. Ettől eltérő eredményt kaptak füsti fecskére és heringsirályra (Saino et al. 1999, Blount et al. 2002a), ahol a magasabb plazma karotinoid szint következtében a tojó vérplazma immunglobulin szintje lecsökkent, habár ez az eredmény ellentmond annak a feltételezésnek, hogy a magasabb immunglobulin szint a jobb immunkompetenciát jelzi. Jelenleg mindössze egy vizsgálatról van tudomásom saját munkámon kívül (Hargitai et al. 2006b), ahol a hím jellemzői és a tojó immunglobulin befektetése közötti kapcsolatot elemezték. Ebben azt észlelték, hogy a jobb minőségű hímmel párba állt tojók nagyobb mennyiségű antitestet juttattak a tojásaikba (Saino et al. 2002a). Az örvös légykapónál azonban nem sikerült bizonyítékot találnom arra, hogy a tojók a hím tulajdonságainak függvényében módosítanák a sárgája immunglobulin koncentrációját. Ennél a fajnál tehát nem lehetett

alátámasztani

az

immunglobulinok

differenciális

allokációját.

A

tojások

immunglobulin koncentrációja nem függött össze a tojásszámmal, ami arra utalhat, hogy a több tojást rakó tojók fokozottabb mértékben termeltek immunglobulinokat, hogy kielégítsék a nagyobb fészekalj szükségletét. A füsti fecskénél Saino és munkatársai (2002a) szintén nem tudtak szignifikáns összefüggést kimutatni a tojásszám és a tojások immunglobulin szintje között. Fészekaljon belüli mintázatok Tojásméret A tojásméret fészekaljon belüli növekedése gyakori jelenség kistestű madárfajoknál (Slagsvold et al. 1984, Slagsvold és Lifjeld 1989). Ez a mintázat azonban a környezeti körülmények változatosságának következtében évek között eltérhet (Mead és Morton 1985, Järvinen és Ylimaunu 1986, Jover et al. 1993). Eredményeim azt mutatták, hogy az örvös légykapónál a tojásméret fészekaljon belüli mintázata rugalmasan változik az egyes költési szezonok között. Azokban az években amikor a tojásrakást megelőző időszak hőmérséklete magasabb volt, a tojásméret fokozatosan növekedett az első és utolsó tojás között. Ezzel

63

ellentétben, kedvezőtlenebb körülmények között a tojásméret nem mutatott semmilyen tendenciát a lerakási sorrenddel. A fészken belüli mintázatot nem befolyásolta a tojó kora, testmérete, kondíciója, a hím tulajdonságai, a költéskezdés időpontja, a tojásrakás alatt mért hőmérséklet, illetve a tojásszám. Számos korábbi tanulmányban a tojásméret fészekaljon belüli varianciáját proximális okokra vezették vissza (Järvinen és Ylimaunu 1986, Slagsvold és Lifjeld 1989, Nilsson és Svensson 1993). A kistestű énekesek úgynevezett “bevételből költők” (“income breeder”), vagyis a tojások képzéséhez szükséges tápanyagokat a tojásrakás folyamán veszik fel (Meijer és Drent 1999). Mivel a táplálékkészlet a költési szezon során általában naponta gyarapodik (Perrins 1970, Daan et al. 1988), a tojók az egymást követő napokon feltehetően egyre nagyobb tojásokat képesek rakni. A tojásméret fészken belüli mintázatában megfigyelt évtípusok közötti különbség hátterében lehetséges, hogy az áll, hogy a tojó különböző környezeti viszonyok között eltérő mértékben képes megszerezni és mozgósítani a tojásképzéshez szükséges energiát. Más szavakkal, elképzelhető, hogy melegebb időben a tojók képesek növelni a lerakási sorrenddel a tojások méretét a naponta gyarapodó táplálékkészletnek köszönhetően (Perrins 1970, Daan et al. 1988). Azokban az években viszont, amikor a kora tavaszi időjárás hidegebb, valószínűleg kevesebb táplálék áll rendelkezésükre, illetve a zsákmánykészlet nagysága lassabban növekszik. Ennek megfelelően a tojók kisméretű tojásokat kénytelenek rakni. Ezt a proximális magyarázatot támasztják alá azok a korábbi eredmények, melyek szerint a fészken belüli variancia a költési idővel (Slagsvold és Lifjeld 1989, Magrath 1992, Ludvig 1993), a táplálékellátottsággal (Nilsson és Svensson 1993, Simmons 1994), illetve a tojásrakás előtti hőmérséklettel (Järvinen és Ylimaunu 1986, Magrath 1992) változik. Vizsgálatomban azonban azt tapasztaltam, hogy az azonos évtípusban költő madarak hasonló stratégiát követtek a költéskezdés időpontjától, illetve

a

tojásformálás

alatti

átlaghőmérséklettől

(vagyis

közvetett

módon

a

táplálékellátottságtól) függetlenül. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a tojásméret fészekaljon belüli mintázatát nem befolyásolták azok a környezeti tényezők, melyek a tojásrakás időszakában uralkodtak. Azonban azt sem lehet kizárni, hogy a táplálékkészlet napi növekedésének mértéke és üteme sokkal hangsúlyosabban eltért a két évtípus között, mint az egyes évtípusokon belül, ami pedig az évkategóriákon belül állandó mintázatot eredményezhetett.

64

A tojásméret fészekaljon belüli mintázata adaptív módon is magyarázható, nevezetesen, mint egy anyai stratégia, melyet az év minősége befolyásol. Azokban az években amikor április második felében melegebb volt az idő, a költési helyre érkező madarak kedvezőbb körülményeket találtak, és korábban elkezdtek költeni. A korai környezeti viszonyok nem csupán közvetlen módon hathatnak a madarak energiaszintjére, hanem jelzésként is szolgálhatnak, amely alapján a madarak meg tudják becsülni a fiókanevelési időszakban várható táplálékkészlet nagyságát (Lack 1954, Arnold 1994, Nager et al. 1997). Ebben az esetben az egyik lehetőség, hogy a tojók a tojásszámot módosítják arra az értékre, amennyi fiókát feltehetően sikeresen fel tudnak majd nevelni (Gustafsson és Sutherland 1988, van Noordwijk et al. 1981, Boyce és Perrins 1987, Nilsson 1991). Az örvös légykapónál azonban az évi átlagos tojásszám független volt a táplálékellátottságtól (Török et al. 2004), illetve a kora tavaszi átlaghőmérséklettől (jelen vizsgálat). Úgy tűnik tehát, hogy a madarak számára a korai környezeti viszonyok nem szolgálnak egyértelmű és megbízható jelzésként a jövőbeli táplálékelérhetőséget illetően. Ezért ahelyett, hogy visszafordíthatatlan döntést hoznának azzal, hogy megváltoztatják a tojásszámot, adaptívabb lehet a tojásméret fészekaljon belüli mintázatának variálása aszerint, milyen évminőséget jósolnak a nem teljesen megbízható korai tényezők. Kedvezőbb években az örvös légykapó tojásmérete fészekaljon belül növekedett, ami egy adaptív anyai mechanizmus lehet az utolsóként kelő fióka túlélési esélyeinek javítására olyan viszonyok között, melyek az egész fészekalj felnevelését lehetővé teszik (“fészekalj túlélés” stratégia; Howe 1976, Clark és Wilson 1981, Slagsvold et al. 1984). A többlet tápanyag segítségével az utolsóként kikelt fiókák várhatóan tovább képesek életben maradni a kompetitív környezetben, így lehetőségük van arra, hogy kedvező táplálékellátottság esetén be tudják hozni a lemaradásukat. Rosivall és munkatársai (2005a) kimutatták, hogy az utolsó, nagyobb tojásból kelő fiókák nagyjából 6%-kal nagyobb tömegűek keléskor, mint a testvéreik, ami elősegíti, hogy kirepülésre felzárkózzanak a többiekhez, és így az egész fészekalj életben maradjon kirepülés után (Lindén et al. 1992). Azokban az években viszont amikor a költési időszak elején alacsonyabb volt a hőmérséklet, a tojók nem raktak nagyobb utolsó tojásokat. Ezekben az években a táplálékelérhetőség a fiókanevelés időszakában valószínűleg nem elegendő ahhoz, hogy az összes fiókát fel tudják nevelni a szülők, így adaptív lehet, ha a legkisebb, utolsóként kelő fiókát feláldozzák a többi utód érdekében (“fészekalj redukció” stratégia; Lack 1954, Slagsvold et al. 1984). Amennyiben azonban a környezeti körülmények

65

kedvezőbbé válnának annál, mint amit a korai viszonyok jeleztek, a tojónak lehetősége lesz arra, hogy az utolsó fiókát is felnevelje, és így növelje szaporodási sikerét. A két évtípus fióka mortalitását összehasonlítva azt tapasztaltam, hogy az 1 fiókát vesztő fészkek aránya nagyobb volt a kedvezőtlenebb, mint a kedvezőbb években, míg a több fiókát vesztő fészkek aránya nem tért el a két évtípus között. Eredményeim szerint azokban a fészkekben, ahol a kedvezőtlenebb években több fióka elpusztult, az utolsó tojás szignifikánsan kisebb volt a többi tojásnál, míg ahol nem volt mortalitás, ott nem volt csökkenés a tojásméretben. A fészekaljon belül csökkenő tojásméret tehát valóban elősegítette a fészekalj redukciót. Abban az esetben, ha a kedvezőtlenebb évtípusban tapasztalt gyakori fészekalj redukció előnyös, azt várjuk, hogy az 1 fiókát vesztő fészkekben a túlélő fiókák kirepülési tömege nagyobb lesz, mint a mortalitás nélküli fészkekben felnövő fiókáké (Lack 1954). Ezzel ellentétben, a 13 napos átlagos fiókatömeg a részleges fészekaljpusztulás nélküli fészkekben volt a legmagasabb, míg a több fiókát vesztő fészkekben a legalacsonyabb. Ez az eredmény arra utal, hogy a kedvezőtlen évben megfigyelt fészekaljon belüli tojásméret mintázat nem adaptív stratégia, hanem táplálékhiány következtében alakulhatott ki (lásd még Szöllősi et al., nem közölt kézirat). A kedvezőbb években tapasztalt tojásméret növekedés hátterében azonban mind proximális tényezők, mind ultimális stratégia is állhat. Az örvös légykapóra kapott eredményekhez hasonlóan más fajoknál (pl. északi csónakfarkú (Quiscalus quiscula), sárgafejű királyka (Regulus regulus), zebrapinty) szintén azt találták, hogy az utolsónak lerakott tojások mérete nagyobb volt (Howe 1976, Haftorn 1986, Royle et al. 2003) Ezeknél a fajoknál – az örvös légykapóhoz hasonlóan – aszinkron kelés tapasztalható, a tojások méretének növekedése ennek a hatását enyhítő, illetve a szaporodási siker egy finomabb szabályozását lehetővé tevő mechanizmus lehet. Számos sirályalakúnál (Lariformes), köztük a heringsirálynál és a küszvágó csérnél (Sterna hirundo), ezzel ellentétben azt találták, hogy a lerakási sorrenddel a tojások és tojássárgáják mérete csökkent (Blair Bollinger 1994, Royle et al. 1999). Úgy tűnik, hogy ezeknél a fajoknál az anya az első (legnagyobb reprodukciós értékű) tojásba való nagyobb mértékű befektetésével a kelési aszinkronitás hatását inkább felerősíti, mint enyhíti. A megfigyelt jelenségre egy másik lehetséges magyarázat lehet, hogy kedvezőbb években, amikor a kora tavaszi hőmérséklet magasabb és a táplálékellátottság jobb volt, a tojók még a tojásrakás befejezése előtt elkezdték költeni a tojásokat. Ennek hátterében az a kényszer is állhat, hogy melegebb időben a tojások életképessége idővel gyorsabban romlik (Stoleson és

66

Beissinger 1995). Ezzel ellentétben, hidegebb években a táplálék limitáltság és a hőszabályozás nagyobb energiaigénye korlátozhatta azt az energiát, melyet a tojók az inkubálásra tudtak fordítani (Slagsvold és Lifjeld 1989, Nilsson 1993), illetve a fent említett kényszer sem állt fenn. Következésképpen, a fészekalj kelési aszinkronitása nagyobb mértékű lehet kedvezőbb években. Rosivall és munkatársai (2005a) valóban azt találták, hogy melegebb évben a fiókák nagyobb eltéréssel keltek, mint egy átlagos évben. Kék cinegénél Nilsson és Svensson (1993) kimutatta, hogy azok a tojók, melyek hamarabb kezdtek el ülni a tojásaikon, nagyobb méretű utolsó tojást raktak. A tojók tehát aszerint módosíthatják a tojásméret fészken belüli mintázatát, hogy a kelési aszinkronitás mértéke várhatóan milyen lesz. Ebben az esetben, nem lehet világosan elválasztani a proximális és ultimális magyarázatokat. Karotinoid koncentráció A sárgája karotinoid koncentrációjának fészekaljon belüli mintázatát csak az utóbbi időben kezdték el vizsgálni, bár ez a befektetés rendkívül nagy hatással lehet a fészekalj kirepülési sikerére. Royle és munkatársai (1999) a heringsirálynál a lerakási sorrenddel csökkenő karotinoid koncentrációt mutattak ki, majd ezt az eredményt más vizsgálatok is megerősítették (Royle et al. 2001, Blount et al. 2002a). Ennél a fajnál gyakori a fészekalj redukció, vagyis az utolsóként kikelt fióka éhezés következtében nem ritkán elpusztul. Az antioxidáns és immunstimuláns karotinoidok a fióka túlélési esélyét számottevően befolyásolhatják, így elképzelhető, hogy a csökkenő karotinoid koncentráció egy anyai stratégia a fészekalj redukció serkentésére (Royle et al. 1999). A karotinoidok az ellentétes mintázatot mutató immunszupresszív és oxidatív stresszt kiváltó tesztoszteronnal közösen elősegíthetik, hogy változó táplálékellátottság esetén is maximalizálni tudja a tojó a szaporodási sikerét (Royle et al. 2001). Hasonlóképpen, a zebrapintynél (Royle et al. 2003) és a széncinegénél (Hõrak et al. 2002) az összkarotinoid koncentrációja, míg a füsti fecskénél (Saino et al. 2002b) a legnagyobb mennyiségben jelen lévő karotinoid (lutein) koncentrációja a tojások lerakási sorrendjével csökkent. Az örvös légykapónál a lutein koncenrációja nem mutatott szignifikáns mintázatot fészekaljon belül, habár az utolsó tojásban kissé magasabb volt a pigment koncentrációja. Eredményeim azt jelezték, hogy az örvös légykapó tojásokban a β-karotin koncentrációja a tojások lerakási sorrendjével növekedett. A mintázat hátterében elképzelhető, hogy a β-

67

karotinban gazdag táplálékforrások elérhetőségének napi gyarapodása áll. A fészekaljak átlagos β-karotin szintje azonban nem változott a költési szezon során, ezért a proximális magyarázatot kevésbé valószínűnek lehet tekinteni. Korábbi tanulmányokban, ahol a tojó táplálékának karotinoid tartalmát megnövelték, szintén nem tapasztaltak változást a fészekaljon belüli karotinoid mintázatban (Blount et al. 2002a, Royle et al. 2003). Az ultimális magyarázat alapján az örvös légykapó “fészekalj túlélés” szaporodási stratégiát folytat, ami a korábbi vizsgálatok eredményeivel összhangban van (Cichoń 1997, Hargitai et al. 2005, Rosivall et al. 2005a). Az örvös légykapó fiókák aszinkron kelnek (Rosivall et al. 2005a), és ennek következtében a legkisebb fióka hátrányba kerül testvéreihez képest. Az utolsónak kikelt fióka feltételezhetően nagyobb stressznek van kitéve, mivel a táplálékért folytatott versengésben hátrányban van testvéreihez képest (Price és Ydenberg 1995, Cotton et al. 1999, Saino et al. 2001b), ez pedig leronthatja egészségi állapotát. A tojó a karotinoid koncentráció fészekaljon belüli változtatásával növelheti az utolsó fiókák oxidatív stresszel, illetve kórokozókkal szembeni ellenálló képességét. Habár a β-karotin koncentrációja csupán enyhe mértékben emelkedett (2,8 μg/g-al az első tojáshoz képest), amely az átlagos összkarotinoid koncentráció 2,1%-a, nem lehet kizárni, hogy ennek a mennyiségnek is jelentős hatása van a fióka fitneszére, hiszen az utolsó tojás βkarotin koncentrációja 60%-kal magasabb volt, mint az első tojásé. Az egyes karotinoid típusok eltérő hatékonysággal működhetnek, a β-karotinról pedig in vitro kísérletekben kimutatták, hogy hatékonyabban képes a szabad gyököket kioltani, illetve az immunrendszer működését serkenteni, mint a lutein (Haq et al. 1996, Miller et al. 1996, Edge et al. 1997, Mortensen és Skibsted 1997). Ráadásul, annak következtében, hogy a madarak a xantofillokat nagyobb hatásfokkal képesek felszívni, mint a karotinokat (Surai et al. 2001a), a β-karotin tojásba juttatása költségesebb lehet a tojó számára, és a tojásban várhatóan alacsonyabb koncentrációban lesznek jelen a karotinok a xantofillokhoz képest. A fő karotinoid típus (lutein) koncentrációja szintén magasabbnak tűnt az utolsó tojásban, habár a fészekaljon belüli mintázat nem volt szignifikáns, feltehetően a nagy szórás miatt. Az első és utolsó tojás lutein koncentrációja közötti különbség 24,7 μg/g volt, amely a lutein koncentráció 22%-os emelkedésének felel meg. Mindazonáltal, további vizsgálatokra lenne szükség, hogy megállapíthassuk, vajon a karotinoid koncentráció fészekaljon belüli növekedése jelentősen befolyásolta-e az utolsó fióka életképességét.

68

A karotinoidok közül a β-karotin az A-vitamin fő prekurzora (Surai et al. 2001a), és úgy tűnik, hogy a sárgájában tárolt β-karotint a fióka az A-vitamin forrásaként is hasznosítja (Mora et al. 2004). A fejlődő embrió számára az A-vitamin hiány rendkívül súlyos következményekkel járhat (Gerster 1997, Zile 2004), ugyanakkor az A-vitamin többlet szintén károsodásokat okozhat, ugyanis csökkent kelési sikert, fejlődési rendellenességeket, megnövekedett oxidatív stresszt, illetve csökkent immunkompetenciát eredményezhet (March et al. 1972, Friedman és Sklan 1997, Surai et al. 1998b). Lehetséges tehát, hogy a tojó a βkarotin koncentrációjának megemelésével nagyobb mennyiségben látja el utódait az A-vitamin előanyagával, így egyrészt elkerülheti, hogy a magas A-vitamin szint károsan befolyásolja az embriók fejlődését, ugyanakkor az A-vitamin hiányának kialakulását is megelőzheti. Immunglobulin koncentráció Az örvös légykapó tojók több immunglobulint juttattak az utolsó tojásba, mely egy adaptív stratégia lehet a legkisebb fióka életképességének és fertőzésekkel szembeni ellenálló képességének javítására. Ezzel összhangban füsti fecskénél azt találták, hogy a később kelt fiókák plazma immunglobulin szintje magasabb volt, mint a testvéreiké, valamint a T-sejtes immunválaszuk is erőteljesebb volt (Saino et al. 2001b).

A magas anyai eredetű

immunglobulin koncentráció az utódok növekedési rátáját is befolyásolhatja azáltal, hogy csökkenti a saját immunválasz kialakításának költségeit, és ennek következtében több energia marad a növekedésre és fejlődésre. Széncinegénél kimutatták, hogy azoknak a tojóknak az utódai, melyeket a költést megelőzően külső parazitának tettek ki, gyorsabban növekedtek, és nagyobb túlélési valószínűségük volt, feltehetően a tojás magasabb ellenanyag szintjének köszönhetően (Heeb et al. 1998, Buechler et al. 2002). Következésképpen, a magasabb antitest koncentráció az utolsó tojásból származó fióka számára egyrészt fokozottabb védelmet biztosíthat a kórokozók ellen, másrészt elősegítheti a gyorsabb növekedést. A gyorsabb korai fejlődés eredményeképpen az utolsó fióka felzárkózhat testvéreihez, és így megnőhet annak a valószínűsége, hogy a teljes fészekalj túlél kirepülés után (Lindén et al. 1992). Bizonyos sirályfajoknál azt tapasztalták, hogy a tojások immunglobulin szintje a lerakási sorrenddel csökkent (Blount et al. 2002a, Müller et al. 2004). Ez a befektetési mintázat a “fészekalj redukciós” stratégiának felelhet meg, ahol a tojó csökkenti az utolsó fiókába való befektetését, és így kedvezőtlen viszonyok között az utolsó fióka gyorsan elpusztulhat. Hasonló módon a sirályoknál a tojások karotinoid koncentrációja, valamint a tojások mérete is

69

csökken a lerakási sorrenddel (Royle et al. 1999, Blount et al. 2002a). Az örvös légykapónál azonban a tojások β-karotin koncentrációja (Török et al. 2006), illetve a tojások mérete (Cichoń 1997, Hargitai et al. 2005, Rosivall et al. 2005a) is növekszik a lerakási sorrenddel, amely azt támasztja alá, hogy ez a faj “fészekalj túlélés” stratégiát folytat.

KITEKINTÉS Az elmúlt évek kutatásai alapján lassan világossá válik, hogy a genetikai tényezőkön túl az anya makro- és mikrotápanyag befektetése a tojásokba szintén számottevő hatással lehet az utódok kompetíciós képességére, egészségi állapotára és rátermettségére, így mindenképpen érdemes folytatni a kutatásukat. Vizsgálati eredményeim további izgalmas kérdésekhez vezetnek az anyai tojásrakás előtti befektetésekkel kapcsolatban. Felmerülhet a kérdés, vajon a bioaktív anyagok befektetése mennyiben jelent “trade-off”-ot a tojó számára? Más szavakkal, az immunglobulinok befektetése a tojásokba csökkenti-e a tojó parazitákkal és betegségekkel szembeni ellenálló képességét, illetve a karotinoidok befektetése gyengíti-e a tojó antioxidáns védelmi rendszerét? A sárgájában lévő karotinoidok és immunglobulinok hatását a fióka fejlődésére, immunkompetenciájára, egészségi állapotára és túlélési valószínűségére még kevéssé vizsgálták vadmadár fajoknál, érdemes lenne tehát kísérletes megközelítésben megvizsgálni ezeket a problémákat. Továbbra sem ismert, hogy milyen koncentrációjú karotinoidra, illetve immunglobulinra van szükség ahhoz, hogy a fióka sikeresen fejlődjön, és mely érték fölött nincs már többlet jótékony hatásuk a fejlődő embrióra. További kérdés lehet, vajon található-e valamilyen összefüggés a tojások makro- és mikrotápanyag tartalma és az utód ivara között, illetve másképp fektet-e be a tojó a szociális párjától és az extra-pár hímtől származó fiókákba. Azok az élettani mechanizmusok, melyek lehetővé teszik a karotinoidok és immunglobulinok differenciális depozícióját az egyes petesejtekbe, még nem ismertek, és tisztázásuk további kutatómunkát igényel. A kék cinege és a széncinege hasonló élőhelyen költ, mint az örvös légykapó, és mind a három faj rovarokkal, elsősorban hernyókkal táplálkozik a szaporodási időszakban. Érdemes lenne megállapítani, hogy genetikai vagy inkább környezeti tényezők játszanak-e nagyobb szerepet a madártojásban lévő karotinoidok összetételének meghatározásában. Van-e eltérés az azonos helyen költő cinegék és az örvös légykapó karotinoid befektetésében, illetve azonos faj különböző populációi között módosul-e ez a befektetés. Azt is érdemes lenne megvizsgálni, 70

vajon az erdőben előforduló hernyók, poloskák, pókok és egyéb ízeltlábúakban milyen karotinoid típusok fordulnak elő, és milyen mennyiségben, hogy megállapíthassuk, melyik táplálékforrás limitálja leginkább a karotinoidok elérhetőségét rovarevő énekesmadarak számára. A magas költési denzitás hatására megnőhet az egyedek közötti agresszió mértéke, mely megemelheti a tojó tesztoszteron, illetve kortikoszteron szintjét, ez pedig elnyomhatja az immunrendszer és az antioxidáns védelem működését. Hasznos lenne tehát megvizsgálni, vajon a magas költési denzitás befolyásolja-e a tojásban lévő hormonok, karotinoidok és immunglobulinok mennyiségét. Eredményeim alapján a sárgája tesztoszteron és β-karotin szintje pozitívan korrelált. További vizsgálatok kérdése lehet, hogy vajon a tojássárgája magas β-karotin szintje képes-e ellensúlyozni a tesztoszteron immunrendszert elnyomó és oxidatív stresszt indukáló káros hatásait? Az örvös légykapónál a tojásméret fészekaljon belüli mintázatát nagymértékben befolyásolta az adott év minősége. Kérdésként felvetődhet, vajon a karotinoid és immunglobulin koncentráció fészken belüli mintázatában szintén kimutatható-e ilyen évhatás. Ezenkívül az is további kutatást igényel, hogy a tojások lerakási sorrendjével növekvő befektetés valóban jelent-e rátermettség előnyt az utolsó fióka számára, vagy ez a mintázat nem más, mint csupán valamilyen élettani mechanizmus mellékterméke. Érdemes lenne megvizsgálni, vajon hidegebb években, amikor a tojásméret fészekaljon belül nem növekszik a sorrenddel, a fiókák aszinkron vagy szinkron kelnek-e melegebb évekhez viszonyítva. Amennyiben aszinkron módon kelnek, kérdés lehet, hogy a tojásméretnek ez a fajta mintázata adaptív-e, vagyis az utolsó fióka pusztulása elősegíti-e, hogy a többi fióka jobb kondícióban repüljön ki, vagy csak valamilyen környezeti kényszer miatt nem tudja a tojó növelni a tojások méretét a lerakási sorrenddel. A tojásrakás előtti anyai befektetéseket befolyásoló proximális és ultimális tényezők, valamint azok az élettani mechanizmusok, melyek lehetővé teszik, hogy a tojó differenciális módon fektessen be az egyes tojásokba, illetve a tojássárgájában lévő tápanyagok, antioxidánsok és ellenanyagok rátermettségre gyakorolt hatásainak vizsgálata tehát még sok, felfedezésre váró választ tartogat a kutatók számára.

71

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Először is szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek, Dr. Török Jánosnak a lehetőségért, hogy a

Viselkedésökológiai Csoportban ezzel a

nagyszerű

témával

foglalkozhattam, kritikus szakmai irányításáért, továbbá a terepi munkában nyújtott segítségéért. Szakdolgozati munkám megkezdése óta mindvégig számíthattam türelmes és segítőkész támogatására. Köszönöm ezen túl Török Jánosnak viselkedésökológiai ismereteim gyarapítását, valamint hasznos megjegyzéseit és javaslatait e dolgozattal, illetve a témában készült

kéziratokkal

kapcsolatban.

Köszönettel

tartozom

valamennyi

szakdolgozó,

doktorandusz hallgató és az elmúlt évek folyamán PhD fokozatot szerzett társamnak (Garamszegi László Zsolt, Hegyi Gergely, Herényi Márton, Könczey Réka, Láng Katalin, Michl Gábor, Ónodi Ágnes, Pomozi Virág, Rosivall Balázs, Szigeti Beáta, Szöllősi Eszter, Tóth László), akik részt vettek a terepi adatgyűjtésben, illetve segítettek a terepi munkában. Közülük is kiemelném Hegyi Gergely és Rosivall Balázs nevét, akik nagy segítséget nyújtottak

az

adatok

feldolgozásához

szükséges

megfelelő

statisztikai

módszer

kiválasztásában, és értékes ötletekkel és tanácsokkal láttak el a kéziratok elkészítése során. Hálás vagyok Dr. Prechl Józsefnek, akinek kitartó és ötletgazdag segítsége nélkül az immunglobulinok meghatározásához szükséges módszer kidolgozása nem valósulhatott volna meg. Köszönet illeti ezenkívül az Immunológiai Tanszék vezetőjét, Dr. Erdei Annát, hogy lehetővé tette a laboratóriumok használatát. Köszönöttel tartozom az Immunológiai Tanszék dolgozóinak, közülük is kiemelném Greff Zsuzsa nevét, akitől rengeteg segítséget kaptam a laboratóriumi munkák során, illetve hallgatóinak, valamint M. Pihlajának, J. Sendeckának, H. Siitarinak, és E. Virtanennek, hogy hasznos javaslatokkal láttak el a meghatározást illetően. Hálás vagyok Dr. Matus Zoltánnak, továbbá Nyers Éva és Herczeg Erika asszisztenseknek a tojásminták karotinoid tartalmának meghatározásáért, valamint, hogy bevezettek a HPLC-s karotinoid meghatározás rejtelmeibe. Köszönet illeti Dr. Péczely Pétert és munkatársait a tojásminták tesztoszteron tartalmának analíziséért. A fehérvérsejtek meghatározásához Szabó Zoltán és Szalmás Anita adott segédanyagokat, melyek nagy segítséget jelentettek a mikroszkópos vizsgálat során. A mikroszkóp használatáért Dr. Dózsa-Farkas Klárának mondok köszönetet. A kéziratok segítőkész véleményezéséért hálával tartozom a következőknek: M. Cichoń, T. Slagsvold, E.K. Bollinger, J.D. Blount, P. Hõrak, N.J. Royle, B.K. Speake, P.F. Surai, A.P. Møller, H. Siitari, illetve mindazoknak a névtelen bírálóknak, 72

akik véleményezték a benyújtott kéziratokat. Köszönöm az ELTE Biológia doktori iskola vezetőjének, Dr. Erdei Annának, a Zootaxonómia, Állatökológia, Hidrobiológia doktori program vezetőjének, Dr. Dózsa-Farkas Klárának, valamint az Állatrendszertani és Ökológiai Tanszék munkatársainak, hogy lehetőséget adtak doktori munkám elvégzésére. A kutatásokhoz az alábbi pályázatok nyújtottak anyagi támogatást: OTKA T32882, T34880, T47215, T49650, T49678, illetve FKFP 0304/2000, 0021/2002. Köszönetemet szeretném kifejezni ezenkívül a Pilisi Parkerdő Zrt.-nek, valamint az Országos Meteorológiai Szolgálatnak is. Végül, de nem utolsó sorban, hálával tartozom édesanyámnak, hogy mindvégig nagy türelemmel támogatott.

73

IRODALOMJEGYZÉK Alonso-Alvarez, C, Bertrand, S., Devevey, G., Prost, J., Faivre, B., Sorci, G. 2004. Increased susceptibility to oxidative stress as a proximate cost of reproduction. Ecology Letters 7: 363-368. Alonso-Alvarez, C., Tella, J.L. 2001. Effects of experimental food restriction and body-mass changes on avian T-cell mediated immune response. Canadian Journal of Zoology 79: 101105. Andersson, S., Uller, T., Löhmus, M., Sundström, F. 2004. Effects of egg yolk testosterone on growth and immunity in a precocial bird. Journal of Evolutionary Biology 17: 501-505. Apanius, V. 1998. Ontogeny of immune function. in Avian Growth and Development: Evolution within the Altricital-Precocial Spectrum. (eds. J.M. Starck, R.E. Ricklefs), pp. 203-222. Oxford University Press, New York. Arnold, T.W. 1994. Effect of supplemental food on egg production in American Coots. Auk 111: 337-350. Barua, A., Yoshimura, Y., Tamura, T. 1998. Effects of ageing and oestrogen on the localization of immunoglobulin-containing cells in the chicken ovary. Journal of Reproduction and Fertility 114: 11-16. Bendich, A. 1989. Carotenoids and the immune response. Journal of Nutrition 119: 112-115. Bengtsson, H., Rydén, O. 1983. Parental feeding rate in relation to begging behavior in asynchronously hatched broods of the Great Tit Parus major. Behavioral Ecology and Sociobiology 12: 243-251. Bernardo, J. 1996a. Maternal effects in animal ecology. American Zoologist 36: 83-105. Bernardo, J. 1996b. The particular maternal effect of propagule size, especially egg size: patterns, models, quality of evidence and interpretations. American Zoologist 36: 216-236. Bertram, J.S. 2004. Induction of connexin 43 by carotenoids: functional consequences. Archives of Biochemistry and Biophysics 430: 120-126. Besedovsky, H.O., del Rey, A.E. 1996. Immune-neuroendocrine interactions: facts and hypotheses. Endocrine Reviews 17: 64-97. Biard, C., Surai, P.F., Møller, A.P. 2005. Effects of carotenoid availability during laying on reproduction in the blue tit. Oecologia 144: 32-44.

74

Blair Bollinger, P. 1994. Relative effects of hatching order, egg size variation, and parental quality on chick survival in common terns. Auk 111: 263-273. Blomquist, D., Johansson, O.C., Gotmark, F. 1997. Parental quality and egg size affect chick survival in a precocial bird, the Lapwing Vanellus vanellus. Oecologia 110: 18-24. Blount, J.D., Metcalfe, N.B., Birkhead, T.R., Surai, P.F. 2003. Carotenoid modulation of immune function and sexual attractiveness in zebra finches. Science 300: 125-127. Blount, J.D., Surai, P.F., Houston, D.C., Møller, A.P. 2002b. Patterns of yolk enrichment with dietary carotenoids in gulls: the roles of pigment acquisition and utilization. Functional Ecology 16: 445-453. Blount, J.D., Surai, P.F., Nager, R.G., Houston, D.C. Møller, A.P., Trewby, M.L., Kennedy, M.W. 2002a. Carotenoids and egg quality in the lesser black-backed gull Larus fuscus: a supplemental feeding study of maternal effects. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 269: 29-36. Bortolotti, G.R., Negro, J.J., Surai, P.F., Prieto, P. 2003. Carotenoids in eggs and plasma of red-legged partridges: effects of diet and reproductive output. Physiological and Biochemical Zoology 76: 367–374. Bortolotti, G.R., Tella, J.L., Forero, M.G., Dawson, R.D., Negro, J.J. 2000. Genetics, local environment and health as factors influencing plasma carotenoids in wild American kestrels (Falco sparverius). Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 267: 1433-1438. Boyce, M.S., Perrins, C.M. 1987. Optimizing great tit clutch size in a fluctuating environment. Ecology 68: 142-153. Böhm, F., Edge, R., Land, E.J., McGarvey, D.J., Truscott, T.G. 1997. Carotenoids enhance vitamin E antioxidant efficiency. Journal of the American Chemical Society 119: 621–622. Britton, G. 1995a. Structure and properties of carotenoids in relation to function. FASEB Journal 9: 1551-1558. Britton, G. 1995b. UV/Visible spectroscopy. in Carotenoids: Spectroscopy. (eds. G. Britton, S. Liaaen-Jensen & H. Pfander), pp. 13-63. Birkhäuser Verlag, Basel. Brooks, R., Kemp, D.J. 2001. Can older males deliver the good genes? Trends in Ecology and Evolution 16: 308-313. Brown, J., Resurreccion, R.S., Dickson, T.G., Horne, A. 1989. The relationship of egg yolk and serum antibody. I. Infectious bursal disease virus. Avian Diseases 33: 654-656.

75

Brush, A.H. 1990. Metabolism of carotenoid pigments in birds. FASEB Journal 4: 2969-2977. Bryant, D.M. 1975. Breeding biology of House Martins Delichon urbica in relation to aerial insect abundance. Ibis 117: 180-216. Buechler, K., Fitze, P.S., Gottstein, B., Jacot, A., Richner, H. 2002. Parasite-induced maternal response in a natural bird population. Journal of Animal Ecology 71: 247-252. Burley, N. 1986. Sexual selection for aesthetic traits in species with biparenal care. American Naturalist 127: 415-445. Burley, N. 1988. The differential-allocation hypothesis: an experimental test. American Naturalist 132: 633-628. Burley, N.T., Price, D.K., Zann, R.A. 1992. Bill color, reproduction and condition effects in wild and domesticated zebra finches. Auk 109: 13-23. Campbell, T.W. 1988. Avian Hematology and Cytology. Iowa State University Press, Ames. Carlier, Y., Truyens, C. 1995. Influence of maternal infection on offspring resistance towards parasites. Parasitology Today 11: 94-99. Chapple, I.L.C. 1997. Reactive oxygen species and antioxidants in inflammatory diseases. Journal of Clinical Periodontology 24: 287–296. Chew, B.P. 1995. Antioxidant vitamins affect food animal immunity and health. Journal of Nutrition 125: 1804-1808. Chew, B.P., Park, J.S. 2004. Carotenoid action on the immune response. Journal of Nutrition 134: 257S-261S. Christe, P., de Lope, F., Gonzalez, G., Saino, N., Møller, A.P. 2001. The influence of environmental conditions on immune responses, morphology and recapture probability of nestling house martins (Delichon urbica). Oecologia 126: 333-338. Christians, J.K. 2002. Avian egg size: variation within species and inflexibility within individuals. Biological Reviews 77: 1-26. Cichoń, M. 1997. Egg weight variation in collared flycatcher Ficedula albicollis. Ornis Fennica 74: 141-147. Clark, A.B., Wilson, B.S. 1981. Avian breeding adaptations: hatching asynchrony, brood reduction and nest failure. Quarterly Review of Biology 56: 257-277. Clutton-Brock, T.H. 1991. The Evolution of Parental Care. Princeton University Press, Princeton

76

Common, R.H., Bolton, W. 1946. Influence of gonadal hormones on the serum lipochrome and riboflavin of the domestic fowl. Nature 158: 95-96. Cotton, P.A., Wright, J., Kacelnik, A. 1999. Chick begging strategies in relation to brood hierarchies and hatching asynchrony. American Naturalist 153: 412-420. Cunningham, E.J.A., Russell, A.F. 2000. Egg investment is influenced by male attractiveness in the mallard. Nature 404: 74-77. Curio, E. 1983. Why do young birds reproduce less well? Ibis 125: 400-404. Daan, S., Dijkstra, C., Drent, R., Meijer, T. 1988. Food supply and the annual timing of avian reproduction. Proceedings of the International Ornithological Congress 19: 392-407. Deerenberg, C., Apanius, V., Daan, S., Bos, N. 1997. Reproductive effort decreases antibody responsiveness. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 264: 10211029. DeLope, F., Møller, A.P. 1993. Female reproductive effort depends on the degree of ornamentation of their mates. Evolution 47: 1152-1160. Drent, R.H., Daan, S. 1980. The prudent parent: energetic adjustments in avian breeding. Ardea 68: 225-252. Edge, R., McGarvey, D.J., Truscott, T.G. 1997. The carotenoids as anti-oxidants – a review. Journal of Photochemistry and Photobiology 41B: 189–200. Eeva, T., Lehikoinen, E., Rönkä, M. 1998. Air pollution fades the plumage of the great tit. Functional Ecology 12: 607-612. Eising, C.M., Eikenaar, C., Schwabl, H., Groothuis, T.G.G. 2001. Maternal androgens in black-headed gull (Larus ridibundus) eggs: consequences for chick development. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 268: 839-846. Eising, C.M., Groothuis, T.G.G. 2003. Yolk androgens and begging behviour in black-headed gull chicks: an experimental study. Animal Behaviour 66: 1027-1034. Ellegren, H., Gustafsson, L., Sheldon, B.C. 1996. Sex ratio adjustment in relation to paternal attractiveness in a wild bird population. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 93: 11723-11728. Fadly, A.M., Nazerian, K. 1989. Hemorrhagic enteritis of turkeys: influence of maternal antibody and age at exposure. Avian Diseases 33: 779-786. Faivre, B., Grégoire, A., Préault, M., Cézilly, F., Sorci, G. 2003. Immune activation rapidly mirrorred in a secondary sexual trait. Science 300: 103.

77

Figuerola, J., Muñoz, E., Gutiérrez, R., Ferrer, D. 1999. Blood parasites, leucocytes and plumage brightness in the cirl bunting, Emberiza cirlus. Functional Ecology 13: 594–601. Fitze, P.S., Tschirren, B.,Richner, H. 2003. Carotenoid-based colour expression is determined early in nestling life. Oecologia 137: 148-152. Forslund, P., Pärt, T. 1995. Age and reproduction in birds – hypotheses and tests. Trends in Ecology and Evolution 10: 374-378. Friedman, A., Sklan, D. 1997. Effects of retinoids on immune responses in birds. World’s Poultry Science Journal 53: 186-195. Fudge, A.M. 2000. Laboratory Medicine – Avian and Exotic Pets. W.B. Saunders Company, Philadelphia. Furr, H.C., Clark, R.M. 1997. Intestinal absorption and tissue distribution of carotenoids. Journal of Nutritional Biochemistry 8: 364-377. Gaál, T., Mézes, M., Noble, R.C., Dixon, J., Speake, B.K. 1995. Development of antioxidant capacity in tissues of the chick embryo. Comparative Biochemistry and Physiology 112B: 711–716. Galbraith, H. 1988. Effects of egg size and composition on the size, quality and survival of Lapwing Vanellus vanellus chicks. Journal of Zoology 214: 383-398. Garamszegi, L.Z., Møller, A.P., Török, J., Michl, G., Péczely, P., Richard, M. 2004b. Immune challenge mediates vocal communication in a passerine bird: an experiment. Behavioral Ecology 15: 148-157. Garamszegi, L.Z., Rosivall, B., Hegyi, G., Szöllősi, E., Török, J., Eens, M. 2006. Determinants of male territorial behavior in a Hungarian collared flycatcher population: roles for plumage traits of residents and challengers. Behavioral Ecology and Sociobiology 60: 663-671. Garamszegi, L.Z., Török, J., Michl, G., Møller, A.P. 2004a. Female survival, lifetime reproductive success and mating status in a passerine bird. Oecologia 138: 48-56. Garamszegi, L.Z., Török, J., Tóth, L., Michl, G. 2004c. The effect of timing and female quality on clutch size in the collared flycatcher Ficedula albicollis. Bird Study 51: 270-277. Garant, D., Sheldon, B.C., Gustafsson, L. 2004. Climatic and temporal effects on the expression of secondary sexual characters: genetic and environmental components. Evolution 58: 634-644.

78

Gasparini, J., McCoy, K.D., Haussy, C., Tveraa, T., Boulinier, T. 2001. Induced maternal response to the Lyme disease spirochaete Borrelia burgdorferi sensu lato in a colonial seabird, the kittiwake Rissa tridactyla. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B. 268: 647-650. Gerster, H. 1997. Vitamin A – functions, dietary requirements and safety in humans. International Journal for Vitamin and Nutrition Research 67: 71–90. Gil, D., Graves, J., Hazon, N., Wells, A. 1999. Male attractiveness and differential testosterone investment in zebra finch eggs. Science 286: 126-128. Gil, D., Leboucher, G., Lacroix, A., Cue, R., Kreutzer, M. 2004. Female canaries produce eggs with greater amounts of testosterone when exposed to preferred male song. Hormones and Behavior 45: 64-70. Gil, D., Ninni, P., Lacroix, A., DeLope, F., Tirard, C., Marzals, A., Møller, A.P. 2006. Yolk androgens in the barns swallow (Hirundo rustica): a test of some adaptive hypotheses. Journal of Evolutionary Biology 19: 123-131. Goodwin, T.W. 1984. The Biochemistry of the Carotenoids, vol 2. Animals. Chapman and Hall, London. Graczyk, T.K., Cranfield, M.R., Shaw, M.L., Craig, L.E. 1994. Maternal antibodies against Plasmodium spp. in African black-footed penguin (Sphenicus demersus). Journal of Wildlife Disease 30: 365-371. Grindstaff, J.L., Brodie, E.D.III, Ketterson, E.D. 2003. Immune function across generations: integrating mechanism and evolutionary process in maternal antibody transmission. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B. 270: 2309-2319. Grindstaff, J.L., Demas, G.E., Ketterson, E.D. 2005. Diet quality affects egg size and number but does not reduce maternal antibody transmission in Japanese quail Coturnix japonica. Journal of Animal Ecology 74: 1051-1058. Groothuis, T.G., Schwabl, H. 2002. Determinants of within- and among-clutch variation in levels of maternal hormones in black-headed gull eggs. Functional Ecology 16:281-289. Gross, W.B., Siegel, H.S. 1983. Evaluation of the heterophil/lymphocyte ratio as a measure of stress in chickens. Avian Diseases. 27: 972-979. Grossman, C.J. 1984. Regulation of the immune system by sex steroids. Endocrine Reviews 5: 435-455.

79

Gustafsson, L. 1988. Inter- and intraspecific competition for nest-holes in a population of the collared flycatcher Ficedula albicollis. Ibis 130: 11-16. Gustafsson, L., Nordling, D., Andersson, M.S., Sheldon, B.C., Qvarnström, A. 1994. Infectious diseases, reproductive effort and the cost of reproduction in birds. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B 346: 323-331. Gustafsson, L., Pärt, T. 1990. Acceleration of senescence in the Collared Flycatcher Ficedula albicollis by reproductive costs. Nature 347: 279-281. Gustafsson, L., Qvarnström, A., Sheldon, B.C. 1995. Trade-offs between life history traits and a secondary sexual character in male collared flycatchers. Nature 375: 311-313. Gustafsson, L., Sutherland, W.J. 1988. The cost of reproduction in the collared flycatcher Ficedula albicollis. Nature 335: 863-865. Haftorn, S. 1986. Clutch size, intraclutch egg size variation, and breeding strategy in the Goldcrest Regulus regulus. Journal of Ornithology 127: 291-301. Hamilton, W.D., Zuk, M. 1982. Heritable true fitness and bright birds: a role for parasites? Science 218: 384-387. Haq, A., Bailey, C.A., Chinnah, A. 1996. Effect of β-carotene, canthaxanthin, lutein, and Vitamin E on neonatal immunity of chicks when supplemented in the broiler breeder diet. Poultry Science 75: 1092-1097. Hargitai, R., Matus, Z., Hegyi, G., Michl, G., Tóth, Gy., Török, J. 2006a. Antioxidants in the egg yolk of a wild passerine: differences between breeding seasons. Comparative Biochemistry and Physiology B 143: 145-152. Hargitai, R., Prechl, J., Török, J. 2006b. Maternal immunoglobulin concentration in Collared Flycatcher (Ficedula albicollis) eggs in relation to parental quality and laying order. Functional Ecology (nyomtatásban) Hargitai, R., Török, J., Tóth, L., Hegyi, G., Rosivall, B., Szigeti, B., Szöllősi, E. 2005. Effects of environmental conditions and parental quality on the inter- and intraclutch egg size variation in the collared flycatcher (Ficedula albicollis). Auk 122: 509-522. Harmon, B.G. 1998. Avian heterophils in inflammation an disease resistance. Poultry Science 77: 972-977. Harrison, G.J., Harrison, L.R. 1986. Clinical Avian Medicine and Surgery. W.B. Saunders, London.

80

Heeb, P., Werner, I., Kölliker, M., Richner, H. 1998. Benefits of induced host responses against an ectoparasite. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B. 265: 51-56. Hegyi, G., Rosivall, B., Török, J. 2006b. Paternal age and offspring growth: environmental or genetic effects? Behavioral Ecology and Sociobiology 60: 672-682. Hegyi, G., Török, J., Tóth, L. 2002. Qualitative population divergence in proximate determination of a sexually selected trait in the collared flycatcher. Journal of Evolutionary Biology 15: 710-719. Hegyi, G., Török, J., Tóth, L., Garamszegi, L.Z., Rosivall, B. 2006a. Rapid temporal change in the expression and age-related information content of a sexually selected trait. Journal of Evolutionary Biology 19: 228-238. Herényi, M., Török, J., Garamszegi, L.Z., Hargitai, R., Hegyi, G., Michl, G., Rosivall, B., Szigeti, B., Szöllősi, E. 2004. Másodlagos nemi jellegek és utódszám kapcsolata a hím örvös légykapónál. Állattani Közlemények 89: 31-41. Hill, G.E. 1990. Female house finches prefer colourful males: sexual selection for a conditiondependent trait. Animal Behaviour 40: 563-572. Hill, G.E. 1991. Plumage colouration is a sexually selected indicator of male quality. Nature 350: 337-339. Hill, G.E., 2000. Energetic constraints on expression of carotenoid-based plumage coloration. Journal of Avian Biology 31: 559–566. Hill, G.E., Montgomerie, R. 1994. Plumage colour signals nutritional condition in the house finch. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B. 258: 47–52. Hoi-Leitner, M., Romero-Pujante, M., Hoi, H., Pavlova, A. 2001. Food availability and immune capacity in serin (Serinus serinus) nestlings. Behavioral Ecology and Sociobiology 49: 333-339. Houde, A.E., Torio, A.J. 1992. Effect of parasitic infection on male color pattern and female choice in guppies. Behavioral Ecology 3: 346-351. Houston, D.C., Donnan, D., Jones, P.J. 1995. The source of the nutrients required for egg production in zebra finches Poepilia guttata. Journal of Zoology 235: 469-483. Howe, H.F. 1976. Egg size, hatching asynchrony, sex, and brood reduction in the Common Grackle. Ecology 57: 1195-1207.

81

Hoyt, D.F. 1979. Practical methods of estimating volume and fresh weight of bird eggs. Auk 96: 73-77. Högstedt, G. 1981. The effect of additional food on reproductive success in the Magpie. Journal of Animal Ecology 50: 219-230. Hõrak, P., Mänd, R., Ots, I., Leivits, A. 1995. Egg size in the Great Tit Parus major: individual, habitat and geographic differences. Ornis Fennica 72: 97-114. Hõrak, P., Ots, I., Murumägi, A. 1998. Haematological health state indices of reproducing Great Tits: a response to brood size manipulation. Functional Ecology 12: 750-756. Hõrak, P., Surai, P.F., Møller, A.P. 2002. Fat-soluble antioxidants in the eggs of great tits Parus major in relation to breeding habitat and laying sequence. Avian Science 2: 123-130. Ilmonen, P., Hasselquist, D., Langefors, Å., Wiehn, J. 2003. Stress, immunocompetence and leukocyte profiles of pied flycatchers in relation to brood size manipulation. Oecologia 136: 148-154. Jackson, D.W., Law, G.R., Nockels, C.F. 1978. Maternal vitamin E alters passively acquired immunity of chicks. Poultry Science 57: 70-73. Järvinen, A. 1991. Proximate factors affecting egg volume in subarctic hole-nesting passerines. Ornis Fennica 68: 99-104. Järvinen, A., Ylimaunu, J. 1986. Intraclutch egg-size variation in birds: physiological responses of individuals to fluctuations in environmental conditions. Auk 103: 235-237. Jover, L., Ruiz, X., Gonzalez-Martin, M. 1993. Significance of intraclutch egg size variation in the Purple Heron. Ornis Scandinavica 24: 127-134. Källander, H., Karlsson, J. 1993. Supplemental food and laying date in the european starling. Condor 95: 1031-1034. Karadas, F., Pappas, A.C., Surai, P.F., Speake, B.K. 2005b. Embryonic development within carotenoid-enriched eggs influences the post-hatch carotenoid status of the chicken. Comparative Biochemistry and Physiology B 141: 244-251. Karadas, F., Wood, N.A.R., Surai, P.F., Sparks, N.H.C. 2005a. Tissue-specific distribution of carotenoids and vitamin E in tissues of newly hatched chicks from various avian species. Comparative Biochemistry and Physiology A 140: 506-511. Kilner, R., Johnstone, R.A. 1997. Begging the question: are offspring solicitation behaviours signals of need? Trends in Ecology and Evolution 12: 11-15.

82

King, J.R. 1973. Energetics of reproduction in birds. in Breeding Biology of Birds (ed. D.S. Farner), pp. 78-107. National Academy of Sciences, Washington D.C. Klasing, K.C. 1998. Nutritional modulation of resistance to infectious diseases. Poultry Science 77: 1119-1125. Kokko, H., Lindström, J. 1996. Evolution of female preference for old mates. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 263: 1533-1538. Koutsos, E.A., Clifford, A.J., Calvert, C.C., Klasing, K.C. 2003. Maternal carotenoid status modifies the incorporation of dietary carotenoids into immune tissues of growing chickens (Gallus gallus domesticus). Journal of Nutrition 133: 1132–1138. Kowalczyk, K., Daiss, J., Halpern, J., Roth, T.F. 1985. Quantitation of maternal-fetal IgG transport in the chicken. Immunology 54: 755-762. Könczey, R., Török, J., Tóth, L. 1992. Költéssiker és költési területhűség az örvös légykapónál (Ficedula albicollis). Állattani Közlemények 78: 69-76. Krinsky, N.I. 1993. Actions of carotenoids in biological systems. Annual Review of Nutrition 13: 561–587. Lack, D. 1947. The significance of clutch size. Ibis 89:302-352. Lack, D. 1954. The Natural Regulation of Animal Numbers. Clarendon Press, Oxford. Lawrence, E.C., Arnaud-Battandier, F., Grayson, J., Koski, I.R., Dooley, N.J., Muchmore, A.V., Blaese, R.M. 1981. Ontogeny of humoral immune function in normal chickens: a comparison of immunoglobulin-secreting cells in bone marrow, spleen, lungs and intestine. Clinical and Experimental Immunology 43: 450-457. Lemke, H., Lange, H. 1999. Is there a maternally induced immunological imprinting phase a la Konrad Lorenz? Scandinavian Journal of Immunology 50: 348-354. Lessells, C.M., Cooke, F., Rockwell, R.F. 1989. Is there a trade-off between egg weight and clutch size in wild Lesser Snow Geese (Anser c. caerulescens)? Journal of Evolutionary Biology 2: 457-472. Li, L.L., Wu, L.M., Ma, L.P., Liu, J.C., Liu, Z.L. 1995. Antioxidant synergism and mutual protection of α-tocopherol and β-carotene in the inhibition of radical-initiated peroxidation of linoleic acid in solution. Journal of Physical Organic Chemistry 8: 774-780. Lindén, M., Gustafsson, L., Pärt, T. 1992. Selection on fledging mass in the Collared Flycatcher and the Great Tit. Ecology 73: 336-343.

83

Lipar, J.L., Ketterson, E.D. 2000. Maternally derived yolk testosterone enhances the development of the hatching muscle in the red-winged blackbird Agelaius phoeniceus. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 267: 2005-2010. Lipar, J.L., Ketterson, E.D., Nolan, Jr.V. 1999. Intra-clutch variation in testosterone content of red-winged blackbird eggs. Auk 116: 231-235. Lochmiller, R.L., Deerenberg, C. 2000. Trade-offs in evolutionary ecology: just what is the cost of immunity? Oikos 88: 87-98. Lozano, G.A., Ydenberg, R.C. 2002. Transgenerational effects of maternal immune challenge in tree swallows (Tachycineta bicolor). Canadian Journal of Zoology 80: 918-925. Löhrl, H., 1976. Studies of less familiar birds. Collared flycatcher. British Birds 69: 20–26. Ludvig, É. 1993. Szezonális mintázatok, adaptációs mechanizmusok egy városi feketerigópopuláció költésbiológiájában. Kandidátus értekezés, Eötvös Loránd Tudományegyetem. Lyon, B.E., Eadie, J.M., Hamilton, L.D. 1994. Parental choice selects for ornamental plumage in American coot chicks. Nature 371: 240-243. Magrath, R.D. 1992. Seasonal changes in egg-mass within and among clutches of birds: general explanations and a field study of the Blackbird Turdus merula. Ibis 134: 171-179. Manning, J.T. 1985. Choosy females and correlates of male age. Journal of Theoretical Biology 116: 349-354. March, B.E., Coates, V., Goudie, C. 1972. Delayed hatching time of chicks from dams fed excess vitamin A and from eggs injected with vitamin A. Poultry Science 51: 891–896. Marsh, J.A., Combs, G.F.Jr., Whitacre, M.E., Dietert, R.R. 1986. Effect of selenium and vitamin E dietary deficiencies on chick lymphoid organ development. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine 182: 425-436. Martin, T.E. 1987. Food as a limit on breeding birds: a life history perspective. Annual Review in Ecology and Systematics 18: 453-487. Matsuno, T., Hirono, T., Ikuno, Y., Maoka, T., Shimizu, M., Komori, T. 1986. Isolation of three new carotenoids and proposed metabolic pathways of carotenoids in hen’s egg yolk. Comparative Biochemistry and Physiology 84B: 477–481. Maxwell, M.H. 1993. Avian blood leucocyte responses to stress. World’s Poultry Science Journal 49: 34-43.

84

Mazuc, J., Bonneaud, C., Chastel, O., Sorci, G. 2003. Social environment affects female and egg testosterone levels in the house sparrow (Passer domesticus) Ecology Letters 6: 10841090. McGraw, K.J., Adkins-Regan, E., Parker, R.S. 2002. Anhydrolutein in the zebra finch: a new, metabolically derived carotenoid in birds. Comparative Biochemistry and Physiology 132B, 811–818. McGraw, K.J., Adkins-Regan, E., Parker, R.S. 2005. Maternally derived carotenoid pigments affect offspring survival, sex ratio, and sexual attractiveness in a colorful songbird. Naturwissenschaften 92: 375-380. McGraw, K.J., Ardia, D.R. 2003. Carotenoids, immunocompetence, and the information content of sexual colors: an experimental test. American Naturalist 162: 704-712. McGraw, K.J., Hill, G.E., Parker, R.S. 2003. Carotenoid pigments in a mutant cardinal: implications for the genetic and enzymatic control mechanisms of carotenoid metabolism in birds. Condor 105: 587–592. Mead, P.S., Morton, M.L. 1985. Hatching asynchrony in the Mountain White-crowned Sparrow (Zonotrichia leucophrys oriantha): a selected or incidental trait? Auk 102: 781792. Meijer, T., Drent, R. 1999. Re-examination of the capital and income dichotomy in breeding birds. Ibis 141: 399-414. Merino, S., Potti, J. 1998. Growth, nutrition and blowfly parasitism in nestling pied flycatchers. Canadian Journal of Zoology 76: 936-941. Mészáros, A., Tóth, Z., Pásztor, L. 2006. Body mass of female great tits (Parus major) at egg laying. Journal of Ornithology 147: 414-418. Meydani, S.N., Beharka, A.A. 1996. Recent developments in vitamin E and immune response. Nutrition Reviews 56: S49-S58. Michl, G., Török, J., Garamszegi, L.Z., Tóth, L. 2000. Sex-dependent risk-taking in the collared flycatcher, Ficedula albicollis, when exposed to a predator at the nestling stage. Animal Behaviour 59: 623-628. Michl, G., Török, J., Griffith, S.C., Sheldon, B.C. 2002. Experimental analysis of sperm competition mechanisms in a wild bird population. Proceedings of the National Academy of Science USA 99: 5466-5470.

85

Michl, G., Török, J., Péczely, P., Garamszegi, L.Z., Schwabl, H. 2005. Female collared flycatchers adjust yolk testosterone to male age, but not to attractiveness. Behavioral Ecology 16: 383-388. Milinski, M., Bakker, T.C.M. 1990. Female sticklebacks use male coloration in mate choice and hence avoid parasitized males. Nature 344: 330-333. Miller, N.J., Sampson, J., Candeias, L.P., Bramley, P.M., Rice-Evans, C.A. 1996. Antioxidant activities of carotenes and xanthophylls. FEBS Letters 384: 240-242. Møller, A.P. 1994. Male ornament size as a reliable cue to enhanced offspring viability in the Swallow. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 91: 6929-6932. Møller, A.P., Biard, C., Blount, J.D., Houston, D.C., Ninni, P., Saino, N., Surai, P.F. 2000. Carotenoid-dependent signals: indicators of foraging efficiency, immunocompetence or detoxification ability? Avian and Poultry Biology Reviews 11: 137–159. Møller, A.P., Christe, P., Erritzøe, J., Mavarez, J. 1998. Condition, disease and immune defence. Oikos 83: 301-306. Monaghan, P., Nager, R.D. 1997. Why don’t birds lay more eggs? Trends in Ecology and Evolution 12: 270-274. Monaghan, P., Nager, R.D., Houston, D.C. 1998. The price of eggs: increased investment in egg production reduces the offspring rearing capacity of parents. Proceedings of the Royal Society of London, Series B 265: 1731-1735. Mora, O., Kuri-Melo, L., González-Gallardo, A., Meléndez, E., Morales, A., Shimada, A., Varela-Echavarría, A. 2004. A potential role for beta-carotene in avian embryonic development. International Journal for Vitamin and Nutrition Research 74: 116-122. Morales, J., Moreno, J., Merino, S., Tomás, G., Martínez, J., Garamszegi, L.Z. 2004. Association between immune parameters, parasitism, and stress in breeding pied flycatcher (Ficedula albicollis) females. Canadian Journal of Zoology 82: 1484-1492. Mortensen, A., Skibsted, L.H. 1997. Importance of carotenoid structure in radical-scavenging reactions. Journal of Agricultural and Food Chemistry 45: 2970–2977. Mousseau, T.A., Fox, C.W. 1998. Maternal Effects as Adaptations. Oxford University Press, New York. Müller, W., Groothuis, T.G.G., Dijkstra, C., Siitarni, H., Alatalo, R.V. 2004. Maternal antibody transmission and breeding densities in the black-headed gull Larus ridibundus. Functional Ecology 18: 719-724.

86

Nager, R.G., Ruegger, C., van Noordwijk, A.J. 1997. Nutrient or energy limitation on egg formation: a feeding experiment in Great Tits. Journal of Animal Ecology 66: 495-507. Nager, R.G., van Noordwijk, A.J. 1992. Energetic limitation in the egg-laying period of Great Tits. Proceedings of the Royal Society of London, Series B 249: 259-263. Negro, J.J., Bortolotti, G.R., Tella, J.L., Fernie, K.J., Bird, D.M. 1998. Regulation of integumentary colour and plasma carotenoids in American Kestrels consistent with sexual selection theory. Functional Ecology 12: 307-312. Negro, J.J., Figuerola, J., Garrido, J., Green, A.J. 2001. Fat stores in birds: an overlooked sink for carotenoid pigments? Functional Ecology 15: 297-303. Nilsson, J.-Å. 1991. Clutch size determination in the Marsh Tit (Parus palustris). Ecology 72: 1757-1762. Nilsson, J.-Å. 1993. Energetic constraints on hatching asynchrony. American Naturalist 141: 158-166. Nilsson, J.-Å., Svensson, E. 1993. Causes and consequences of egg mass variation between and within Blue Tit clutches. Journal of Zoology 230: 469-481. Noble, R.C., Cocchi, M. 1990. Lipid metabolism and the neonatal chicken. Progress in Lipid Research 29: 107-140. Nol, E., Smith, J.N.M. 1987. Effects of age and breeding experience on seasonal reproductive success in Song Sparrows. Journal of Animal Ecology 56: 301-313. Norris, K. 1993. Seasonal variation in the reproductive success of blue tits: an experimental study. Journal of Animal Ecology 62: 287-294. Nur, N. 1984. Increased reproductive success with age in the California gull: due to increased effort or improvement of skill? Oikos 43: 407-408. Ojanen, M. 1983a. Egg development and related nutrient reserve depletion in the Pied Flycathcer Ficedula hypoleuca. Annales Zoologici Fennici 20: 293-300. Ojanen, M. 1983b. Effects of laying sequence and ambient temperature on the composition of eggs of the Great Tit Parus major and the Pied Flycatcher Ficedula hypoleuca. Annales Zoologici Fennici 20: 65-71. Olson, J.A. 1993. Vitamin A and carotenoids as antioxidants in a physiological context. Journal of Nutritional Science and Vitaminology 39: S57–65. Olson, V.A., Owens, I.P.F. 1998. Costly sexual signals: are carotenoids rare, risky or required? Trends in Ecology and Evolution 13: 510-514.

87

Ots, I., Hõrak, P. 1998. Health impact of blood parasites in breeding Great Tits. Oecologia 116: 441-448. Ots, I., Murumägi, A., Hõrak, P. 1998. Haematological health state indices of reproducing Great Tits: methodology and sources of natural variation. Functional Ecology 12: 700-707. Otto, C. 1979. Environmental factors affecting egg weight within and between colonies of Fieldfare Turdus pilaris. Ornis Scandinavica 10: 111-116. Ottoson, U., Bäckman, J., Smith, H.G. 1997. Begging affects parental effort in the pied flycatcher, Ficedula hypoleuca. Behavioral Ecology and Sociobiology 41: 381-384. Palozza, P., Krinsky, N.I. 1992. β-carotene and α-tocopherol are synergistic antioxidants. Archives of Biochemistry and Biophysics 297: 184–187. Parker, R.S. 1996. Absorption, metabolism and transport of carotenoids. FASEB Journal 10: 542–551. Parsons, J. 1970. Relationship between egg size and post-hatching chick mortality in the Herring Gull Larus argentatus. Nature 228: 1221-1222. Pärt, T., Gustafsson, L., Moreno, J. 1992. ’Terminal investment’ and a sexual conflict in the collared flycatcher (Ficedula albicollis). American Naturalist 140: 868-882. Pärt, T., Qvarnström, A. 1997. Badge size in collared flycatchers predicts the outcome of male competition over territories. Animal Behaviour 54: 893-899. Partali, V., Liaaen-Jensen, S., Slagsvold, T., Lifjeld, J.T. 1987. Carotenoids in food chain studies – II. The food chain of Parus spp. monitored by carotenoid analysis. Comparative Biochemistry and Physiology 87B: 885–888. Pastoret, P., Gabriel, P., Bazin, H., Govaerts, A. 1998. Handbook of Vertebrate Immunology. Academic Press, San Diego. Patterson, R., Younger, J.S., Weigle, W.O., Dixon, F.J. 1962. Antibody production and trasfer to egg yolk in chickens. Journal of Immunology 89: 272-278. Péczely, P. 1987. A Madarak Szaporodásbiológiája, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest Perrins, C.M. 1970. The timing of birds’ breeding seasons. Ibis 112: 242-255. Petrie, M. 1994. Improved growth and survival of offspring of peacocks with more elaborate trains. Nature 371: 598-599. Pianka, E.R., Parker, W.S. 1975. Age-specific reproductive tactics. American Naturalist 109: 453-464.

88

Pierotti, R., Bellrose, C.A. 1986. Proximate and ultimate causation of egg size and the ”thirdchick disadvantage” in the Western Gull. Auk 103: 401-407. Pihlaja, M., Siitari, H., Alatalo, R.V. 2006. Maternal antibodies in a wild altricial bird: effects on offspring immunity, growth and survival. Journal of Animal Ecology 75: 1154-1164. Pilz, K.M., Smith, H.G., Sandell, M.I., Schwabl, H. 2003. Interfemale variation in egg yolk androgen allocation in the European starling: do high-quality females invest more? Animal Behaviour 65: 841-850. Potti, J. 1993. Environmental, ontogenic, and genetic variation in egg size of Pied Flycatchers. Canadian Journal of Zoology 71: 1534-1542. Potti, J. 1999. Maternal effects and the pervasive impact of nestling history on egg size in a passerine bird. Evolution 53:279-285. Potti, J., Moreno, J., Merino, S., Frias, O., Rodriguez, R. 1999. Environmental and genetic variation in the haematocrit of fledgling pied flycatchers Ficedula hypoleuca. Oecologia 120: 1-8. Price, K., Ydenberg, R. 1995. Begging and provisioning in broods of asynchronously-hatched Yellow-headed Blackbird nestlings. Behavioral Ecology and Sociobiology 37: 201-208. Qvarnström, A. 1999. Genotype-by-environment interactions in the determination of the size of a secondary sexual character in the collared flycatcher (Ficedula albicollis). Evolution 53: 1564-1572. Qvarnström, A., Pärt, T., Sheldon, B.C. 2000. Adaptive plasticity in mate preference linked to differences in reproductive effort. Nature 405: 344-346. Råberg, L., Grahn, M., Hasselquist, D., Svensson, E. 1998. On the adaptive significance of stress-induced immunosuppression. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 265: 1637-1641. Robbins, T.C. 1983. Wildlife Feeding and Nutrition. Academic Press, New York. Rodriguez, D.B., Arroyo, P.T., Bucoy, A.S., Chichester, C.O. 1976. Identification of pigments of the egg yolk from Philippine-bred ducks. Journal of Food Science 41: 1418-1420. Rose, M.E., Orlans, E., Buttress, A. 1974. Immunoglobulin classes in the hen’s egg: their segregation in yolk and white. European Journal of Immunology 4: 521-523. Rosivall, B., Szöllősi, E., Török, J. 2005a. Maternal compensation for hatching asynchrony in the Collared Flycatcher. Journal of Avian Biology 36: 531-537.

89

Rosivall, B., Török, J., Hasselquist, D., Bensch, S. 2004. Brood sex ratio adjustment in collared flycatchers (Ficedula albicollis): results differ between populations. Behavioral Ecology and Sociobiology 56: 346-351. Rosivall, B., Török, J., Szöllősi, E. 2005b. Food allocation in collared flycatcher (Ficedula albicollis) broods: do rules change with the age of nestlings? Auk 122: 1112-1122. Rossiter, M.C. 1996. Incidence and consequences of inherited environmental effects. Annual Review of Ecology and Systematics 27: 451-476. Royle, N.J., Surai, P.F., Hartley, I.R. 2001. Maternally derived androgens and antioxidants in bird eggs: complementary but opposing effects? Behavioral Ecology 12: 381-385. Royle, N.J., Surai, P.F., Hartley, I.R. 2003. The effect of variation in dietary intake on maternal deposition of antioxidants in zebra finch eggs. Functional Ecology 17: 472–481. Royle, N.J., Surai, P.F., McCartney, R.J., Speake, B.K. 1999. Parental investment and egg yolk lipid composition in gulls. Functional Ecology 13: 298–306. Ruff, M.D., Reid, W.M., Johnson, J.K. 1974. Lowered blood carotenoid levels in chickens infected with coccidia. Poultry Science 53: 1801-1809. Rutstein, A.N., Gilbert, L., Slater, P.J.B., Graves, J.A. 2004. Mate attractiveness and primary resource allocation in the zebra finch. Animal Behaviour 68: 1087-1094. Sætre, G.P., Fossnes, T., Slagsvold, T. 1995. Food provisioning in the pied flycatcher: do females gain direct benefits from choosing bright-coloured males? Journal of Animal Ecology 64: 21-30. Saino, N., Bertacche, V., Ferrari, R.P., Martinelli, R., Møller, A.P., Stradi, R. 2002b. Carotenoid concentration in barn swallow eggs is influenced by laying order, maternal infection and paternal ornamentation. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 269: 1729-1733. Saino, N., Dall’ara, P., Martinelli, R., Møller, A.P. 2002c. Early maternal effects and antibacterial immune factors in the eggs, nestlings and adults of the barn swallow. Journal of Evolutionary Biology 15: 735-743. Saino, N., Ferrari, R., Martinelli, R., Romano, M., Rubolini, D., Møller, A.P. 2002a. Early maternal effects mediated by immunity depend on sexual ornamentation of the male parent. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 269: 1005-1011.

90

Saino, N., Ferrari, R., Romano, M., Martinelli, R., Møller, A.P. 2003. Experimental manipulation of egg carotenoids affects immunity of barn swallow nestlings. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 270: 2485-2489. Saino, N., Incagli, M., Martinelli, R., Ambrosini, R., Møller, A.P. 2001b. Immunity, growth and begging behaviour of nestling barn swallows Hirundo rustica in relation to hatching order. Journal of Avian Biology 32: 263-270. Saino, N., Martinelli, R., Møller, A.P. 2001a. Immunoglobulin plasma concentration in relation to egg laying and mate ornamentation of female barn swallows (Hirundo rustica). Journal of Evolutionary Biology 14: 95-109. Saino, N., Ninni, P., Calza, S., Martinelli, R., De Bernardi, F., Møller, A.P. 2000. Better red than dead: carotenoid-based mouth coloration reveals infection in barn swallow nestlings Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 267: 57-61. Saino, N., Romano, M., Ambrosini, R., Ferrari, R.P., Møller, A.P. 2004. Timing of reproduction and egg quality covary with temperature in the insectivorous barn swallow Hirundo rustica Functional Ecology 18: 50-57. Saino, N., Stradi, R., Ninni, P., Pini, E., Møller, A.P. 1999. Carotenoid plasma concentration, immune profile, and plumage ornamentation of male barn swallow (Hirundo rustica). American Naturalist 154: 441-448. Saks, L., Ots, I., Hõrak, P. 2003. Carotenoid-based plumage coloration of male greenfinches reflects health and immunocompetence. Oecologia 134: 301-307. Salvante, K.G., Williams, T.D. 2002. Vitellogenin dynamics during egg-laying: daily variation, repeatability and relationship with egg size. Journal of Avian Biology 33: 391398. Sapolsky, R.M. 1992. Neuroendocrinology of the stress response. in Behavioural Endocrinology (eds. J.B. Becker, S.M. Breedlove, D. Crews), pp. 287-324. Cambridge, MA: MIT Press. Schaeffer, J.L., Tyczkowski, J.K., Parkhurst, C.R., Hamilton, P.B. 1988. Carotenoid composition of serum and egg yolks of hens fed diets varying in carotenoid composition. Poultry Science 67: 608-614. Schiedt, K., Leuenberger, F.J., Vecchi, M., Glinz, E. 1985. Absorption, retention and metabolic transformation of carotenoids in rainbow trout, salmon and chicken. Pure and Applied Chemistry 57: 685-692.

91

Schwabl, H. 1993. Yolk is a source of maternal testosterone for developing birds. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 90: 11446-11450. Schwabl, H. 1996. Maternal testosterone in the avian egg enhances postnatal growth. Comparative Biochemistry and Physiology A 114: 271-276. Schwabl, H., Mock, D.W., Gieg, J.A. 1997. A hormonal mechanism for parental favouritism. Nature 386: 231. Semba, R.D. 1998. The role of vitamin A and related retinoids in immune function. Nutrition Reviews 56: S38-S48. Sheldon, B.C. 2000. Differential allocation: tests, mechanisms and implications. Trends in Ecology and Evolution 15: 397-402. Sheldon, B.C., Ellegren, H. 1999. Sexual selection resulting from extra-pair paternity in collared flycatchers. Animal Behaviour 57: 285-298. Sheldon, B.C., Merilä, J., Qvarnström, A., Gustafsson, L., Ellegren, H. 1997. Paternal genetic contribution to offspring condition predicted by size of male secondary sexual character. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 264: 297-302. Sheldon, B.C., Verhulst, S. 1996. Ecological immunology: costly parasite defences and tradeoffs in evolutionary ecology. Trends in Ecology and Evolution 11: 317-321. Simmons, R.E. 1994. Supplemental food alters egg size hierarchies within Harrier clutches. Oikos 71: 341-348. Sklan, D., Melamed, D., Friedman, A. 1994. The effect of varying levels of dietary vitamin A on immune response in the chick. Poultry Science 73: 843-847. Slagsvold, T., Lifjeld, J.T. 1985. Variation in plumage colour of the great tit Parus major in relation to habitat, season and food. Journal of Zoology 206: 321–328. Slagsvold, T., Lifjeld, J.T. 1989. Constraints on hatching asynchrony and egg size in Pied Flycatchers. Journal of Animal Ecology 58: 837-849. Slagsvold, T., Sandvik, J., Rofstad, G., Lorentsen, O., Husby, M. 1984. On the adaptive value of intra-clutch egg size variation in birds. Auk 101: 685-697. Smith, H.G., Bruun, M. 1998. The effect of egg size and habitat on starling nestling growth and survival. Oecologia 115: 59-63. Smith, H.G., Ottosson, U., Ohlsson, T. 1993. Interclutch variation in egg mass among Starlings Sturnus vulgaris reflects female condition. Ornis Scandinavica 24: 311-316.

92

Smith, N.C., Wallach, M., Miller, C.M.D., Morgenstern, R., Braun, R., Eckert, J. 1994. Maternal transmission of immunity to Eimeria maxima: enzyme-linked immunosorbent assay analysis of protective antibodies induced by infection. Infection and Immunity 62: 1348-1357. Sockman, K.W., Schwabl, H. 2000. Maternal androgens facilitate offspring mortality. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 267: 1451-1456. Speake, B.K., Decrock, F., Surai, P.F., Groscolas, R. 1999a. Fatty acid composition of the yolk lipids of a fish-eating bird, the emperor penguin (Aptenodystes forsteri). Lipids 4: 283290. Speake, B.K., Surai, P.F., Noble, R.C., Beer, J.V., Wood, N.A.R. 1999b. Differences in egg lipid and antioxidant composition between wild and captive pheasants and geese. Comparative Biochemistry and Physiology 124B: 101–107. Starck, J.M., Ricklefs, R.E. 1998. Avian Growth and Development: Evolution within the Altricial-Precocial Spectrum. Oxford University Press, Oxford. Stearns, S.C. 1992. The Evolution of Life Histories. Oxford University Press, New York Stenning, M.J. 1996. Hatching asynchrony, brood reduction and other rapidly reproducing hypotheses. Trends in Ecology and Evolution 11: 243-246. Stevenson, I.R., Bryant, D.M. 2000. Climate change and constraints on breeding. Nature 406: 366-367. Stoleson, S.H., Beissinger, S.R. 1995. Hatching asynchrony and the onset of incubation in birds, revisited: when is the critical period? Current Ornithology 12: 191-270. Sujak, A., Gabrielska, J., Grudziski, W., Borc, R., Mazurek, P. Gruszecki, W.I. 1999. Lutein and zeaxanthin as protectors of lipid membranes against oxidative damage: the structural aspects. Archives of Biochemistry and Biophysics 371: 301–307. Sundberg, J., Larsson, C. 1994. Male coloration as an indicator of parental quality in the yellowhammer, Emberiza citrinella. Animal Behaviour 48: 885-892. Suorsa, P., Helle, H., Koivunen, V., Huhta, E., Nikula, A., Hakkarainen, H. 2004. Effects of forest patch size on physiological stress and immunocompetence in an area-sensitive passerine, the Eurasian treecreeper (Certhia familiaris): an experiment. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 271: 435-440. Surai, P.F. 1999. Tissue-specific changes in the activities of antioxidant enzymes during the development of the chicken embryo. British Poultry Science 40: 397-405.

93

Surai, P.F. 2000. Effect of selenium and vitamin E content of the maternal diet on the antioxidant system of the yolk and the developing chick. British Poultry Science 41: 235243. Surai, P.F., Bortolotti, G.R., Fidgett, A.L., Blount, J.D., Speake, B.K. 2001b. Effects of piscivory on fatty acid profiles and antioxidants of avian yolk: studies on egg of the gannet, skua, pelican and cormorant. Journal of Zoology 255: 305–312. Surai, P.F., Ionov, I.A., Kuchmistova, E., Noble, R.C., Speake, B.K. 1998a. The relationship between the levels of α-tocopherol and carotenoids in the maternal feed, yolk and neonatal tissues: Comparison between the chicken, turkey, duck and goose. Journal of the Science of Food and Agriculture 76: 593–598. Surai, P.F., Ionov, I.A., Kuklenko, T.V., Kostjuk, I.A., MacPherson, A., Speake, B.K., Noble, R.C., Sparks, N.H.C. 1998b. Effect of supplementing the hen’s diet with vitamin A on the accumulation of vitamins A and E, ascorbic acid and carotenoids in the egg yolk and in the embryonic liver. British Poultry Science 39: 257–263. Surai, P.F., Kuklenko, T.V., Ionov, I.A., Noble, R.C., Sparks, N.H.C. 2000. Effect of vitamin A on the antioxidant system of the chick during early postnatal development. British Poultry Science 39: 257-263. Surai, P.F., Noble, R.C., Speake, B.K. 1996. Tissue specific differences in antioxidant distribution and susceptibility to lipid peroxidation during development of the chick embryo. Biochimica and Biophysica Acta 1304: 1–10. Surai, P.F., Noble, R.C., Speake, B.K. 1999. Relationship between vitamin E content and susceptibility to lipid peroxidation in tissues of the newly hatched chick. British Poultry Science 40:_406-410. Surai, P.F., Speake, B.K. 1998. Distribution of carotenoids from the yolk to the tissues of the developing embryo. Journal of Nutritional Biochemistry 9: 645–651. Surai, P.F., Speake, B.K., Sparks, N.H.C. 2001a. Carotenoid in avian nutrition and embryonic development. 1. Absorption, availability and levels in plasma and egg yolk. Journal of Poultry Science 38: 1–27. Surai, P.F., Speake, B.K., Wood, N.A.R., Blount, J.D., Bortolotti, G.B., Sparks, N.H.C. 2001c. Carotenoid discrimination by the avian embryo: a lesson from wild birds. Comparative Biochemistry and Physiology 128B: 743–750.

94

Svensson, L. 1992. Identification Guide to European Passerines. 4th edn. Stockholm: Märstatryck. Svensson, E., Merilä, J. 1996. Molt and migratory condition in blue tits: a serological study. Condor 98: 825-831. Szigeti, B., Török, J., Hegyi, G., Rosivall, B., Hargitai, R., Szöllősi, E., Michl, G. 2006. Egg quality and parental ornamentation in the blue tit Parus caeruleus. Journal of Avian Biology (nyomtatásban) Talavera, F., Chew, B.P. 1988. Comparative role of retinol, retinoic acid and beta-carotene on progesterone secretion by pig corpus luteum in vitro. Journal of Reproduction and Fertility 82: 611-615. Taylor, L.R. 1963. Analysis of the effect of temperature on insects in flight. Journal of Animal Ecolgy 32: 99-117. Tengerdy, R.P., Lacetera, N.G., Nockels, C.F. 1990. Effect of beta carotene on disease protection and humoral immunity in chickens. Avian Diseases 34: 848–854. Thompson, C.W., Hillgarth, N., Leu, M., McClure, H.E. 1997. High parasite load in house finches (Carpodacus mexicanus) is correlated with reduced expression of a sexually selected trait. American Naturalist 149: 270–294. Török, J. 1986. Food segregation in three hole-nesting bird species during the breeding season. Ardea 74: 129-136. Török, J., Hargitai, R., Hegyi, G., Matus, Z., Michl, G., Péczely, P., Rosivall, B., Tóth, Gy. 2006. Carotenoids in the egg yolks of collared flycatchers (Ficedula albicollis) in relation to parental quality, environmental conditions and laying order. Behavioral Ecology and Sociobiology (nyomtatásban) Török, J., Hegyi, G., Garamszegi, L.Z. 2003. Depigmented wing patch size is a conditiondependent indicator of viability in male Collared Flycatchers. Behavioral Ecology 14: 382388. Török, J., Hegyi, G., Tóth, L., Könczey, R. 2004. Unpredictable food supply modifies costs of reproduction and hampers individual optimization. Oecologia 141: 432-443. Török, J., Michl, G., Garamszegi, L.Z., Tóth, L 1999. Costs and benefits in a complex mating system from female perspective. Advances in Ethology 34: 185. Török, J., Tóth, L. 1988. Density dependence in reproduction of the collared flycatcher (Ficedula albicollis) at high population levels. Journal of Animal Ecology 57: 251–258.

95

Török, J., Tóth, L., Garamszegi, L.Z., Michl, G. 1998. Uni- and biparental care in the Collared Flycatcher Ficedula albicollis. Proc. XXII. Int. Ornith. Congr., Ostrich 69: 337. Trziszka, T. 1994. Lysozyme and its functions in the egg. Archiv für Geflügelkunde 58: 49-54. Trivers, R.L. 1972. Parental investment and sexual selection. in Sexual Selection and the Descent of Man (ed B. Campbell), pp. 136-179, Aldine, Chicago. van Balen, J.H. 1973. A comparative study of the breeding ecology of the great tit Parus major in different habitats. Ardea 61: 1–93. van den Berg, H. 1999. Carotenoid interactions. Nutrition Reviews 57: 1–10. van Noordwijk, A.J., de Jong, G. 1986. Acquisition and allocation of resources: their influence on variation in life history tactics. American Naturalist 128: 137-142. van Noordwijk, A.J., van Balen, J.H., Scharloo, W. 1981. Genetic and environmental variation in clutch size of the Great Tit (Parus major). Netherlands Journal of Zoology 31: 342-372. Verboven, N., Evans, N.P., D’Alba, L., Nager, R.G., Blount, J.D., Surai, P.F., Monaghan, P. 2005. Intra-specific interactions influence egg composition in the lesser black-backed gull (Larus fuscus) Behavioral Ecology and Sociobiology 57: 357-365. Viñuela, J. 2000. Opposing selective pressures on hatching asynchrony: egg viability, brood reduction, and nestling growth. Behavioral Ecology and Sociobiology 48: 333-343. Visser, M.E., Lessells, C.M. 2001. The cost of egg production and incubation in great tits (Parus major). Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 268: 12711277. von Schantz, T., Bensch, S., Grahn, M., Hasselquist, D., Wittzell, H. 1999. Good genes, oxidative stress and condition-dependent sexual signals. Proceedings of the Royal Society London Biology Sciences B 266: 1–12. Webster, M.D., Weathers, W.W. 1988. Effect of wind and air temperature on metabolic rate in verdins, Auriparus flaviceps. Physiological Zoology 61: 543–554. Weng, B.C., Chew, B.P., Wong, T.S., Park, J.S., Kim, H.W., Lepine, A.J. 2000. β-Carotene uptake and changes in ovarian steroids and uterine proteins during the estrous cycle in the canine. Journal of Animal Science 78: 1284-1290. Wiggins, D.A., Pärt, T., Gustafsson, L. 1994. Seasonal decline in collared flycatcher Ficedula albicollis reproductive success: an experimental approach. Oikos 70: 359-364. Williams, G.C. 1966. Adaptation and Natural Selection. Princeton University Press, Princeton.

96

Williams, T.D. 1994. Intraspecific variation in egg size and egg composition in birds: effects on offspring fitness. Biological Reviews 68: 35-59. Williams, J.B. 1996. Energetics of avian incubation. in Avian Energetics and Nutritional Ecology (ed C. Carey), pp. 375-416. Chapman and Hall. Williams, T.D., Lank, D.B., Cooke, F. 1993. Is intraclutch egg-size variation adaptive in the lesser snow goose? Oikos 67: 250-256. Wilson, H.R. 1997. Effects of maternal nutrition on hatchability. Poultry Science 76: 134-143. Wingfield, J.C. 1994. Hormone-behavior interactions and mating systems in male and female birds. in The Differences between the Sexes. (eds R.V. Short, E. Balaban), pp. 303-330. Cambridge University Press, Cambridge. Wolf, J.B., Brodie III. E.D., Cheverud, J.M., Moore, A.J., Wade, M.J. 1998. Evolutionary consequences of indirect genetic effects. Trends in Ecology and Evolution 13: 64-69. Woodall, A.A., Britton, G., Jackson, M.J. 1996. Dietary supplementation with carotenoids: effects on α-tocopherol levels and susceptibility of tissues to oxidative stress. British Journal of Nutrition 76: 307–317. Woodall, A.A., Britton, G., Jackson, M.J. 1997. Carotenoids and protection of phospholipids in solution or in liposomes against oxidation by peroxyl radicals: Relationship between carotenoid structure and protective ability. Biochimica and Biophysica Acta 1336: 575-586. Young, A.J., Lowe, G.M. 2001. Antioxidant and prooxidant properties of carotenoids. Archives of Biochemistry and Biophysics 385: 20-27. Zile, M.H. 2004. Vitamin A requirement for early cardiovascular morphogenesis specification in the vertebrate embryo: insights from the avian embryo. Experimental Biology and Medicine 229: 598-606.

97

ÖSSZEFOGLALÁS A madarak tojásának minősége egy fontos életmenet komponens, melyen keresztül az anya befolyásolhatja utódai fenotípusát. A nagyobb tojásból származó fiókák általában nagyobbak, gyorsabban növekednek és jobbak a túlélési esélyeik. A tojó különböző típusú és mennyiségű karotinoidot, illetve egyéb antioxidánsokat (A-, és E-vitamin) is juttat a tojásokba. A sárgája karotinoid összetételét elsősorban az befolyásolja, hogy a tojó mivel táplálkozik, énekesmadarak tojásaiban előforduló karotinoid típusokról mindazonáltal meglehetősen korlátozottak az ismereteink. A karotinoidok fontos szerepet játszanak a szervezet antioxidáns védelmében és az immunrendszer szabályozásában, azonban valószínűleg korlátozott az elérhetőségük a természetben. Ezenkívül a tojó immunglobulinokat is juttat a tojásokba, melyek kikelés után megvédik a fertőzésektől a fiókákat. Mivel a makrotápanyagok, a karotinoidok és az immunglobulinok tojásba juttatása feltehetően költséges, a tojó várhatóan eltérő mértékben fektet be a tojásokba saját kondíciójának és a környezeti körülményeknek függvényében. A nőstény aszerint is módosíthatja befektetését, hogy milyen minőségű a párja, mivel ez befolyásolja utódai szaporodási értékét. Vizsgálatom célja az volt, hogy megállapítsam, a tojások méretében, a sárgája karotinoid és immunglobulin koncentrációjában tapasztalható fészekaljak közötti és fészakaljon belüli variáció milyen proximális és ultimális tényezőkkel van összefüggésben egy vadon élő énekesmadár, az örvös légykapó (Ficedula albicollis) esetében. Eredményeim szerint a tojások mérete és a sárgája immunglobulin koncentrációja a jobb kondíciójú tojók által rakott tojásoknál nagyobb volt, ezenkívül a tojások immunglobulin szintjével a tojó egészségi állapota is összefüggött. A sárgájában legnagyobb arányban a lutein, a zeaxantin, valamint a béta-karotin fordult elő. A karotinoid koncentráció pozitív kapcsolatban állt a tojásképzés alatti hernyókészlet nagyságával, és eltérést mutatott különböző minőségű évek között. Továbbá, a tojásformálás alatti átlaghőmérséklet összefüggött a fészekalj átlagos tojásméretét. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a tojások makro- és mikrotápanyag összetételét proximális kényszerek befolyásolják. A hím kora, testmérete és tollazati bélyegei nem mutattak összefüggést sem a tojások méretével, sem a sárgája immunglobulin szintjével, tehát a hím minősége szerint nem lehetett kimutatni differenciális allokációt ezeknél a komponenseknél. Ezzel ellentétben, azok a tojók, amelyeknek a párja nagyobb szárnyfolttal rendelkezett, magasabb β-karotin koncentrációjú 98

tojásokat raktak. A tojások tesztoszteron és β-karotin koncentrációja pozitívan korrelált egymással. Elképzelhető, hogy a magasabb β-karotin szint enyhítheti a megemelt szteroid hormon szint fiókákra gyakorolt lehetséges káros hatásáit. Ezenkívül pozitív kapcsolatot találtam a sárgája összkarotinoid és E-vitamin koncentrációja között is, melyek együttesen szinergista módon hatékonyabb védelmet biztosíthatnak az oxidatív károsodás ellen. A tojások mérete, β-karotin koncentrációja és immunglobulin szintje a tojások lerakási sorrendjével növekedett, habár hidegebb években a tojások méretében nem lehetett megfigyelni ezt a tendenciát, melynek hátterében feltehetően energetikai kényszerek állhatnak. Ezeknek a mintázatoknak valószínűleg az a funkciójuk, hogy ellensúlyozzák az aszinkron kelés következtében kialakuló különbségeket a fiókák között, és javítsák a legkisebb, hátrányba került fióka túlélési esélyeit.

99

SUMMARY The quality of avian eggs is a particularly important life history trait mediating maternal effects on offspring phenotype. Nestlings from larger eggs are usually larger, grow more quickly, and have higher survival prospects. Birds may also influence the fitness of their offspring by transmitting different amounts of carotenoids and other antioxidants (vitamins A and E) to their eggs. Yolk carotenoid composition may be affected by the bird’s dietary intake, but information regarding the pigment composition of passerine eggs is very limited. Carotenoids play crucial roles in antioxidant protection and immune defence mechanisms, but they may be available to females in limiting amounts. Moreover, female birds transfer passive immunity in terms of immunoglobulins to the eggs to protect their young against infections in the crucial early life stages. As deposition of macronutrients, carotenoids and immunoglobulins into the egg is likely to be costly, mothers are expected to allocate these components differentially to eggs according to their own condition and environmental circumstances. Furthermore, the quality of the male parent, which affects the reproductive value of the offspring, may also influence this investment. The aim of my study was to investigate proximate and ultimate factors that may lead to variation in egg size and yolk carotenoid and immunoglobulin levels among and within clutches of a wild passerine, the collared flycatcher (Ficedula albicollis). I found that mean egg size and mean yolk immunoglobulin concentration increased with female condition, and the level of yolk immunoglobulins was also affected by the health state of the female. The major yolk carotenoids were lutein, zeaxanthin and beta-carotene. Concentration of carotenoids was positively associated with caterpillar supply at the time of egg formation, and differed between breeding seasons with different environmental conditions. Furthermore, ambient temperature at egg laying had a significant positive effect on egg size. These results indicate proximate constraints on the macro- and micronutrient composition of eggs. The age, body size, and plumage ornamentation of the male parent influenced neither egg size, nor the immunoglobulin level of eggs, thus no evidence for differential investment of these components in relation to male quality was detected. However, β-carotene concentration was positively related to the wing patch size of the female’s mate, supporting the theory of differential allocation. In addition, concentrations of yolk testosterone and β-carotene were positively linked. We suggest that females allocated more β-carotene to 100

their eggs to mitigate the potentially detrimental effects of elevated steroid level. Vitamin E concentration was positively related to total carotenoid concentration, which may synergistically provide better protection against oxidative damage. I found that egg size, yolk β-carotene and immunoglobulin concentrations increased within clutches with the laying order of eggs, although the increase in egg size could not be detected in colder years presumably due to energetic limitations on the female. The possible function of these patterns may be to compensate for hatching asynchrony and improve the survival probability of the disadvantaged last-hatching nestling.

101