Акустическая сигнализация птиц как социальный драйвер выбора гнездовой территории и стратегии размножения

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-24-00415

НазваниеАкустическая сигнализация птиц как социальный драйвер выбора гнездовой территории и стратегии размножения

Руководитель Фёдоров Фёдор Валерьевич, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Карельский научный центр Российской академии наук" , Республика Карелия

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-101 - Зоология

Ключевые слова Акустическое привлечение, привлечение птиц, песня птиц, социальные сигналы, социальная информация, выбор гнездовой территории, стратегия размножения, брачные отношения, внебрачные отношения, экстрапарное отцовство, внебрачное потомство, пеночки

Код ГРНТИ34.33.27

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Нами рассматривается комплекс адаптационных способностей птиц к условиям короткого северного лета. Основным лимитирующим фактором, ограничивающим распространение птиц в высоких широтах, является сравнительно короткий благоприятный период в годовом цикле, необходимый для успешного выведения потомства и линьки. В условиях короткого северного лета птицы вынуждены сокращать продолжительность всех этапов годового цикла, и прежде всего предгнездового этапа – периода между прилетом и началом размножения. При этом на периферии ареала они неизбежно сталкиваются со сложностями поиска подходящих для обитания биотопов, а также партнера для размножения из-за низкой плотности и разобщенности населения. Чтобы сократить время на поиски и оптимизировать свой выбор, птицы используют социальную информацию, получаемую от своих сородичей, прилетевших в гнездовой ареал раньше. В данной работе мы рассматриваем роль акустической коммуникации вида как способа переноса социальной информации при выборе птицами гнездового участка и стратегии размножения. Мы предполагаем, что в зависимости от определенных характеристик песни местных самцов прибывающие птицы могут оценивать по ней пригодность данного местообитания для заселения и свои шансы на встречу партнера для размножения на ней. Стоит подчеркнуть, что необходимый выбор может осуществляться птицами на основании информации, полученной ими на личном опыте, приобретенном в предыдущие годы. Однако у мелких видов трансконтинентальных мигрантов с короткой средней продолжительностью жизни у большого числа особей есть лишь один сезон для воспроизведения потомства. Именно успешное размножение первогодков, птиц без предыдущего опыта размножения, – решающий фактор в поддержании стабильной численности таких видов. Мы также предполагаем, что подражание территориальному выбору более опытных птиц - обычно уже размножающихся ранее особей, прилетающих в гнездовой ареал первыми - будет выгодно, прежде всего, для птиц, живущих в пессимальных и субоптимальных экологических условиях на севере ареала, где время на поиск и оценку пригодного для заселения биотопа ограничено. Используя свои и литературные данные, мы выделяем разные типы песни и сигналов, несущие разную социальную информацию для сородичей, для создания искусственной социальной среды с помощью методов акустического привлечения птиц (метод «звуковой ловушки»). Таким образом, нами рассматривается роль демонстративной песни и голосовых сигналов птенцов при формировании местного населения, выборе формы брачных отношений особями (моногамия, полигамия), образовании территориальных связей прибывающих самцов (резидентные, блуждающие), и, соответственно, в вариации доли экстрапарного (внебрачного) потомства в гнездах местных самок. Выбор стратегии размножения птицами в эксперименте будет оценен при помощи индивидуального мечения всех резидентных самцов, сбора генетического материала для оценки доли экстрапарного потомства в их гнездах и родства птенцов ко всем местным птицам. В настоящее время метод акустического привлечения птиц на гнездование не разрабатывался в России, а его влияние на формирование репродуктивной структуры населения птиц не рассматривалось ни в российской, ни в зарубежной литературе. Тем не менее, изучение влияния социальных сигналов при выборе места и стратегии размножения птицами может играть фундаментальную роль в понимании механизма расселения видов и распределения внутри ареала.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Кретова А.Ю., Лапшин Н.В. Роль акустической сигнализации птиц при формировании территориальной и репродуктивной структуры гнездового населения пеночки-трещотки Phylloscopus sibilatrix Русский орнитологический журнал, Т. 32 вып. 2276 с. 762-764 (год публикации - 2023)

2. Кретова А.Ю., Лапшин Н.В. Роль акустической сигнализации птиц при формировании территориальной и репродуктивной структуры гнездового населения пеночки-трещотки Второй Всероссийский орнитологический конгресс. Тезисы докладов (г. Санкт- Петербург, Россия, 30 января – 4 февраля 2023 г.), с. 127 (год публикации - 2023)

3. Кретова А.Ю., Лапшин Н.В. The divergence of male reproductive strategy drives nomadism in Wood warbler VII. International Eurasian Ornithology Congress (18-21 October 2023, İzmir, Türkiye) Abstract Book, p. 14 (год публикации - 2023)

4. Кретова А.Ю., Лапшин Н.В. Микросателлитные локусы для выявления внебрачных птенцов в гнездах пеночки-трещотки (Phylloscopus sibilatrix, Aves) на северо-востоке ареала Труды КарНЦ РАН, №3. С. 69-74 (год публикации - 2024)
10.17076/eco1853

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Большинство перелетных птиц каждый год возвращаются на гнездование в одно и то же место, что позволяет им не тратить время на поиск нового участка и повышает вероятность удачного гнездования на уже знакомой территории. Однако птицы без опыта размножения или сменившие участок, оказавшись на новой территории, часто намеренно поселяются рядом с особями своего вида (конспецификами), которые прилетели раньше и, предположительно, выбрали лучшие участки для размножения. Это явление получило название «конспецифичное привлечение». Поселяясь поблизости с конспецификами, вновь прилетевшие особи, тратят меньше времени на поиск и оценку качества места для поселения, а также могут участвовать во внебрачных копуляциях с другими птицами. Наш проект был посвящен изучению возможностей применения метода акустического привлечения при изучении выбора территории у птиц. Данный метод основан на звуковой имитации присутствия птиц определенного вида путем проигрывания различных акустических сигналов. Таким образом, он имитирует эффект «конспецифичного привлечения» и увеличивает привлекательность территории для их поселения. В 2023 г. мы использовали демонстративную песню для привлечения двух видов – пеночки-трещотки Phylloscopus sibilatrix и зеленой пеночки Phylloscopus trochiloides. Полученные нами результаты в первый год показали, что его применение в период весеннего пролета увеличивает численность птиц и ускоряет заселение территорий. Мы предположили, что именно взрослые птицы, привлеченные на территорию в первый год проекта, должны повторно возвращаться на гнездование и формировать здесь стабильное население, а их присутствие впоследствии может привлекать молодых птиц. Однако на второй год из 134 окольцованных пеночек-трещоток и зеленых пеночек, гнездившихся здесь, вернулся лишь один самец. Таким образом, успешное гнездование самцов и имитирование успешного гнездования конспецификов поблизости не увеличило количество вернувшихся повторно птиц на второй год. Хотя акустическое привлечение является удобным инструментом для привлечения птиц в природе, его применение способно лишь временно увеличить плотность населения в год использования. На следующий год структура населения не сохраняется, так как птицы, гнездившиеся здесь в прошлом году, не возвращаются. Стратегия выбора территории может отличаться у взрослых и молодых птиц. В конце сезона размножения начинается расселение подросших птенцов, и в этот момент они могут запоминать участок, на который вернутся на следующий год. Такое поведение может иметь важное адаптивное преимущество на севере, так как позволяет птицам не тратить время на поиск нового места на следующий год, а также позволяет заранее найти лучшую территорию, оценивая успех размножения конспецификов на ней. Чтобы привлечь на территорию молодых птиц, прилетающих с других территорий, в конце лета мы ежедневно проигрывали песни и позывки холостых самцов, самцов после образования пары с самкой, а также птенцов, присутствие которых должно было сигнализировать об успешном размножении конспецификов на данной территории. Мы ожидали, что успешное гнездование конспецификов является честным сигналом качества территории. Весь цикл был разделен на несколько экспериментов, проведенных в конце лета (15 июля – 25 августа) с использованием голосов пеночки-трещотки, зеленой пеночки и ранее – пеночки-теньковки (2021-2023 гг.). Однако на следующий год численность пеночек на контрольных и опытных площадках не отличалась. Мы не получили подтверждения, что пеночки могут выбирать гнездовой участок в конце лета, чтобы вернуться на него на следующий год. Тем не менее, из-за крайне слабой изученности, данная гипотеза требует проверки на других видах для понимания насколько широко распространено это явление среди птиц. В частности метод акустического привлечения является удобным методом для тестирования подобных гипотез, и ранее на некоторых видах птиц Нового Света с его помощью удалось показать, что птицы в конце сезона размножения выбирают территорию на следующий год. С другой стороны, наши исследования показали, что акустическое привлечение, выполненное весной, увеличивает привлекательность территорий для поселения птиц. Использование метода акустического привлечения стало новым методом изучения брачной структуры популяции птиц и позволило выдвинуть новую гипотезу о существовании у пеночки-трещотки двух репродуктивных стратегий. В рамках проекта нам удалось показать, что у пеночки-трещотки существует две репродуктивные стратегии – консервативной и лабильной, ранее не описанные для данного вида. «Блуждающие» самцы с лабильной стратегией не имеют гнездовой территории и потому не возвращаются повторно на следующий год. Причина таких перемещений – поиск чужих самок и участие во внебрачных копуляциях. Мы собрали и обработали образцы биологического материала от 122 самцов и более 300 птенцов из 63 семей, в том числе от блуждающих самцов, поселившихся у данных гнезд в момент откладки яиц. Наши данные подтверждают наличие внебрачных птенцов в гнездах, однако планируется дальнейшее изучение родственных отношений между птенцами и местными самцами, чтобы выяснить их роль в распространении генетического материала в популяции.

Публикации

1. Кретова А.Ю. Успех размножения конспецификов не влияет на выбор гнездового участка в следующем году у трех видов пеночек (Passeriformes, Phylloscopidae) Труды Карельского научного центра РАН, № 7. С. 62-75 (год публикации - 2024)
10.17076/eb1971

2. Кретова А.Ю. Номадизм как результат особенностей репродуктивной стратегии вида: пример пеночки-трещотки Фундаментальные и прикладные аспекты адаптации живых организмов к изменяющимся условиям окружающей среды Севера: исследования, инновации, перспективы: тезисы докладов Всероссийской научной конференции с международным участием и школы для молодых ученых: тезисы докладов: научное электронное издание. Петрозаводск: КарНЦ РАН, С. 37 (год публикации - 2024)

3. Кретова А.Ю. Номадизм как результат особенностей репродуктивной стратегии вида: пример пеночки-трещотки Фундаментальные и прикладные аспекты адаптации живых организмов к изменяющимся условиям окружающей среды Севера: исследования, инновации, перспективы: тезисы докладов Всероссийской научной конференции с международным участием и школы для молодых ученых: тезисы докладов: научное электронное издание. Петрозаводск: КарНЦ РАН, С. 37. (год публикации - 2024)

4. Кретова А.Ю. НАУЧНО – КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА АСПИРАНТА на тему: «Демонстративная видовая песня птиц как носитель социальной информации при выборе гнездовой территории и стратегии размножения на примере представителей рода Пеночки Phylloscopus» Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр Российской академии наук» (год публикации - 2024)

5. Кретова А.Ю., Лапшин Н.В. The Divergence of Male Reproductive Strategy as the Cause of Nomadism in Wood Warbler Behavioral Ecology and Sociobiology, С. 1-28 (год публикации - 2024)
10.21203/rs.3.rs-4771979/v1

6. Кретова А.Ю. База данных численности птиц рода Phylloscopus по результатам акустического привлечения на опытных площадках в 2021-2024 гг. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, Номер регистрации (свидетельства): 2024625676, номер заявки: 2024625572, Бюл. № 12 (год публикации - 2024)

Возможность практического использования результатов
В природоохранных мероприятиях основной интерес представляет увеличение численности гнездящихся птиц, например, путем привлечения их для размножения на ООПТ и другие нетрансформированные человеком территории. Метод акустического привлечения представляет собой перспективный метод управления популяцией мелких воробьиных птиц для выполнения подобных задач.