Az intuíciót felváltó statisztika – új irányok az evolúciós ökológiában

A viselkedésökológiában az egyik leghíresebb tanulmány egy angol etológus, John Crook nevéhez fűződik. 1964-ben publikált vizsgálatában azzal érvelt, hogy a szövőmadarak társas viselkedését a táplálék és az élőhely befolyásolja. A szövőmadaraknál ugyanis a rovarokkal táplálkozó fajok rendszerint erdőben élnek, egyedenként (vagy páronként) tartanak fenn táplálkozási és fészkelési territóriumot, és ennek következtében monogámok, tehát egy hím egyetlen tojóval szaporodik.

A szavannán fészkelő szövőmadarak azonban magokat esznek, és mivel a magok nagy mennyiségben csak egy-egy adott területen fordulnak elő, ezek a fajok rendszerint csapatokban élnek. A szavannai szövőmadarak telepesen fészkelnek, és így egyetlen hím több tojóval tud párosodni, poligámok.

1. ábra: Balra: Magányosan fészkelő szövőmadár (Ploceus manyar). Jobbra: Telepekben költő szövőmadár (Ploceus cucullatus). Fotók: Tian Zhou, Chao Zhao

Egy magyar kutatók vezetésével végzett kutatás Crook fenti érvelését vizsgálta. A közelmúltban a tématerület egyik legmagasabb presztízsű lapjában, az American Naturalistban publikált tanulmányukban kitértek arra, hogy Crook idejében kevés biológus használt statisztikai analízist, és ha használtak is statisztikát, az nem felelt meg a mai filogenetikai elveket is figyelembe vevő analíziseknek. Sőt maga Crook sem használt semmilyen statisztikát: az adatokat táblázatokba foglalta össze, és a fajok ökológiájának és viselkedésének együttes előfordulásából vont le következtetéseket. A kutatók arra keresték a választ, hogy Crook 1964-es megfigyelései kiállják-e az idő próbáját, tehát

igazolhatók-e modern komparatív módszerekkel (Garamszegi 2014) intuíción alapuló megállapításai?

A szövőmadarak – amelyek bonyolult fészkeik után kapták a nevüket – egy 118 fajból álló családot alkotnak, amelyek főként Afrikában, a Szaharától délre és Délkelet-Ázsiában élnek. A kutatók a korábbi publikációkból származó adatokat gyűjtöttek össze, és azt vizsgálták, van-e kapcsolat a táplálék, az élőhely és a társas viselkedés között. A kurrens statisztikai eljárásokat követő elemzések teljes mértékben alátámasztották Crook megállapításait, hiszen a nyílt szavannán élő madarak gyakran csoportokban élnek, és közösen keresik a rendszerint növényi magokból álló táplálékukat. Ezek a szövőmadarak rendszerint nagy telepekben fészkelnek, és gyakran poligám szaporodási magatartást tanúsítanak.

Ezzel szemben az erdőben élő fajok magányosan (vagy párban) gyűjtögetik a táplálékot, és saját territóriumot tartanak fenn, hogy védjék a táplálékforrásaikat. Ennek megfelelően monogám szaporodási rendszert követnek.

A mostani kutatás első ízben bizonyítja statisztikailag a szövőmadarak társas evolúciójának ökológiai okait.

„A nyílt szavannán magvakkal táplálkozó madarak csapatos táplálkozása javítja a táplálkozás hatékonyságát, mert így könnyebben megtalálják azokat a táplálékfoltokat, ahol bőségesen vannak magvak. A csapatos viselkedés a nyílt terepen a ragadozók jelentette kockázatot is csökkenti. Az olyan nyílt élőhelyeken azonban, mint a szavanna, korlátozottak a fészkelőhelyek, ezért a madarak kolóniákban fészkelnek és ez gyakran poligám szaporodási struktúrához vezet” – fejtette ki Székely Tamás, az MTA külső tagja, a Debreceni Egyetem címzetes egyetemi tanára, a kutatás kezdeményezője és irányítója.

Mint elmondta, az erdőben élő, rovarevő madaraknak szélesebb területen kell táplálékot keresniük, mivel a rovarok nagyobb területen szétszórva találhatók. Az erdő viszonylag biztonságosabb, zárt élőhelye sok megfelelő fészkelőhelyet biztosít, így a madaraknak nem kell szorosan együtt fészkelniük.

A cikk társszerzője, Liker András, az MTA doktora, a Pannon Egyetem professzora szerint a táplálkozás, az élőhely és a társas viselkedés közötti összefüggésekről már évtizedek óta tudnak, de ez az első alkalom, hogy statisztikai elemzéssel bizonyították őket: „A vizsgálatunk azért különösen izgalmas, mert először mutattunk ki kapcsolatot a táplálék típusa, a csoportos viselkedés és a párzási rendszerek között a modern filogenetikai módszerek alkalmazásával.”

A kutatók szerint az új eredmény – egy nemrégiben megjelent másik összehasonlító vizsgálattal együtt, amelyben a patás állatok közti szociális rendszereit kutatta – azért fontos, mert hitelesítette a etológusok klasszikus megfigyeléseit (Szemán et al. 2021). „Napjainkban egy etológiai vizsgálatban egy átlagos PhD-hallgató több adatot és statisztikai elemzést használ, mint 60 évvel ezelőtt egy teljes kutatóintézet” – mondta Székely Tamás.

2. ábra: A szövőmadarak táplálékénak összetétele, élőhelye és párzási rendszere közötti kapcsolat Crook (1964) alapján. Az új vizsgálat ezeket a kapcsolatokat támasztotta alá modern filogenetikai módszerek alkalmazásával (Song et al. 2022)

Az akadémikus ugyanakkor arra is figyelmeztetett, hogy a jobb adatelemzési technikák és a több adat nem jelent szükségszerűen pontosabb eredményeket. A korai etológusok, például Konrad Lorenz, Niko Tinbergen vagy Karl von Frisch – éveken keresztül együtt éltek az általuk vizsgált állatokkal, és napról napra követték a viselkedésüket. Így kutatta George Schaller az oroszlánokat, Jane van Lawick-Goodall a csimpánzokat, és gyűjtötte a szövőmadaras adatokat James Crook is. Jó etológiai kutatásokhoz tehát a modern technikát párosítani kell az állatok viselkedésének minél alaposabb tanulmányozásával. A természetes élőhelyek és vadon élő állatpopulációk sajnos gyorsan csökkennek hazánkban és világszerte egyaránt, ezért egyre fontosabb, hogy a jövő etológusgenerációi is megismerjék, értsék és személyes élményein keresztül is megtapasztalják a viselkedések ökológiai mozgatórugóit.

Hivatkozások

Crook, J. H. (1964): The evolution of social organization and visual communication in the weaver birds Ploceinae. Behaviour Supplement, 10, 1–178.

Garamszegi, L. Zs. (2014): Modern Phylogenetic Comparative Methods and Their Application in Evolutionary Biology. Berlin–Heidelberg: Springer.

Song, Z. – Liker, A. – Liu, Y. – Székely, T. (2022): Evolution of social organization: phylogenetic analyses of ecology and sexual selection in weavers. American Naturalist (accepted).

Szemán, K – Liker, A. – Székely, T. (2021): Social organization in ungulates: revisiting Jarman’s hypotheses. Journal of Evolutionary Biology, 34: 604–613.