Племенные паразиты — это птицы, которые не строят собственных гнезд. Вместо этого они прячут яйца в гнезда других видов, где забывчивые родители могут вырастить этих вторгшихся птенцов даже за свой счет.
У некоторых видов это привело к эволюционной гонке вооружений, в которой родители-хозяева все лучше и лучше распознают и отбрасывают яйца, которые им не принадлежат, используя сигналы, включая размер, форму, цвет и рисунок яйца, в то время как паразиты выводка становятся все более и более умеют имитировать яйца своего вида-хозяина. Чтобы изучить поведение отторжения яиц и выяснить, как родители птиц идентифицируют яйца самозванцев, орнитологи уже давно проводят эксперименты, которые включают добавление искусственных яиц в гнезда и наблюдение за действиями родителей.
Проблема в том, что сделать убедительные однородные искусственные яйца из традиционных материалов, таких как пластик, дерево и гипс, на удивление сложно. Изготовление поддельных яиц может потребовать много времени, подвержено человеческим ошибкам, и другим исследователям трудно воспроизвести их в точности, что важно для подтверждения научных результатов.
Чтобы обойти эти ограничения, исследователи создали цифровые модели яиц коричневоголовых коровников (североамериканского паразита выводков) и создали их с помощью 3D-принтеров. 3D-печать также позволила создать полые яйца, которые можно было наполнить водой или гелем, точно имитируя не только вес, но даже термодинамические свойства настоящих яиц.Окрашенные в бежевый цвет, чтобы соответствовать яйцам настоящих коровников, или в сине-зеленый цвет, чтобы соответствовать яйцам американских малиновок, распечатанные на 3D-принтере яйца были помещены в гнезда малиновок, за которыми затем наблюдали в течение шести дней, чтобы увидеть, как отреагируют родители.
Робинс принял 100% сине-зеленых яиц, но отклонил 79% яиц, которые были окрашены в цвета коровьих птиц. Обнадеживает то, что это похоже на результаты прошлых исследований с использованием штукатурных яиц, производимых традиционным способом, однако яйца, напечатанные на 3D-принтере, теперь имеют то преимущество, что они менее изменчивы и более способны воспроизводить желаемый размер и форму. Кроме того, цифровые модели, используемые для их создания, могут быть переданы исследователям, так что эксперименты могут быть воспроизведены более точно, чем это было возможно в прошлом."Хозяева выводковых паразитов сильно различаются по тому, как они реагируют на паразитические яйца, и это поднимает множество интересных вопросов о мимикрии яиц, зрительной системе птиц, способности считать, когнитивных правилах о сходстве и биомеханике подбора предметов. — говорит профессор Дон Дирборн, заведующий кафедрой биологии Колледжа Бейтса, эксперт по паразитизму выводков, не участвовавший в исследовании 3D-печати. «На протяжении десятилетий решение этих вопросов означало создание собственных поддельных яиц, что, по нашему мнению, является медленным, неточным и разочаровывающим.
В этом исследовании используется 3D-печать для более тонкого и повторяемого процесса изготовления яиц, что, в свою очередь, позволит более изощренные эксперименты по совместной эволюции паразита и хозяина. Я также надеюсь, что этот метод можно будет распространить на получение прокалываемых яиц с тонкой скорлупой, что позволит преодолеть еще одно ограничение на подобные поведенческие эксперименты ».«Технология 3D-печати — это не только наше будущее — она уже произвела революцию в медицине и фундаментальных науках», — говорит профессор Марк Хаубер, специалист по поведению животных из Хантер-колледжа Городского университета Нью-Йорка, старший автор исследования. «Теперь он выходит в мир диких птиц, позволяя проводить стандартизированные эксперименты по отторжению яиц во всем мире».