Despre cromatica cojii oualor pasarilor salbatice

Ne aflăm la începutul unui nou sezon de reproducere (cel puţin la data când aceste rânduri au fost scrise), de-a lungul căruia păsările adulte se vor împerechea şi vor depune ouă, din care vor ecloza puii unei noi generaţii. Aceştia, la rândul lor, vor creşte şi vor deveni adulţi, care ne vor încânta prin frumuseţea coloritului şi a cântecului lor. Aşadar, depunerea ouălor este un moment fundamental în viaţa tuturor păsărilor, iar forma oului, culoarea cojii, numărul lor şi momentul depunerii reprezintă aspecte importante de care trebuie să se ţină cont atunci când se studiază viaţa acestor vieţuitoare.

Diversitatea cromatică a cojii ouălor păsărilor sălbatice a fost, este, şi în mod cert va continua să fie mult timp un prilej de încântare şi fascinaţie pentru om. Coloristica şi varietatea modelelor existente pe suprafaţa cojilor de ouă a preocupat de multă vreme pe cei cu activităţi în domeniul ştiinţelor naturii, şi nu numai. Determinanţii culorilor (pigmenţii), mecanismele care stau la baza colorării cojii oului, semnificaţia ecologică şi evolutivă a culorilor şi a modelelor existente la nivelul acestui înveliş exterior rigid reprezintă câteva teme intens studiate de către cercetătorii din întreaga lume, fiind un domeniu interesant care ar putea să clarifice multe aspecte importante legate de adaptările păsărilor de-a lungul evoluţiei lor în decursul timpului.
Substanţele colorante produse de către organismele vii servesc, în general, unei game largi de funcţii fizice, fiziologice şi comportamentale. Pigmentaţia cojii ouălor păsărilor, distribuită uniform pe toată suprafaţa oului şi/sau concentrată sub forma unor pete variabile ca formă şi mărime, este foarte posibil să reprezintă o componentă cheie a aparatului  repoducător avian din două motive. În primul rând, în ciuda uriaşei variabilităţi interspecifice din punct de vedere al modului lor de viaţă, păsările sunt extrem de conservatoare în privinţa modului de înmulţire. Astfel, toate păsările adulte se reproduc prin ouă depuse în mediul extern, din care, după un timp variabil, eclozează pui. Apoi, în al doilea rând, în mod remarcabil, păsările sunt singurele vertebrate la care a evoluat un mecanism de pigmentare al învelişului extern al oului, culoarea sa şi modelul (sau desenul) de la suprafaţă (pete, puncte, linii etc) avînd roluri de semnalizare, termoreglare, protecţie a embrionului, contribuind, se pare, chiar la creşterea rezistenţei mecanice a cojii.

Culoarea cojii oului de pasăre variază de la alb imaculat (considerat a fi cel mai probabil culoarea primordială, ancestrală a oului avian(Extrapolare pe baza reconstrucţiilor filogenetice şi a comparaţiei cu reptilele actuale. De exemplu, învelişul extern al ouălor de crocodil este lipsit de pigment, având culoarea albă, datorată carbonatului de calciu.), datorată cristalelor de carbonat de calciu fixate într-o matrice proteică) la violet, incluzând culorile intermediare roşu cărămiziu, maro, galben, verde smarald, turcoaz etc şi nuanţele lor. Totuşi, în mod surprinzător, această diversitate cromatică este determinată de numai doi pigmenţi,  protoporfirina şi biliverdina, care se află fixaţi la nivelul componentei proteice a cojii oului. Protoporfirina este un compus intermediar în procesul de biosinteză al hemoglobinei - pigmentul roşu al sâgelui. Ea colorează coaja ouălor în roşu-brun. Biliverdina este tot un produs intermediar rezultat în urma degradării hemoglobinei, care determină culoarea albastră-verde a cojii ouălor.

Locul în care se realizează efectiv procesul de absorbţie şi fixare al colorantului în matricea proteică a cojii oului este uterul, un segment specializat al oviductului. La circa 4 ore după eliberarea sa din ovar, ovulul fertilizat, înglobat în albumen (albuşul oului) şi învelit de o membrană fină ajunge la nivelul uterului, unde în următoarele 20 ore va avea loc biomineralizarea învelişului său exterior. Pigmenţii responsabili pentru culoarea şi modelul de pe coaja oului sunt secretaţi la nivelul epiteliului uterului avian cu aproximativ 4 ore înainte ca pasărea să depună ponta. Ei ajung în lumenul uterului şi apoi în coaja ouălor. Modelul existent la suprafaţa cojii (pete, linii, puncte etc) este generat de viteza de înaintare a oului şi de răsucirea lui de-a lungul uterului.

După cum s-a menţionat anterior, există o mare diversitate în ceea ce priveşte culoarea cojii oului şi a desenelor de la nivelul ei în lumea păsărilor. Există diferenţe de culoare nu numai între specii, ci chiar şi în cadrul aceleaşi specii şi chiar în cadrul unei singure ponte. În cazul mierlei albastre americane (Sialia sialis), 90% din ouă au culoarea albastră, iar restul sunt albe. Probabil că nivelul maxim de variabilitate privind cromatica cojii de ou este atins la speciile de cuc (genul Cuculus), care-şi depun ouăle în cuibul altor păsări (fenomen cunoscut sub numele de "parazitism de cuib").  De asemenea, este cunoscut cazul unei specii de nagâţ din India (Vanellus malabaricus), la care culoarea cojii ouălor diferă în funcţie de culoarea solului pe care ele sunt depuse (maronie, roşcată etc.)

Coaja oului de pasăre este capabilă să reflecte lumina ultravioletă, oferind probabil protecţie embrionului, însă natura structurilor sau a pigmenţilor responsabili pentru acest fenomen rămâne încă o enigmă (Multe specii de păsări sunt capabile să vadă lumina ultravioletă, invizibilă ochiului uman. Vederea în spectrul ultraviolet are importanţă şi în distingerea propriilor ouă de cele ale altor păsări care nu-şi clocesc propriile ouă, ci le depun în cuiburile speciilor-gazdă (de exemplu cucul), şi care sunt foarte asemănătoare din punct de vedere al coloraţiei cu cele ale păsării-gazdă. Datorită acestei însuşiri speciale, pasărea-gazdă este capabilă să detecteze oul care nu-i aparţine şi în unele cazuri destul de rare chiar să-l elimine din cuib.).
Faptul că la specii de păsări de talie redusă, cum ar fi de exemplu piţigoii, s-au evidenţiat cantităţi crescute de pigmenţi în coaja subţire a ouălor sugerează că aceşti compuşi ar avea şi un rol în rezistenţa mecanică şi flexibilitatea ei, întrucât la aceste specii scheletul poate disponibiliza cantităţi reduse de calciu necesare mineralizării cojii. De asemenea, la speciile de păsări care depun mai multe rânduri de ouă într-un sezon de reproducere, s-a constatat că ouăle din pontele care urmează celei dintâi au o coajă mai intens colorată. Pe de altă parte, prezenţa modelelor la suprafaţa cojii oului pare să fie mai frecvent asociată cu zonele în care solurile sunt sărace în calciu.

În mod tradiţional s-a considerat multă vreme că variaţia interspecifică a coloraţiei şi a modelului existent pe coaja ouălor este rezultatul homocromiei, adică adoptarea unei culori şi nuanţe cât mai asemănătoare substratului pe care au fost depuse, pentru a se confunda cu acesta şi a nu fi descoperite de prădători. În acord cu cele de mai sus, la speciile de păsări care nu îşi construiesc cuib şi depun ponta direct pe substrat (sau în vegetaţia ierboasă uscată), ouăle sunt foarte dificil de observat, confundându-se cu acesta. Pe de altă parte, multe specii care cuibăresc în arbori depun ouă a căror coajă are culoarea albastră sau verde, în timp ce alte păsări ce depun ouăle în cuiburi aflate locuri slab luminate (de exemplu cavităţi săpate în maluri, cum este cazul pescărelului albastru, lăstunul de mal, ciocănitori) au coaja de culoare albă(Totuşi, aceasta nu este o regulă. La răpitoarele de noapte care depun ouăle în cuiburi deschise cum este cazul ciufului de pădure (Asio otus), la porumbei, corcodei, berze, pelicani, albatroşi etc. ouăle au, de asemenea, coaja albă.). S-a considerat că această culoare ar ajuta pasărea să poată vedea mai uşor ouăle în semiobscuritate, servindu-i la îngrijirea pontei. De asemenea, păsările care stau pe ouăle lor continuu pe parcursul clocirii, astfel încât nu sunt expuse vederii, tind să aibă coaja albă.
Diferenţele în privinţa culorii cojii oului la păsări pot fi explicate printr-o diversificare în ceea ce priveşte locul de amplasare al cuibului. Ouăle de culoare maro, pătate, sunt tipice speciilor care cuibăresc pe sol, reprezentând o culoare de camuflaj. În general, ouăle pătate sunt întâlnite în cazul păsărilor vulnerabile faţă de prădători. Chiar şi ouăle de culoare albastre pot fi mai greu detectate în cuiburile amplasate în profunzimea vegetaţiei, care modifică compoziţia spectrală a luminii solare.

Coloraţia maro a cojii ouălor apare conservată mai ales la nivel de familie, ceea ce sugerează un avantaj evolutiv major pe care l-a oferit această culoare. În schimb pigmentaţia verde-albastră variază atât la nivel de specie cât şi la nivel de familie, sugerând că ea este importantă mai ales în comportamentul legat de reproducere. În acest sens este interesant de menţionat faptul că la speciile de păsări care depun ouă de culoare verde-albastră, masculii participă mai intens la îngrijirea puilor dacă acestea sunt mai intens colorate, semnalând în acelaşi timp şi calitatea superioară din punct de vedere al capacităţii reproductive a femelelor care depun astfel de ouă intens pigmentate.

Dobândirea homocromiei a avut loc cu 30-100 milioane de ani în urmă, odată cu diversificarea obiceiurilor legate de cuibărire, ceea ce a determinat un întreg lanţ de adaptări legate de comportamentul reproductiv. Prin urmare pigmenţii care dau culoarea cojii oului păsărilor au origine foarte veche, fiind înalt conservaţi de-a lungul evoluţiei acestor vertebrate.
Câteva concluzii ce se pot desprinde din cele de mai sus:

1. Oul avian ancestral a fost probabil alb imaculat. Această culoare şi lipsa completă a oricărui model pe suprafaţa cojii a fost menţinută în decursul evoluţiei la speciile de păsări mai primitive şi în general la cele care îşi construiesc cuibul în locaţii aflate la adăpost faţă de atacul prădătorilor.

2. Diversitatea culorilor cojii oului în lumea păsărilor se datorează pigmenţilor protoporfirina şi biliverdina, rezultaţi în timpul sintezei, respectiv a degradării hemoglobinei. Protoporfirina colorează coaja ouălor în roşu-brun, iar biliverdina determină culoarea albastră-verde. Deşi aceşti pigmenţi au origine foarte veche, ei au fost înalt conservaţi la păsări de-a lungul evoluţiei lor. Totuşi, nu există o relaţie între categoriile sistematice şi culorile cojii ouălor.

3. Secreţia pigmenţilor şi fixarea lor în coaja oului are loc la nivelul unui segment specializat al oviductului (uterul), modelul existent pe suprafaţa cojii depinzând de viteza deplasării şi răsucirea sa prin lumenul uterului.

4. Marea varietate în ceea ce priveşte culoarea cojii oului de pasăre este rezultatul diversificării obiceiurilor legate de locul de amplasare al cuibului, proces ce a determinat o succesiune de adaptări legate de comportamentul reproductiv.

5. Diversificarea cromatică a cojii oului a fost probabil asociată cu apariţia unor noi funcţii, cum ar fi semnalizarea capacităţii femelei în privinţa protejării ouălor faţă de radiaţia solară cu potenţial dăunător pentru viaţa embrionului şi/sau creşterea rezistenţei mecanice a învelişului oului în condiţiile unei rezerve de calciu insuficiente pentru mineralizarea cojii.
 

Marcel CIOBANU
Sucursale
Implica-te!
  • Vino alaturi de noi si doneaza pentru protejarea speciilor de pasari din Romania!
  • MembriDevino membru SOR ca sa te poti implica mai direct in toate actiunile noastre comune.
  • VoluntariAlatura-te eforturilor noastre de a face lucrurile mai bune si mai bine!