Szwedzka tajga jest bardzo cicha, a marzec w tajdze to najcichszy miesiąc. Las wygląda jak surrealistyczna kolumnada białych obelisków albo jak zamrożone w bezruchu, nabrzmiałe od zwałów śniegu chude postaci, pochylone nad maleńką sylwetką wytrwale posuwającą się do przodu na wąskich nartach. Biały krajobraz obezwładnia, łatwo dać się zahipnotyzować tej ciszy i idealnej bieli, niezniszczonej opadającym smogiem, niezadeptanej setkami, tysiącami ludzkich kroków. To lubię w tajdze najbardziej – jeszcze nigdy nie poczułem się tutaj jak „u siebie”. Zawsze gość, zawsze przychodzący tylko na chwilę, by zebrać bezcenne dane i odejść, zostawiając milczący las samemu sobie.

Sójka w kolorze ognia

Arvidsjaur (czyt. ‘arwisjałr’) to małe miasteczko położone 30 kilometrów na południe od północnego koła podbiegunowego, u podnóży północnej części Gór Skandynawskich. W otaczającej je jodłowej puszczy wbrew pozorom tętni życie, nawet zimą. Jeden z mieszkańców to cel mojej narciarskiej wyprawy – kluczowy składnik ponad 20-letniego programu badawczego realizowanego w tym odludnym miejscu. Łacińska nazwa to Perisoreus infaustus, częściej jednak gatunek ten określa się jako sójkę syberyjską. „Infaustus” znaczy „pozbawiony szczęścia”, kiedy jednak na nie patrzę, trudno w to uwierzyć. Pierwsze spotkanie z sójkami prawie zawsze stanowi kombinację fascynacji, irytacji i bólu. Trudno nie zafascynować się tym zwierzęciem. Jest to ptak wielkości dużego kosa, o pięknym, rdzawo-brązowym upierzeniu z jaskrawymi, prawie czerwonymi wstawkami na skrzydłach i w ogonie. Gdy przelatuje pomiędzy ośnieżonymi gałęziami, wygląda prawie jak ledwo uchwytny płomyk ognia skaczący z drzewa na drzewo. Ledwo, ale jednak uchwytny. Słabością sójek jest szwedzka kiełbasa fallukorv oraz dobry, wędzony smalec. Wiedzą one doskonale, że gdy usłyszą nasz przeciągły gwizd, znaczy to tyle, co wezwanie na ucztę. Działa to bardzo prosto: na starym, zmurszałym pniu kładę spory kawałek kiełbasy oraz drucianą pułapkę, której dolną część przymocowuję haczykami do pnia. Pułapka wygląda trochę jak wnyki, tyle że zamiast szczęk ma sprężynującą pętlę drutu obciągniętą cienką siatką. Można ją zwolnić za pomocą długiego sznurka, łapiąc w sieć wszystko, co skusi się na kiełbasianą ucztę. Sójki uwielbiają kiełbasę, czasami jednak sprawiają wrażenie, jakby doskonale zdawały sobie sprawę z tego, co się święci. Czekanie na kandydata do łapania bywa irytujące, po godzinie leżenia w śniegu i zimnie każdemu potrafią puścić nerwy. Tym bardziej, że sójka syberyjska ma bardzo specyficzny tryb życia. Ptaki te tworzą trwałe grupy, które jako jedno stado zajmują konkretne terytorium i je eksplorują. Z reguły więc na moje wezwanie przylatuje cała taka grupa, jak łatwo się domyślić, nie zawsze do pułapki wchodzi dokładnie ten członek grupy, o którego mi chodzi.

Życie w grupie jest kluczowe dla zrozumienia dlaczego właśnie sójka syberyjska stała się tak bardzo pożądanym obiektem badawczym w ornitologii. Grupy są mieszane, każdą tworzy dominująca para – samiec i samica – która jako jedyna w grupie się rozmnaża. Pozostali członkowie grupy to potomstwo tej pary, które postanowiło pozostać z rodzicami, oraz tzw. imigranci, czyli niespokrewnione osobniki przylatujące do danej grupy z innych, najczęściej bardzo odległych terytoriów. Na pierwszy rzut oka jest to klasyczny przykład altruizmu, czyli zachowania polegającego na pomocy innym osobnikom kosztem własnej kondycji i zasobów. Problem polega jednak na tym, że u sójki syberyjskiej nie ma ani śladu pomocy: grupa rodzinno-mieszana trzyma się razem, razem żeruje i odstrasza drapieżniki, ale jej członkowie w żaden sposób nie pomagają dominującej parze rodzicielskiej w opiece nad ich potomstwem. Po co w takim razie trzymają się w rodzinie i dlaczego, pomimo braku współpracy, ten przykład tak bardzo przykuł moje ewolucyjne zainteresowania?

Z zamyślenia wyrywa mnie skrzeczenie dobiegające od strony rozłożonej pułapki. Do sterczącej i pewnie już lekko przymarzniętej kiełbasy zleciał dominujący samiec grupy, którą cały dzień śledziłem. Jest nie do pomylenia: kombinacja obrączek żółtej, fioletowej i białej na prawej nodze identyfikują go bezbłędnie; poza tym jest to doświadczony osobnik z charakterystyczną blizną na głowie, najpewniej po spotkaniu z lisem lub rysiem. Wstrzymuję oddech i gdy tylko ptak przesuwa się na środek pułapki, pociągam za sznurek. Głośne skrzeczenie i gwałtowny trzepot burzą ciszę lasu. Mam go! Samiec zaplątany w pułapkę wciąż próbuje się uwolnić, ale z mocną nylonową siatką nie ma szans. Podbiegam i ostrożnie chwytam go tak, aby unieruchomić my skrzydła i wyplątać go z pułapki. Dopiero w ręce naprawdę widać, jak dużym i pięknym ptakiem jest sójka syberyjska. Jakby wiedząc, że nic mu nie grozi, samiec tylko przekręca głowę, przyglądając mi się uważnie, po czym zatapia potężny dziób w moim kciuku. Niestety, praca z ptakami krukowatymi najczęściej wiąże się ze sporą ilością blizn i zadrapań, szybko też uczy refleksu i unikania ich ostrych dziobów. Krukowate rekompensują to swoją ponadprzeciętną inteligencją i sprytem. Zresztą to właśnie wśród krukowatych znane są jedne z najbardziej spektakularnych przykładów altruizmu u zwierząt. No właśnie, jak to w końcu jest z tą kooperacją? I co ma do tego czerwona jak ogień sójka z białej szwedzkiej tajgi?

Wielka zagadka Darwina

Współpraca zawsze martwiła inicjatora wielkiej ewolucyjnej rewolucji w biologii – Karola Darwina. W jego oczach ewolucja jawiła się jako bezwzględny proces, pozwalający jedynie dobrze przystosowanym osobnikom przetrwać i wydać potomstwo. Gdy biolodzy zrozumieli, że osobniki są tylko pojemnikami przechowującymi materiał genetyczny, stało się jasne, że kopiowanie i przekazywanie dalej tych genów jest naprawdę najważniejszym celem każdego osobnika, a ewolucja promuje tych, którzy swoje gany kopiują i efektywniej przekazują dalej. Darwin widział w swojej teorii miejsce na tak surrealistyczne obserwacje, jak np. cechy samca wyraźnie pogarszające jego zdolności obronne, ale przysparzające mu większych sukcesów w przyciąganiu partnerek seksualnych. Zupełnie nie mógł sobie jednak wyobrazić, dlaczego pewne osobniki miałyby szkodzić sobie i poświęcać czas i energię na pomoc innym, często rezygnując czasowo lub zupełnie z własnego rozmnażania się. Takie zachowanie wydawało się Darwinowi tak przeciwne idei doboru naturalnego, że nie potrafił przewidzieć, jak mogłoby ono utrzymać się w ewolucyjnej historii i oprzeć selekcji, która przecież powinna je wyeliminować jako szkodliwe i niekorzystne dla osobnika.

Tajemnicę rozwikłał William Hamilton. Wpadł na genialny pomysł tzw. teorii doboru krewniaczego. Według niej pomoc innym osobnikom przynosi pewne straty, w końcu jest to wysiłek oraz czas, jaki pomocnik mógłby poświęcić na rozmnażanie i przekazanie swoich genów dalej. Jeśli jednak pomaga osobnikowi, z którym jest spokrewniony, pośrednio pomaga części swoich genów rozprzestrzenić się dalej poprzez potomstwo tego osobnika. Np. pomagając rodzeństwu, pomaga on de facto osobnikom dzielącym z nim aż 50% genów! Innymi słowy, własne geny pomocnika, poprzez spokrewnionego partnera, z którym współpracuje, zostaną przekazane dalej, nawet jeśli on sam całkowicie zrezygnuje z rozmnażania. Przyznacie, że takie rozumowanie jest abstrakcyjne – w końcu każdy rodzic przyzna, że w nosie ma geny, a liczą się tak naprawdę dzieci. Okazało się jednak, że rozwiązanie zaproponowane przez Hamiltona naprawdę działa. Dzięki niemu udało się wyjaśnić istnienie altruizmu u wielu gatunków ptaków oraz powstanie niesamowitych owadzich społeczeństw pszczół i mrówek, gdzie tylko pojedyncze osobniki – królowe – się rozmnażają, a cała reszta poświęca posiadanie potomstwa na rzecz pracy dla kolonii. Można śmiało zaryzykować twierdzenie, że Hamilton dzięki wadze swojego odkrycia byłby świetnym kandydatem do nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny. Odkrycie Hamiltona miało jednak jeden minus. Bardzo precyzyjnie wskazał on warunki, jakie doprowadzają do powstania kooperacji krewniaczej, nie miał jednak zupełnie pojęcia, jakie dokładnie procesy fizjologiczne i jakie zachowania zwierząt tę kooperację umożliwiają.

Skacząc po drzewie

Spośród ponad 9 tys. znanych obecnie gatunków ptaków ponad 300 wykazuje krewniaczą kooperację (osobniki pomagają w wychowywaniu swojego rodzeństwa lub kuzynów w kolejnych pokoleniach). Gdybyśmy na wielkim drzewie symbolizującym pokrewieństwa i ewolucję ptaków umieścili te kooperujące gatunki na końcach gałęzi, okazałoby się, że w przybliżeniu równomiernie pokrywają koronę drzewa i są rozrzucone we wszystkich większych grupach ptaków. Próbując zrozumieć pokrętne drogi ptasiej kooperacji, zawsze wracałem myślami do moich sójek, ptaków o ognistym temperamencie wrzuconych w mroźne ostępy tajgi. Nie dawało mi spokoju: co trzyma sójki w ich rodzinno-mieszanych grupach razem, a jednocześnie powstrzymuje je przed dopełnieniem tej rodzinnej komitywy współpracą rozrodczą? Dlaczego nie ma tu kooperacji? Odpowiedź na pierwsze pytanie okazała się bardzo prosta: motywacja osobników sójki, by trzymać się grupy, jest dość prostolinijna. Obserwacje ich zachowania w zimie wykazały, że dzięki pozostawaniu w swojej grupie sójki uzyskują dostęp do należącej do danego terytorium sieci skrytek na pokarm, bezcennych w czasie siedmiu martwych, zimowych miesięcy w tajdze. Co więcej, okazało się, że osobniki pozostające w grupie najdłużej stoją w niej stosunkowo wysoko w hierarchii i z łatwością przejmują grupę jako dominujące, jeśli dominująca para umiera lub zostaje zabita przez drapieżniki. Dlaczego jednak sójki nie idą na całość i nie kooperują? Czy samo pozostawanie w grupie krewniaków ma dla ewolucji kooperacji jakiekolwiek znaczenie? Rodzina – gdzieś w tyle głowy to jedno słowo nie dawało mi spokoju. Jak się okazało – słusznie.

Ostatnie dwadzieścia lat badań nad kooperacją u ptaków to historia mniej i bardziej udanych prób ustalenia, co tę kooperację umożliwia. Biolodzy, niejednokrotnie spędzając lata na trudnych badaniach terenowych, pracowicie klasyfikowali gatunki ptaków jako kooperujące i te zwyczajne, samotniki pozbawione śladów kooperacji. Obraz, jaki się z tego wyłaniał, był chaotyczny. Niektórzy wskazywali, że kooperacja powstaje jako lek na nieprzewidywalność środowiska. Inni wskazywali rolę współpracy w obronie gniazda przed drapieżnikami albo dowodzili, że jest to po prostu produkt uboczny życia w świetnych warunkach. Kiedy tak się przyglądałem ewolucyjnemu drzewu ptaków, upstrzonemu czerwonymi kropkami gatunków kooperujących i niebieskimi gatunków pozbawionych kooperacji, zdałem sobie sprawę, że brakuje tutaj… no właśnie, rodziny! Przecież prawie 30% gatunków niekooperujących to nie są prawdziwi samotnicy, lecz osobniki żyjące w rodzinach, w których najzwyczajniej nie ma współpracy. Gdy takie rodzinne gatunki zostały umieszczone na drzewie jako osobna kategoria, wielodniowe analizy takiego drzewa wypluły niezwykły wynik: okazało się, że gatunki „rodzinne” to nie jest żadna anomalia, ale raczej pośredni etap, krok w kierunku kooperacji. Mój model ewolucji ptasiego drzewa jednoznacznie wskazał, że rodzinny styl życia to jest dokładnie ten brakujący krok między samotnictwem a pełną krewniaczą kooperacją. Co więcej – wykazał, że to krok niezbędny, i droga wprost do kooperacji bez przejściowego etapu grup rodzinnych jest niemożliwa. Eureka! Wszystko to wyglądało pięknie, jednak tylko na komputerowym monitorze, w postaci tysięcy liczb i gałęzi drzewa ewolucyjnego. Co na to prawdziwe ptaki, te które tak doskonale radzą sobie w mroźnej tajdze?

W oparach hormonów

Poszukiwania tego, co z samotnika czyni współpracującego pomocnika, są trudne. Przypominają przesiewanie przez gęste sito setek tysięcy procesów fizjologicznych, mogących mieć znaczenie i odrzucanie tych, które nie wpływają na istnienie kooperacji. Na bardzo ważny trop trafili amerykańscy naukowcy badający modrowronki – ptaki krukowate Ameryki Północnej, których niektóre gatunki wykazują krewniaczą kooperację. Okazało się, że młode osobniki u kooperującego gatunku modrowronki florydzkiej mają podwyższony poziomu hormonu prolaktyny we krwi, w porównaniu do innych niekooperujących gatunków. Prolaktyna to mała cząsteczka u kobiet wywołująca rozwój gruczołów mlekowych i stymulującą produkcję mleka po porodzie. Okazuje się, że u ptaków związana jest ona z silniejszymi instynktami opieki rodzicielskiej. Badania nad modrowronkami wskazują, że prolaktyna może być tajemniczą „cząsteczką kooperacji”, która odblokowuje opiekuńczość u rodzeństwa, umożliwiając mu kooperację i pomoc w wychowaniu braci i sióstr.

Czy można sobie wyobrazić lepszą sytuację? Oto badam gatunek o bardzo silnie rozwiniętym instynkcie terytorialnym, tworzący duże i trwałe grupy rodzinne. Czy prolaktyna zmusi go do kooperacji i sprawi, że młode nie tylko pozostaną z dominującą parą rodzicielską, lecz także zaczną jej pomagać w wychowywaniu kolejnego pokolenia? Nasz projekt, który ma na celu dowiedzenie tego mechanizmu, trwa już dwa lata. Każdego roku w ponad dwudziestu grupach rodzinnych wprowadziliśmy pod skórę młodych osobników implanty: maleńkie, plastikowe rurki uwalniające powoli niewielkie dawki prolaktyny. Pytanie, które zadawaliśmy sobie, było tak proste, że aż banalne: czy prolaktyna pobudza zachowania kooperacyjne u ptaków? Wiedzieliśmy jednak, że udowodnienie prolaktynowego mechanizmu ewolucji kooperacji u ptaków byłoby przełomem. Oto biochemiczna, wbudowana w mózg cecha sterowałaby czymś tak bardzo fundamentalnym jak wybór między własnymi dziećmi a pomocą rodzeństwu.

* * *

Szaroniebieskie, kwietniowe niebo nad białym królestwem śniegu powoli jaśnieje. Absolutna cisza nie opuściła tajgi. Po niebie snują się zielone strzępy zorzy polarnej – to ostatnie poranne godziny, gdy wciąż ją jeszcze widać. Zielone światło tańczy po drzewach i miesza się z różowym świtem. Za kilka tygodni ledwo chowające się pod horyzont słońce oświetlać będzie niebo nawet o północy.

Używając uprzęży wspiąłem się na wysokie drzewo. To jedyny sposób, by dostać się do gniazd sójek, budowanych z reguły na górnych, niedostępnych gałęziach jodeł. Skulony trzymam się grubego konara i wstrzymuję oddech, obserwując zbudowane z patyków gniazdo sójki. W gnieździe znajdują się trzy małe pisklaki i karmi je dorosły osobnik z trzema kolorowymi obrączkami: zieloną, niebieską i srebrną. Serce wali mi jak oszalałe. Nie jest to rodzic tych piskląt. Jest to ich brat, wykluty w poprzednim sezonie rozrodczym. Jeden z osobników, które dostały swój implant z prolaktyną. Na moich oczach fizjologia zwyciężyła utrwalone zachowania. Mała, białkowa cząsteczka zmusiła tego osobnika do karmienia młodych niespłodzonych przez niego. Tak rodzi się odkrycie. A przygoda z ptasią kooperacją tak naprawdę dopiero się zaczyna.