AKWARIUM NR 113-2

 Ciernik {Gasterosteus aculeatus Linnaeus, 1758; jest znanym powszechnie, drobnym gatunkiem ryby, występującym w chłodnej i umiarkowanej strefie północnej półkuli ziemskiej. Występuje licznie w Polsce, przy czym spotyka się go zarówno w wodach słodkich, jak i słonawych przybrzeżnych wodach Bałtyku. Ciernik jest rybą powszechnie znaną wśród miłośników przyrody, hoduje się go też w akwariach. Przyczynami, dzięki którym ciernikiem interesują się akwaryści są: niewielkie rozmiary ryby, bardzo ciekawa biologia rozrodu oraz niezwykle piękne ubarwienie samców w okresie godowym.
Cechami normalnego ubarwienia godowego samca ciernika są: błyszczący morskozielony grzbiet, czerwono-pomarańczowa barwa brzucha oraz w dolnej części pokryw skrzelowych jasno błyszczące błękitnozielone tęczówki oczu. Z badań etologicznych* wiadomo, że czerwonopomarańczowe ubarwienie samców jest dla nich korzystne, gdyż są one wtedy wyróżniane przez samice (Pelwijk i Tinbergen 1937, Mc Phail 1969, Selmler 1971). Ubarwienie to funkcjonuje także jako sygnał ostrzegawczy, prawdopodobnie dzięki czemu samce lepiej mogą bronić ikry i narybku (Selmler 1971). Takie ubarwienie godowe mają prawie wszystkie samce cierników. Jest jednak wyjątek, na stosunkowo niewielkim obszarze na zachodzie amerykańskiego stanu Washington występuje inny typ ubarwienia godowego. Samce z tego terenu są całkowicie czarne. Cechą charakterystyczną tych czarnych samców jest również to, że kiedy są chwytane lub przestraszone, tracą na kilka minut swoje godowe ubarwienie. Przybierają ochronne ubarwienie osobników dorosłych (Mc Phail 1969, Hagen i Moodie 1979). Czerwone samce nie wykazują takiego chwilowego zaniku barw.

Para cierników trójigłowych

    Jak już wspomniano czarne samce występują na ograniczonym obszarze w stanie Washington w USA. Na terenach otaczających ten obszar, w tym samym stanie Washington, samce są czerwone, a na pograniczu spotyka się populacje mieszane, w których część samców jest czerwona, a część czarna. Hagen i Moodie skrzyżowali w niewoli osobniki z populacji czerwonych z osobnikami z populacji czarnych, w wyniku czego otrzymali osobniki o cechach pośrednich, których ubarwienie godowe samców wyglądało następująco: grzbiet ciemnobrunatny lub zbliżony do ciemnej zieleni; brzuch, dolna część głowy i pokrywy skrzelowe zmienne – od prawie czerwonego z domieszką czerni do prawie czarnego z domieszką czerwieni. Wyniki dalszych krzyżówek pozwoliły na stwierdzenie, że czerń lub czerwień samców jest uwarunkowana przez dwa allele** tego samego genu*** z których żaden nie jest dominującym. Tak więc o tym, który typ ubarwienia godowego występuje w populacji decyduje dobór naturalny, który eliminuje mniej korzystny typ ubarwienia. Na ogromnej większości obszaru występowania korzystniejszym, z przyczyn podanych już wcześniej, jest typ czerwony i jego to właśnie spotyka się powszechnie w naturze. Sugeruje to, że w części stanu Washington musi działać jakiś czynnik, który powoduje, że w tych lokalnych warunkach korzystniejszy jest czarny typ ubarwienia godowego.
W trakcie badań naukowych zauważono, że czarne populacje ciernika występują tam, gdzie razem z nimi występuje gatunek ryby o łacińskiej nazwie Novumbra hubbsi. Jest to niewielka ryba (wielkość zbliżona do wielkości ciernika) występująca tylko na tym ograniczonym obszarze stanu Washington. Należy do rodziny muław-kowatych (Umbridae). Zauważono, że tam gdzie Novumbra występuje licznie spotyka się wyłącznie czarne populacje ciernika; gdzie Novumbra jest mniej liczna spotyka się zarówno czarne, jak i czerwone cierniki; gdzie jej brak – tylko populacje jednolicie czerwone. Sugeruje to, że Novumbra hubbsi jest właśnie tym czynnikiem, który eliminuje czerwone cierniki w stanie Washington. Na wytłumaczenie mechanizmu tej eliminacji wysunięto dwie hipotezy. Mc Phail (1969) sugeruje, że osobniki Novumbra hubbsi są wabione przez czerwone ubarwienie samca ciernika opiekującego się młodymi i zjadają narybek. W wyniku tego z populacji sukcesywnie eliminowane są czerwone cierniki. Nie narażone na ten czynnik czarne mogą się swobodnie rozmnażać i zajmować obszar zamieszkiwany przez w/w wroga naturalnego.
Hagen i Moodie (1979) sugerują inny mechanizm wypierania czerwonych cierników przez Novumbra. Badania wykazały bowiem, że ta ryba, podobnie jak ciernik, wykazuje silny terytorializm w okresie rozrodczym, a jej ubarwienie ostrzegawcze ma przewagę czerni (Hagen i wsp. 1972). Czerwone osobniki ciernika są przepędzane przez Novumbra hubbsi i nie znajdują dostatecznej ilości dogodnych miejsc do rozrodu. W wyniku tego są stopniowo eliminowane z populacji. W przeciwieństwie do nich osobniki czarne są w stanie zająć odpowiedni obszar terytorium rozrodczego, gdyż ich czarne ubarwienie działa na Novumbra jako sygnał ostrzegawczy i odstraszający. Są więc w stanie skutecznie rozmnażać się w tych samych zbiornikach wodnych.
O tym, która z tych hipotez jest prawdziwa rozstrzygną zapewne dalsze badania naukowe. Być może, że prawdziwe są obie i czerwone cierniki w stanie Washington są eliminowane za pomocą dwu mechanizmów równocześnie. Niezależnie jednak od wyników przyszłych badań naukowych oddziaływanie Novumbra hubbis na populacje ciernika stanowi interesujący przykład wpływu doboru naturalnego na ubarwienie godowe ryb.

_________
* etologia – nauka o zachowaniu się zwierząt
** allele – różne formy tego samego genu
*** gen – podstawowa jednostka dziedziczności

Literatura:
Hagen D. W. Moodie G. E. E. – 1979 – Polymorphism for breeding colors in Gasterosteus aculeatus. I. Their genetics and geographic distribution. Evo-lution 33: 641-648.
Hagen D. W., Moodie G., Moodie P. – 1972 – Territoriality and courtship in the Olympic muminnow (Novumbra hubbsi). Can J. Zool. 50: 1111-1115.
Mc Phail D. – 1969 – Predation and the evolution of a stickleback (Gasterosteus). J. Fish. Res Bd. Canada 26: 3183-3208.
Pelwijk J., Tinbergen N. – 1937 – Eine reizbiologisch Analyse einiger Verhal-tensweisen von Gasterosteus aculeatus L. Z. Tierpsychol. 1: 923-1204.
Selmler D. E. – 1971 – Some aspects of adaptation in a polymorphism for breeding colours in the threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus). J. Zool. London 165: 291-302.

Recenzował: dr Alfred Borkowski