Amikor ornitológiát tanítottam, a diákjaim a tanév során mindig feltettek néhány kérdést. Az egyik az volt, hogy miért kék a vörösbegy tojása?
Még Charles Darwin is elgondolkodott azon, hogy milyen evolúciós okai vannak annak, hogy a madarak tojáshéja a fehértől a sötétzöldes-kékig terjedő színű. Mivel ez egy ilyen egyszerű és kézenfekvő kérdés, amin elgondolkodhatunk, azt gondolnánk, hogy valaki már régen rájött az okára. És valóban, számos hipotézis létezik a tojáshéj pigmentációjának magyarázatára – a legelfogadottabbak az álcázás vagy a napfénytől való védelem.
A matt, pettyes tojáshéj által biztosított álcázás természetesen a legfontosabb tényező, amely a tojáshéj színének és mintázatának evolúcióját irányította, különösen a földön vagy a föld közelében fészkelő madarak esetében.
Az álcázás azonban nem magyarázza meg, hogy más madarak tojásai miért lehetnek élénk, egyszínűek, mint például a pettyezetlen fehér vagy az intenzív kék és zöldeskék – hiszen ezek a színek könnyen észrevehetővé teszik a tojásokat, különösen, ha azok nyitott csészefészekben vannak. Az egyszínű, világos tojáshéjszínek tehát szükségszerűen másfajta evolúciós nyomás eredménye, mint az éhes ragadozók elől való álcázás. A másik széles körben elfogadott hipotézis szerint az egyszerű, pettyezetlen tojások a legjobb kompromisszumot jelenthetik a napfénynek való kitettség túléléséhez.
A tojáshéj pigmentjei és a napfény közötti kölcsönhatások tisztázására David Lahti, a New York-i City University of New York biológia adjunktusa és Dan Ardia, a Franklin & Marshall College biológia docense összefogott, hogy közelebbről megvizsgálják.
Központi kérdéseik annak megállapítására irányultak, hogy a tojáshéj pigmentációja segíthet-e a tojásnak fenntartani az egyensúlyt a napfény két ellentétes és potenciálisan káros hatása között: a fény (beleértve az UV-t is) fehér vagy világos színű tojáshéjon keresztül történő áteresztése és a sötétebb (zöldeskék) héjú tojások gyors túlmelegedése.
Mivel a falusi szövőmadár (Ploceus cucullatus) a fehér színtől a közepes zöldeskékig terjedő egyszínű tojásokat termel, lehetőség nyílt arra, hogy közvetlen mennyiségi összehasonlításokat végezzünk az e faj által ellenőrzött fénykörnyezetben termelt különböző tojáshéjszínekre vonatkozóan.
A kutatók a napfényhipotézis négy összetevőjét vizsgálták:
- a káros ultraibolya (UV) sugárzás áthatolhat a madarak tojáshéján
- a természetes intenzitású infravörös (IR) sugárzás felmelegítheti a tojások belsejét
- az intenzívebb tojásszínezés csökkenti a fényáteresztést. (“pigment mint napernyő”)
- intenzívebb tojásszíneződés növeli a fény elnyelését a tojáshéj által és felmelegíti a tojás belsejét (“sötét autó hatás”)
A kutatók a madártojásra beeső látható fény három sorsát mérték, és összehasonlították a fehér tojás és a zöldeskék tojás sorsát, és megállapították, hogy a tojáshéj színe befolyásolja a fényvisszaverő képességet (R; bal oldali oszlop), az abszorbanciát (A; középső oszlop) és az áteresztőképességet (T; jobb oldali oszlop) (4. ábra):
A további kísérletekből kiderült, hogy – ahogy a kutatók megjósolták – a sötétebb (zöldeskék) tojáshéj valóban jobban védi a tojás belsejét (ahol az értékes embrió fejlődik) a fénytől, beleértve a veszélyes, DNS-károsító UV-sugárzást is. Ugyanakkor a sötétebb pigmentek ugyanakkor azt is lehetővé tették, hogy a tojások több fényt nyeljenek el, és így gyorsabban felmelegedtek – a túlmelegedés pedig felgyorsíthatja az embrió fejlődését, ami aztán egy sor más problémához vezet.
Az alapvetően tehát a mérsékelten világos környezetben, mint például az erdő, ahol az amerikai vörösbegyek jellemzően fészkelnek, a madarak tojásai afelé fejlődnek, hogy sötétek legyenek, hogy megvédjék az embriót a Naptól, míg a világosabb környezetben, például nyílt parkokban, félszáraz és száraz régiókban lévő fészkeknél a gyors túlmelegedés veszélye a fehér vagy világosabb színű tojáshéjnak kedvez.
Ezek az eredmények hasznosak a madarak fészkelési környezetének megjóslásában, de azt is megmagyarázhatják, hogy egyes madárfajok, mint például a falusi szövőmadár, miért termelnek különböző színű tojásokat, a fehértől a sötétzöldes-kékig.