När jag undervisade i ornitologi fanns det flera frågor som mina elever alltid ställde någon gång under terminen. En av dem var varför är rödhakens ägg blå?
Även Charles Darwin funderade över de evolutionära orsakerna till att fåglarnas äggskal varierar i färg från vitt till mörkt grönblått. Eftersom detta är en så enkel och självklar fråga att fundera över skulle man kunna tro att någon skulle ha kommit på orsaken för länge sedan. Och i själva verket finns det ett antal hypoteser som förklarar pigmenteringen av äggskal – de mest accepterade är antingen kamouflage eller skydd mot solljus.
Det kamouflage som tillhandahålls av matta, fläckiga äggskal är naturligtvis den viktigaste faktorn som driver evolutionen av äggskalens färger och mönster, särskilt för fåglar som häckar på, eller nära, marken.
Men kamouflage förklarar inte varför andra fåglars ägg skulle ha ljusa, enfärgade färger, t.ex. ospräckligt vitt eller intensivt blått och grönblått – eftersom dessa färger kan göra äggen lätta att upptäcka, särskilt när de ligger i ett bo med öppen skal. Enkla, ljusa äggskalfärger måste alltså nödvändigtvis bero på andra typer av evolutionärt tryck än vad kamouflage mot hungriga rovdjur gör. Den andra allmänt accepterade hypotesen är att enkla ospräckliga ägg kan vara den bästa kompromissen för att överleva exponering för solen.
För att klargöra samspelet mellan äggskalspigment och solljus har David Lahti, biträdande professor i biologi vid City University of New York, och Dan Ardia, biträdande professor i biologi vid Franklin & Marshall College, slagit sig samman för att titta närmare på saken.
I deras centrala frågor fokuserade de på att identifiera om pigmentering av äggskalet kan hjälpa ägget att upprätthålla en balans mellan två motsatta, och potentiellt skadliga, effekter av solljus: överföring av ljus (inklusive UV-strålning) genom vita eller ljusa äggskal och den snabba överhettningen av ägg med mörkare (grönblå) skal.
På grund av att byns vävfågel, Ploceus cucullatus, producerar ägg i en rad solida färger, från vitt till en medelgrönblå färg, var det möjligt att göra direkta kvantitativa jämförelser för en mängd olika äggskalfärger som produceras av denna art i en kontrollerad ljusmiljö.
Forskarna testade fyra komponenter i solljushypotesen:
- skadlig ultraviolett (UV)-strålning kan passera genom fågeläggskal
- infraröd (IR)-strålning vid naturliga intensiteter kan värma upp äggets inre
- mer intensiv äggfärgning minskar ljusgenomsläppligheten. (”pigment som parasoll”)
- mer intensiv äggfärgning ökar absorptionen av ljus genom äggskalet och värmer upp äggets inre (”dark car effect”)
Forskarna mätte de tre öden av synligt ljus som faller på ett fågelägg, och jämförde dessa för ett vitt ägg med ett grönblått ägg. De fann att äggskalets färg påverkade reflektionen (R; vänstra kolumnen), absorbans (A; mellersta kolumnen) och transmittans (T; högra kolumnen) av solljuset (figur 4):
Utvidare experiment visade att, precis som forskarna förutspådde, de mörkare (grönblå) äggskalen gjorde ett bättre jobb med att skydda äggets inre (där det dyrbara embryot utvecklas) från ljus, inklusive farlig, DNA-skadlig, UV-strålning. Men samtidigt gjorde de mörkare pigmenten också att äggen kunde absorbera mer ljus, vilket ledde till att de värmde upp snabbare – och överhettning kan påskynda embryonalutvecklingen, vilket sedan leder till en rad andra problem.
Så i princip kommer fågelägg i miljöer med måttliga ljusnivåer, som skogar där rödhakar vanligtvis häckar, att utvecklas mot att vara mörka för att skydda embryot från solen, medan bon i ljusare miljöer, som öppna parkmiljöer, halvtorra och torra områden, där faran för snabb överhettning gynnar vita eller ljusare äggskal.
Dessa fynd är användbara för att förutsäga vilka typer av miljöer som fåglar häckar i, men kan också förklara varför vissa fågelarter, som t.ex. byns vävfågel, producerar ägg med en mängd olika färger, från vitt till mörkt grönblått.