Naturalne pisanki, czyli o różnorodności form jaj w świecie ptaków

Trudno o bardziej rozpoznawalny i uniwersalny symbol Wielkanocy niż pisanka, czyli - jajo. Nic dziwnego, że to właśnie ono symbolizuje nowe życie. Jajo - to ze skorupką - jest wyjątkowym osiągnięciem ewolucji, które pozwoliło uniezależnić rozród kręgowców od środowiska wodnego. Jest także cudem naturalnej inżynierii, wystarczająco wytrzymałym, by przetrwać czas wysiadywania, a zarazem zbudowanym tak, by umożliwić pisklęciu wyklucie się. Jaja ptaków różnią się wielkością, kształtem, teksturą czy barwą skorupki, tworząc fascynujący świat „naturalnych pisanek”, o którym opowiedział prof. dr hab. Dariusz Jakubas z Katedry Ekologii i Zoologii Kręgowców Wydziału Biologii UG.

- Zacznijmy może nietypowo: od rekordów. Jakie są największe i najmniejsze jaja w świecie ptaków?

Prof. dr hab. Dariusz Jakubas: - Jeżeli chodzi o wielkość i wagę, to wśród obecnie żyjących ptaków największe są jaja strusia: 18 cm długości i 14 cm szerokości przy blisko 1,5 kg wagi. Natomiast warto też wspomnieć o jajach mamutaków, gatunku wymarłego, żyjącego na Madagaskarze jeszcze około roku tysięcznego. To były największe ptasie jaja znane ludzkości, miały do 37 cm długości i ważyły po 12 kg. To ekwiwalent 150 jaj kurzych, zatem to jajo było naprawdę spore.

- Można by z niego zrobić niezłą jajecznicę...

- Tak - i prawdopodobnie właśnie to mogło być jedną z przyczyn wyginięcia tego gatunku: ludzie eksploatowali te ptaki nie tylko ze względu na mięso, ale także podkradali ich jaja, co dość szybko doprowadziło do ich wymarcia. Podobnie bywało w przypadku megafauny na praktycznie wszystkich kontynentach - pojawienie się człowieka często powodowało, że ta megafauna jakoś dziwnie znikała.

- Mówiliśmy o największych, a które z ptasich jaj jest najmniejsze?

- Najmniejsze jaja składa koliberek hawański (albo hawańczyk), po angielsku bee hummingbird - i to odniesienie do pszczółki jest bardzo trafne. Ten ptak mierzy około 6 cm, nawet poniżej 6 cm u jednej z płci. Jaja oczywiście też są odpowiednio mniejsze, mają od 1 cm do 1,3 cm długości.

- Czyli są mniej więcej wielkości tik taka?

- Tak, ważą tylko jeden gram. W jaju kurzym zmieściłoby się 75 jaj tego koliberka hawańskiego. Także to jest naprawdę przepaść. Zresztą wszystko, co dotyczy tego gatunku, np. gniazda, to zupełne maleństwo.

Skoro mówimy o rekordach, ciekawe jest na przykład jajo kiwi (nielota z Nowej Zelandii), które jest największym jajem w stosunku do masy ciała składającego je ptaka. Takie jajo może stanowić nawet 25% masy samicy. Na zdjęciach rentgenowskich widać, że to jajo w okresie rozrodu wręcz „monopolizuje” wnętrze jej ciała.

- Zatem kiwi jest w stanie znieść tylko jedno jajo. Jak to bywa u innych ptaków?

- Wielkość lęgu bywa różna. Często ptaki, które żyją dłużej mają mniejsze nieco zniesienia (na przykład wiele ptaków morskich znosi tylko jedno jajo w sezonie), bo mają przed sobą wiele sezonów lęgowych. Z kolei mniejsze ptaki, zwłaszcza migrujące, które nie żyją tak długo, starają się raczej „maksymalizować reprodukcję” w konkretnym sezonie, bo mają mniejsze szanse na to, by dożyć kolejnego sezonu. Z naszych rodzimych gatunków np. sikory mogą składać powyżej 10 jaj w dziuplach czy budkach lęgowych.

- To niesamowite, jak bardzo jaja mogą się różnić.

- Myślę, że przede wszystkim warto podkreślić to, jak wspaniałym produktem ewolucji są jaja, bo to jest cecha, która umożliwiła kręgowcom opanowanie środowiska lądowego na stałe. Pamiętajmy, że jaja nie są charakterystyczne tylko dla ptaków.

- Czyli mamy odpowiedź na pytanie, co było pierwsze: jajko czy kura…

- W sensie ewolucyjnym tak, oczywiście jaja były wcześniej. Komórka jajowa musi zawsze w jakiś sposób zostać wyprodukowana, a zarodek musi się rozwinąć.  Pierwsze jaja były składane w wodzie. Płazy w celu rozrodu musiały (i nadal muszą) wracać do środowiska wodnego. Natomiast wielkim krokiem ewolucji w stronę opanowania środowisk lądowych było właśnie powstanie jaj z twardą skorupką, które pojawiły się po raz pierwszy u gadów. Potem wyewoluowały z nich ptaki. Pamiętajmy też, że wciąż istnieją ssaki (stekowce takie jak dziobak czy kolczatka), które ciągle składają jaja. Rozwój zarodka bezpośrednio w organizmie matki jest stosunkowo nowym osiągnięciem ewolucji. Przez długi czas to właśnie jajo było (i u wielu gatunków nadal jest) tym niezbędnym elementem, żeby zarodek mógł się rozwijać. Jajo w pewnym sensie umożliwiło zabranie środowiska wodnego, które kiedyś było niezbędne dla ryb czy płazów, na ląd. To środowisko jest schowane wewnątrz jaja, oddzielone od czynników zewnętrznych. Dzięki temu jaja mogą być inkubowane na lądzie.

- Czyli wysiadywane?

- Większość ptaków wysiaduje jaja, ale część tak nie robi. Jest grupa nogali, które występują na Nowej Gwinei oraz w Australii, które, tak jak gady, zakopują po prostu jaja w ziemi.Tam zachodzą różne procesy cieplne (np. w wyniku fermentacji), a ptaki regulują temperaturę, np. dodając gnijące rośliny lub rozgrzebując ziemię. Oczywiście są jeszcze ptaki-pasożyty lęgowe (np. kukułki), które wprawdzie składają jaja, ale same się o nie już nie troszczą, tylko zlecają to przedstawicielom innych gatunków. Natomiast cała reszta ptaków musi poświęcać całkiem sporo czasu na to, żeby zapewnić jajom i zarodkom właściwą inkubację - co może trwać od kilkunastu dni do kilku tygodni.

- Na którego z ptasich rodziców zwykle spada wysiadywanie jaj? Czy zdarzają się gatunki, w których rodzice dzielą się taką opieką?

- Bywa różnie. Są takie ptaki, na przykład kolibry, u których wysiadywaniem zajmuje się tylko jedna z płci. Podobnie jest u kaczek, u których zaobserwowano zresztą ciekawe zachowanie…

- Jakie?

- Gdy kaczka musi raz na jakiś czas zostawić jaja, by coś zjeść, wyrywa sobie pióra puchowe i okrywa nimi gniazdo, żeby znajdujące się w nim jaja nie wystygły. Gęsi robią podobnie. Stąd wiemy, że najcieplejsze kurtki czy kołdry puchowe są właśnie z puchu kaczek i gęsi.

Natomiast u wielu ptaków obydwie płcie jak najbardziej wymieniają się wysiadywaniem, tak że oboje rodzice mają czas na żerowanie czy odpoczynek. Oczywiście wzory tego podziału bywają rozmaite: na przykład jedno z rodziców wysiaduje jaja w nocy, a drugie za dnia. Co jeszcze jest charakterystyczne dla ptaków wysiadujących, w okresie lęgowym pojawia się u nich tzw. plama lęgowa. To taki rozogniony fragment skóry, który bardzo dokładnie przylega do jaj i umożliwia efektywny transfer ciepła. To bardzo efektywny sposób dogrzewania - co jest ważne, bo jaja często wymagają całkiem wysokiej temperatury, nawet około 38ºC.

- Patrząc na grafikę, widzę ogromne bogactwo form „naturalnych pisanek”. Różnią się nie tylko kolory i wzory, ale także kształty jaj.

- Faktycznie, niektóre jaja (np. zimorodka) są bardziej okrągłe, inne mają bardzo charakterystyczny, gruszkowaty (lub stożkowaty) kształt. I właśnie ta druga forma może mieć szczególne znaczenie. Istnieje grupa ptaków morskich, nurzyków, które składają jaja na bardzo wąskich półkach skalnych na nadmorskich klifach. Uważa się, że stożkowaty kształt jaja zapobiega jego przypadkowemu strąceniu i sturlaniu się z półki.

Co jest jeszcze ciekawe u nurzyków: te ptaki gniazdują w ogromnych koloniach, które mogą liczyć tysiące osobników w bardzo bliskim sąsiedztwie. W tak ogromnej grupie łatwo się pomylić, gdzie znajduje się czyje gniazdo. Ale nurzyki i z tym sobie poradziły: obserwuje się u nich bardzo dużą zmienność wzoru ubarwienia na skorupce, co pomaga w identyfikacji jaj. Każda samica wie, jaki wzór mają jej jaja. Są one unikalne i różnią się pomiędzy poszczególnymi osobnikami.

- Jaja ptaków różnią się nie tylko kolorem czy wzorem…

- Ich różnorodność jest ogromna. Niektóre jaja nie mają barw, inne są bardzo kolorowe, mogą też mieć bardzo różne tekstury. Jest na przykład grupa południowoamerykańskich ptaków, zwanych kusaczami. Ich jaja mają bardzo błyszczące skorupki, wyglądają, jakby ktoś je polakierował. Mają bardzo ciekawe kolory, mogą być intensywnie zielonkawe, niebieskie, ciemnofioletowe.

Kazuar ma też ciekawe jaja. Jaja kazuarów wyglądają jak owoce kiwi. Wyrwane z kontekstu wyglądają dziwnie, ale gdy leżą w gnieździe w zacienionym lesie, wcale nie są aż tak widoczne, jakby się mogło wydawać.

Kolor jaj kleszczojada zmienia się w czasie. Na początku jaja są kredowobiałe, z czasem, w miarę wysiadywania i ścierania się zewnętrznej warstwy skorupki, stają się coraz bardziej niebieskie.

- To trochę przypomina technikę zdobienia jaj przez wydrapywanie wzorów.

- Trochę tak. Przy czym w przypadku kleszczojadów stopień wytarcia jaj daje również informację o tym, w jakim czasie owe jaja zostały złożone.

Jeżeli chodzi o większość tych jaj, które mają ubarwienie w plamki, to jest to po prostu ubarwienie kryptyczne, maskujące, żeby jajo nie było widoczne na tle otoczenia. Dotyczy to na przykład ptaków spotykanych na naszych plażach: gniazda sieweczek czy rybitw mają formę dołka wygrzebanego w ziemi. I do tych dołków ptaki składają jaja. Zatem jak się chodzi po plaży, trzeba bardzo uważać, bo często łatwiej jest zdeptać jaja niż zauważyć gniazdo.

Natomiast niekwestionowanymi mistrzami ptasiego pisankarstwa są kukułki. Są one genetycznie przygotowane do „podrabiania” jaj ptaków, którym podrzucają własne jaja. W większości przypadków jaja kukułki mają takie formy barwne jak jaja gospodarza (choć wśród samych kukułek te barwy mogą się różnić). Pewne grupy kukułek w pewnym sensie przystosowały się kolorem i wzorem jaj do grupy konkretnych gatunków ptaków, które wychowują ich młode.

Przez długi czas uważało się, że jest jeden tylko gatunek, który jest w stanie się przeciwstawić kukułce: zaganiacz. Składa różowe jaja w czarne kropki i tych kukułka na razie nie jest w stanie podrobić, choć są już pierwsze prace opisujące pojedyncze przypadki, w których kukułce udało się podrzucić jajo zaganiaczowi.

To trochę jak wyścig zbrojeń: kto będzie miał taki wzór jaja, żeby był nie do podrobienia przez kukułkę, aby nie wychowywać podrzuconych piskląt.

- Jakie funkcje może pełnić kolor lub wzór na jaju?

- Jedną z tych funkcji może być rozpoznawanie charakterystycznego wzoru przez ptaki (jak u nurzyków). Białe jaja są często składane przez ptaki, które gniazdują w dziuplach (np. sowy czy dzięcioły), w których niewiele widać, a biały obiekt w ciemnej dziupli może być lepiej widoczny dla wysiadującego rodzica. O barwach kryptycznych u ptaków składających jaja na ziemi już mówiliśmy. Czapla i kormoran mają, na przykład, błękitne jaja. Jest duża różnorodność form i barw.

- Jakie są przykłady ciekawych tekstur?

- Tekstury też bywają rozmaite. Skorupka może być świecąca jak u kusaczy, może również wyglądać, jakby była pokryta kredą, może się też charakteryzować wyraźniejszą strukturą, taką mikrorzeźbą (jak u bocianów).

- Skorupka to ważny element jaja…

- Tak jak mówiliśmy, chroni zarodek przed czynnikami zewnętrznymi. Są w niej liczne pory, dzięki którym zarodek może oddychać. Tworzy unikalną strukturę, która z jednej strony musi wytrzymać ciężar wysiadywania, z drugiej - musi być wystarczająco krucha, by pisklę mogło się z niej wydostać. To zresztą też jest przemyślane przez naturę: wykluwające się pisklęta często są wyposażone w tzw. ząb jajowy na dziobie, który uderza zawsze w jedną część jaja, przez co łatwiej uzyskać pęknięcie.

Nam się często wydaje, że jaja są kruche, prawda? Tymczasem skorupka to niesamowicie mocna konstrukcja, oparta na łuku (ten sam patent konstrukcyjny stosowano w dawnych budynkach i mostach). Jej struktura przypomina trochę szkło, jakie spotyka się czasem w samochodach: w przypadku stłuczenia szyby odłamki zostają zatrzymane na specjalnej folii - i dokładnie taką rolę spełniają błony, które są w jaju. Tworzą dodatkowa warstwę ochronną. Jajo jest przykładem prawdziwego kunsztu natury.

- Dziękuję za rozmowę!