Küzdelem a stresszel: fiziológiai mechanizmusok vizsgálata evolúciós kontextusban = Coping with stress: integrating physiological mechanisms to evolutionary ecology

Pályázatom fő célkitűzése az volt, hogy jobban megértsük, hogy a környezeti stressz által kiváltott hormon (kortikoszteron) milyen szerepet játszhat az állatok életmenet döntéseinek meghozatalában. Ezt a kérdést hat madárfajon végzett terepi és laborban végzett megfigyelésekkel, kísérletekkel és több mint száz madárfaj filogenetikai komparatív elemzésével vizsgáltuk. Az eredmények azt mutatják, hogy a kortikoszteronnak fontos szerepe lehet az életmenet döntések evolúciójában: mértéke dinamikusan változik az aktuális szaporodási esemény értéke szerint, valamint kapcsolatban állhat az utódgondozó viselkedéssel, a túlélési valószínűséggel. A pályázat időszaka alatt összesen 19 tudományos dolgozat elkészítésében vettem részt. Ezekből 9 már megjelent nemzetközi folyóiratokban, 6 dolgozat benyújtás vagy már elbírálás alatt áll, míg további három dolgozat előkészületben van. A pályázat által támogatott kutatási eredményekből elkészítettem a habilitációs értekezésemet, ami szintén elbírálás alatt áll. | The main goal of my proposal was to better understand the role that the stress hormone corticosterone may play in life-history decisions. We investigated this question on six bird species by using field and lab observations and experiments and by using phylogenetic comparative analyses on more than a hundred avian species. We have shown that corticosterone may play a significant role in the evolution of life-history decisions: it changes dinamically according to the actual value of reproduction and is related to parental effort and survival probability. During the period of funding, I have participated in the writing of 19 scientific reports, out of which 9 have been already published in international journals, 6 manuscripts are under consideration, and three further manuscripts are in preparation. Based on the results of this project funded by OTKA, I also wrote my habilitation dissertation that is also under consideration

A szociális viselkedés és az egyedek közötti rokonság kapcsolatának vizsgálata házi verebeken = The effects of relatedness on the social behaviour of house sparrows

A kutatásban három kérdésre kerestük a választ: (1) milyen rokonsági szerkezet jellemzi a házi verebek (Passer domesticus) téli csapatait, (2) azonosítják-e a madarak rokonaikat a csapatokban, és (3) befolyásolja-e a rokonság szociális viselkedésüket. Szabadon élő madarak molekuláris genetikai vizsgálatával kimutattuk, hogy a verébcsapatokra nem jellemző a rokon egyedek koncentrált előfordulása, azonban a legtöbb egyednek van legalább kisszámú közeli rokona a csapatokban. Fogságban tartott madarak vizsgálataiban azt találtuk, hogy a rokonság befolyásolja a madarak szociális viselkedését: a rokonok csapaton belül gyakrabban követik egymást; csapatos táplálkozásnál a tojók gyakrabban és többet potyáznak rokonaiktól; valamint a testvérek gyakrabban, de kisebb intenzitással verekednek egymással, mint nem rokon madarakkal. Eredményeink azt mutatják, hogy elsősorban az ismert rokonok (pl. testvérek) irányában viselkednek eltérően a madarak, azonban esetenként távolabbi (nem ismert) rokonokkal szembeni magatartásuk is különbözött a nem-rokonokkal szembeni viselkedéstől (pl. potyázás gyakorisága). Eredményeink elsőként igazolták, hogy a házi verebek felismerik közeli rokonaikat a csapattársak között, és hogy egyes szociális interakcióikat befolyásolja a csapattárshoz fűződő rokonság. | The project had three major questions: (1) how are birds related to each other in wild house sparrow (Passer domesticus) flocks, (2) are sparrows able to recognize their kin, and (3) does relatedness between flock-mates influence their social behavior? In a molecular genetic study of free-living birds, we found no evidence for concentrated occurrence of relatives in sparrow flocks. However, most birds had at least a few close relatives among their flock-mates. Studies on captive birds showed that their social behavior is affected by relatedness: relatives followed each other more often within the flocks than unrelated birds; females scrounged more often and more food from relatives than from unrelated birds; and siblings fought more often but less violently with each other than with unrelated flock-mates. Our results suggest that birds perform differential social behavior mainly towards familiar relatives (e.g. siblings), although we also observed some differential behaviors towards unfamiliar kin (e.g. frequent scrounging from non-sib and non-parent relatives). These results support that house sparrows are able to recognize their close kin in flocks, and that relatedness plays a role in their non-reproductive social interactions

Optimális vedlési stratégiák = Optimal moult strategies

A pályázat fő célja annak kiderítése volt, hogy a különböző állapotváltozók hogyan befolyásolják az optimális viselkedést, speciálisan a hogyan befolyásolják a fő életmenet események időzítését az éves cikluson belül. E cél elérése érdekében több modellt fejlesztettünk, és változatos terepi megfigyeléseket és aviáriumi kísérleteket folytattunk. Fő modelljeink azt mutatják, hogy az állapotváltozók (pl. tollminőség, energiatartalékok) jelentősen befolyásolhatják a vedlés és vándorlás időzítését, de a táplálékforrás időbeli eloszlása és szezonalitása is jelentős hatással lehet. Fő empirikus eredményeink szerint a táplálék minősége és a paraziták fertőzése jelentősen befolyásolhatja a tollminőséget. Egy komparatív vizsgálatban kimutattuk, hogy a vándorlás időzítését a különféle életmenet jellemzők jelentősen befolyásolják, de a szezuálisan szelektált jellegeknek nincs ilyen hatása. | The main aim of the project was to investigate how state variables effect optimal behaviour in general, and the optimal timing of major life history events over the annual cycle, in particular. To accomplish this aim we developed a couple of annual routine models and performed various field observations and aviary experiments. Our main models show that state variables (quality of feathers, energy reserves) can significantly influence the timing of optimal behaviour (moult, migration) but they also underline the importance of the temporal distribution and seasonality of food sources. Our main empirical results show that diet quality and parasite infection influence feather quality considerably. By a comparative study we found that life history traits (e.g. migration distance and diet) but not sexually selected traits influence the timing of migration

Parasites, mate attractiveness and female feather corticosterone levels in a socially monogamous bird

Stress is ubiquitous in the life of animals and a key determinant of their well-being and fitness. By quantifying levels of feather corticosterone in growing feathers (CORTf), we measured integrated stress responses in a monogamous game bird, the red grouse Lagopus lagopus scoticus. We investigated the effects of parasites and social mate choice on female CORTf levels during pairing, and tested the hypothesis that females with more parasites and paired with less attractive males have higher CORTf. We experimentally reduced nematode parasite abundance during pairing in females and investigated the effect of treatment on CORTf, while also considering the social mate’s phenotype (male comb size, as a proxy of sexual attractiveness). The treatment was effective at contrasting parasite loads between control and dosed females, but had no apparent effect on CORTf. In experimental females, reinfection rate after a month positively correlated with CORTf. We found no evidence of assortative mating based on size, condition or ornament size, but females paired with more attractive males (displaying bigger combs) had lower CORTf during pairing. Females for which parasite load was reduced had lower CORTf than control females at all levels of male attractiveness. Social mate choice therefore appears to be an important determinant of female integrated stress responses, which may in turn modulate reinfection rate and parasitism risk. An influence of male attractiveness on female stress may be part of an adaptive response allowing females to adjust reproductive investment to their achieved social mate choice

Reproduction and modulation of the stress response: an experimental test in the house sparrow

The stress response is highly variable among individuals, but the causes of this variation remain largely unknown. In response to stressors, vertebrates secrete elevated levels of glucocorticoids which enhance survival, but concurrently interfere with reproduction. We tested the hypothesis that individuals flexibly modulate their stress response with respect to the reproductive value of their brood in free-living house sparrows (Passer domesticus). We experimentally increased or decreased clutch size during the nestling period and found that parents tending enlarged clutches responded less strongly to a stressor than those tending reduced clutches. In addition, we examined whether individuals responded less strongly to a stressor as the breeding season progressed and future reproductive opportunities declined. We found that the stress response decreased with breeding date during the birds' first breeding attempt, but it remained constant during their second breeding attempt. Within-individual variability in the stress response was related to the brood size manipulations the birds received in their two consecutive breeding attempts. These results provide the first experimental support for the hypothesis that individuals actively modulate their stress response with respect to the value of current reproduction