Nýbakaðar mæður úr hópi hamstra og annara nagdýra geta vel tekið upp á því að farga einu eða fleiri afkvæmi, ef fæða er af skornum skammti og ekki er útlit fyrir að þeim takist að ala önn fyrir öllum afkvæmum úr sama goti. Í einu goti geta verið allt að 12 afkvæmi.

Það er komið fram í miðjan apríl og friður og spekt ríkja í hreiðri húsfinkunnar. Foreldrarnir væntanlegu eru önnum kafnir, – hann er upptekinn af því að ala önn fyrir makanum og hún vermir eggin sex í hreiðrinu. Þetta er þriðji dagurinn sem parið annast eggin. Karlfuglinn staðnæmist á brún hreiðursins og flýtir sér að fóðra móðurina. Síðan fljúga báðir fuglarnir í burt í leit að fæðu og hálfri mínútu síðar snýr kvenfuglinn til baka og lítur eftir hreiðrinu. Hún byrjar síðan fyrirvaralaust að gogga með beittum gogginum í eitt af eggjunum og að éta innihald þess. Hún étur áfram í þrjár mínútur og flýgur því næst á brott með eggjaskurnina í gogginum.

Hópur bandarískra líffræðinga hefur fylgst með hreiðri húsfinkunnar frá því að varptíminn hófst og gátu þeir alls ekki séð að eggið væri skemmt, mislitt eða á annan hátt frábrugðið hinum eggjunum fimm í hreiðrinu. Líffræðingarnir gera því ráð fyrir að fóstrið í egginu hafi verið lífvænlegt og að kvenfuglinn hafi gert nokkuð sem okkur mönnunum þætti algerlega óhugsandi, nefnilega étið afkvæmi sitt.

Atferli húsfinkunnar er hvorki afbrigðileg, líffræðileg tilviljun né heldur kemur það í veg fyrir að fuglarnir fjölgi sér. Atferlið stuðlar á hinn bóginn sennilega að betri lífslíkum hinna unganna. Aðrar alls óskyldar dýrategundir, allt frá veiðikóngulóm og músum, yfir í margar fiskategundir, stunda dráp á eigin afkvæmum. Eins furðulega og það kann að hljóma, þá ala þessi sömu dýr afskaplega vel önn fyrir hinum afkvæmunum.

Vísindamenn leggja sig í líma við að útskýra hvernig á því geti staðið að jafn ólík hegðun og dráp og umhyggja þrífst innan sömu dýrategundar og jafnvel meðal sömu einstaklinganna úr hópi dýrategundarinnar. Áður fyrr álitu atferlislíffræðingar át dýra sömu tegundar vera til marks um félagslegan sjúkdóm meðal einstakra dýra og töldu að atferlið hefði lítil sem engin áhrif á þróunarsögu dýranna. Seinna áttuðu atferlislíffræðingarnir sig svo á að um væri að ræða atferli sem hefði óþekkt áhrif á þróunina og að um væri að ræða eins konar málamiðlun til að bæta lífslíkur afkvæmanna sem fá að lifa.

Þrátt fyrir áralangar rannsóknir á fiskitegundum sem leggja stund á afkvæmaát er ekki ýkja langt síðan líffræðingar áttuðu sig á þróunarfræðilegum ávinningi átsins. Þegar líffræðingar reyndu að skýra út atferlið var kenning þeirra yfirleitt sú að foreldrarnir fengju næringu úr afkvæmunum og nýttu eigin egg eða afkvæmi sem fæðuviðbót þegar þröngt væri í búi. Með því að éta eigin afkvæmi fengu foreldrarnir, samkvæmt þessari tilgátu, orku og næringarefni sem komu þeim til góða í næsta goti. Ef litlar líkur voru á að afkvæmi af fyrsta goti kæmust á legg, gátu foreldrarnir þannig aukið líkurnar á að þeim tækist að koma öðru goti á legg með því að búa yfir orkunni úr fyrsta goti þegar næsta got kom í heiminn. Nákvæmar rannsóknir á ýmsum tegundum fiska hafa haft í för með sér ólíkar niðurstöður. Þegar vísindamennirnir gáfu fiskunum fæðubótarefni hættu sumar tegundirnar að leggja sér til munns afkvæmi sín en aðrar tegundir héldu hins vegar uppteknum hætti. Þá hafa vísindamenn einnig rannsakað hvort næringin úr afkvæmunum sem étin eru skiptir sköpum fyrir foreldrana næst þegar kemur að því að fjölga sér. Niðurstöðurnar úr þeim rannsóknum eru að sama skapi ólíkar og því segjast líffræðingarnir geta dregið þá ályktun að afkvæmin séu ekki einvörðungu étin næringarinnar vegna.

Sýndardýr gefa skýringu á afkvæmadrápi

Árið 2002 komu Adam Payne og tveir starfsbræðra hans við University of London fram með þá kenningu að dýr einungis éti eggin eða afkvæmi sín ef hætta er á að hart verði í ári og erfitt að afla fæðunnar þegar afkvæmin koma í heiminn. Færri afkvæmi auka líkur foreldranna á að hugsa vel um þau egg eða afkvæmi sem fá að lifa. Aðrir vísindamenn hafa birt álíka kenningar um að foreldrarnir drepi viðkvæmustu afkvæmin sem minnstar líkur eru á að myndu komast á legg. Engin þessara mörgu kenninga hefur þó veitt fullnægjandi skýringu á því hver ávinningur dýra er af því að éta afkvæmi sín. Nú hafa tveir líffræðingar, Hope Klug við Flórída háskóla og Michael Bonsall við Oxford háskóla, hins vegar rannsakað þessa þversögn með því að notast við tölvulíkan og hafa þeir fundið mjög góða skýringu á þessum atferlisvanda dýranna.

Líffræðingarnir tveir gerðu sér í hugarlund hinar ýmsu aðstæður sem sýndarlífverur gátu lent í og mötuðu tölvurnar með upplýsingunum. Þeir kynntu síðan til sögunnar fyrirbærið afkvæmaát sem eins konar stökkbreytingu eða eiginleika sem rændi „lífverum“ úr hópnum. Í tölvulíkaninu geta egg og ungar hlotið þrenns konar örlög. Foreldrarnir geta skilið afkvæmin ein eftir, þau geta hlotið aðhlynningu foreldranna ellegar foreldrarnir geta étið þau. Hope Klug og Michael Bonsall leyfðu með öðrum orðum þróunarsögunni að leika lausum hala í sýndardýraríkinu. Þeir létu tölvulíkanið spá fyrir um hvort afkvæmaát hefði jákvæð áhrif á það að fuglunum tækist að fjölga kyni sínu og fylgdust að sama skapi með því á hvern hátt afkvæmaát dreifðist meðal „lífveranna“.

Líkanið leiddi í ljós að afkvæmaát getur hvort heldur sem er tíðkast meðal dýra sem hlúa vel að afkvæmum sínum og meðal dýra sem láta afkvæmin algerlega um að annast sig sjálf. Líkanið leiddi hins vegar einnig í ljós að afkvæmaát á sér mjög flókna skýringu. Það er með öðrum orðum engin einhlít skýring á því hvers vegna sumar dýrategundir leggja sér til munns afkvæmi sín. Sýndardýrin fengu raunar orku í líkamann af að éta eggin sín en næringarþátturinn dugði samt ekki sem útskýring.

Hope Klug og Michael Bonsall veittu því athygli að afkvæmaát jók líkurnar á að hin eggin þroskuðust vel og þar með urðu meiri líkur á að tilteknu foreldrapari tækist að fjölga sér. Þeir komust einnig að raun um að afkvæmaát væri í raun mjög vænleg aðferð ef foreldrarnir einbeittu sér að því að éta slökustu afkvæmin. Þar með olli afkvæmaát svipuðum þróunarþvingunum á getu unga og eggja til að komast á legg og þekkist af völdum rándýra. Með þessu er til dæmis átt við að því fyrr sem egg nær fullum þroska og klekst út, þeim mun meiri líkur eru á að fuglinn komist á legg.

Afkvæmaát meðal fugla og annarra dýra getur með öðrum orðum stuðlað að því að ryðja úr vegi afkvæmum sem eru lengi að ná þroska og krefjast fyrir vikið mikillar umhyggju af hálfu foreldranna. Með þessari aðferð beina foreldrarnir orku sinni að þeim afkvæmum sem hraðast vaxa úr grasi og fjarlægja síðar meir eitt eða fleiri afkvæmi sem eru slakari. Afkvæmaátið hefur þann kost í för með sér að orkuforði foreldranna helst í fjölskyldunni og fer ekki forgörðum í kjaftinn á rándýrum.

Feðurnir losa sig við afkvæmin

Tölvulíkanið leiddi í ljós að afkvæmaát meðal foreldra getur reynst vera árangursrík leið til að koma þeim afkvæmum á legg sem líklegust þykja til að spjara sig. Atferlið virðist vera algengast meðal fiska en líffræðingarnir tóku eftir að margar fiskategundir leggja sér til munns seiði sín. Þeir tóku jafnframt eftir því að það eru oftast karldýrin sem deyða afkvæmin.

Flestir fiskar eru ekki mjög umhyggjusamir foreldrar, því þeir láta sér nægja að hrygna miklu magni hrogna og láta svo náttúruna um að annast hrognin og seiðin. Margar fisktegundir ganga þó aðeins lengra og verja afkvæmin, eins og fyrir skyldurækni, gegn rándýrum, flytja súrefnisríkt vatn að hrognunum og hreinsa af þeim óhreinindi og sníkjudýr. Það vekur nokkra furðu að sumar fisktegundirnar sem ala hvað mesta önn fyrir hrognunum sínum eiga það einnig til að éta afkvæmi sín. Þess vegna mætti segja að hængurinn þurfi stundum að taka afdrifaríkar ákvarðanir, en með því er átt við að hann þurfi að ákveða hvaða afkvæmi hann eigi að éta. Hann þarf að sama skapi að ákveða hvað hann á að éta mörg. Ákvörðunin byggir á mati á umhverfinu og skiptir sköpum fyrir getu hans til að auka kyn sitt. Segja má að ákvörðunin sé eins konar málamiðlun milli þess að nýta til fulls þá fæðu sem fyrir hendi er í umhverfinu og að varast að ofnýta hana. Ef hann deyðir of mörg afkvæmi komast færri á legg en hann hafði tök á að ala önn fyrir. Ef hann deyðir of fá afkvæmi munu þau sem eftir lifa hins vegar hafa minni tök á að vaxa úr grasi og spjara sig sjálf og foreldrarnir gætu fyrir vikið ekki fjölgað sér.

Hope Klug rannsakaði, ásamt Kai Lindström við Åbo Akademi, hvaða aðferð hængur af tegundinni sandkýtlingur beitir við val á fórnarlömbum úr hópi afkvæmanna. Sandkýtlingshængurinn er einstæður faðir. Þeir leggja ofuráherslu á að fjölga sér og í því skyni frjóvgar hann oft hrogn úr tveimur hrygnum. Vísindamennirnir veittu því eftirtekt að hængarnir átu yfirleitt stór hrogn seinni hrygnunnar sem þeir höfðu frjóvgað. Skýringin er að öllum líkindum fólgin í því að stór egg eru lengur að klekjast út en þau minni, auk þess sem egg síðari hrygnunnar höfðu komið í heiminn degi á eftir fyrri hrognunum. Með því að taka úr umferð stór hrogn sem hrygnt hafði verið seint og að einbeita sér að litlum, eldri hrognum bætir hængurinn möguleikana á að koma afkvæmum á legg. Hann sparar sér þannig tíma og getur snúið fyrr aftur til leiks og frjóvgað ný egg.

Aðrar fisktegundir láta afkvæmum sínum eftir að hafa hemil á fjölguninni. Um er að ræða ýmsar fisktegundir sem ekki gjóta hrognum en fæða þess í stað lifandi seiði. Í þessum tilvikum vaxa eggin inni í líkama hrygnunnar eftir frjóvgun og hvert fóstur þroskast í eigin eggi, sem minnir á fylgju spendýra. Stærstu afkvæmi gráa skeggháfsins háma í sig minni og veikbyggðari afkvæmin í „fylgju“ móðurinnar. Veikbyggðustu dýrin lúta þannig í lægra haldi fyrir harðneskjulegum raunveruleika náttúrunnar áður en þau svo mikið sem verða fullþroska dýr.

Dráp hliðholl fjölgun tegundanna

Afkvæmadráp á sér ekki aðeins stað í sjónum heldur einnig á landi. Hræbjalla er rauð og svört bjalla með mjög sérkennilegar fæðuvenjur. Bjöllurnar grafa hræ af fuglum, músum og öðrum smádýrum með því að grafa sig undir þau og draga þau niður í jörðina. Hræbjöllur starfa yfirleitt tvær og tvær saman. Kvendýrin verpa eggjum sínum við grafið hræið og báðir foreldrar halda til nærri hræinu. Bæði lirfurnar og foreldrarnir lifa síðan af hræinu. Þessar sérkennilegu kjarnafjölskyldur hafa því einungis fæðuforða í takmarkaðan tíma.

Rannsóknir á tilraunastofum hafa leitt í ljós að hefðbundið hræ hjá hræbjöllum er 10-15 grömm á þyngd og það nægir ekki til að brauðfæða heila hræbjöllufjölskyldu. Kvendýrin verpa of mörgum eggjum með þeim afleiðingum að afkvæmin verða algerir tittir ef foreldrarnir fækka ekki þeim kerfisbundið. Og það gera þeir einmitt. Hræbjöllur eru fórnfúsir foreldrar sem æla fæðu upp í afkvæmin; viðhalda holunni sem gegnir hlutverki hrægeymslu, forðabúrs og barnaherbergis; reka á brott óvinveitt skordýr og víkja ekki frá afkvæmunum allan uppvöxt þeirra. Umhyggju foreldranna eru þó takmörk sett. Hræbjölluforeldrarnir laga nefnilega fjölskyldustærðina að stærð hræsins með því að farga umframlirfum, til þess að eins stór hópur og frekast er unnt geti komist á legg.

Erfitt er að gera sér í hugarlund að dráp á eigin afkvæmum geti haft í för með sér þróunarfræðilegan ávinning. Hins vegar á fyrirbærið sér stað meðal margra ólíkra dýrategunda og oftar en ekki hjá dýrum sem annast afkvæmi sín af kostgæfni. Líffræðingar fikra sig ár hvert eilítið nær lausninni á þessari atferlisgátu sem afkvæmadrápin eru, sem ekki virðist heyra undir neitt óeðli, heldur vera liður í að tegundin geti lifað af. Drápin gefa nefnilega til kynna að sumir foreldrar séu fúsir til að beita hvaða aðferðum sem er til að tryggja sem ákjósanlegastan uppvöxt afkvæma sinn og að þeir geti aukið kyn sitt.