Biologia

Zarówno szczur wędrowny, jak i śniady należą do rzędu gryzoni, stanowiącego ponad 40% wszystkich żyjących na Ziemi gatunków ssaków. Rodzaj Rattus obejmuje łącznie 61 gatunków i jest największym liczebnie rodzajem ssaków na Ziemi. Wszystkie gatunki szczurów pochodzą z Azji południowo-wschodniej. Pięć z nich, w tym szczury wędrowne i szczury śniade, to gatunki synantropijne i komensalne. Szczury wędrowne przystosowały się do obszarów zurbanizowanych i rzadko spotykane są populacje poza ludzkimi osiedlami. Gatunek ten cechuje ponadto wyjątkowo łatwa adaptacja do nowych warunków i zasobów, obecnie spotykany jest więc w większości obszarów zurbanizowanych na świecie.
Szczur wędrowny należy do jednych z najszybciej rozmnażających się gatunków ssaków. Biorąc pod uwagę szybkie następstwo pokoleń, przyrost potomstwa z pierwotnie jednej pary może wynosić nawet 15 tysięcy w skali roku. Gatunek ten nie ma określonego okresu godowego, a samica może mieć ruję cały czas. Jednak w klimacie umiarkowanym tempo rozrodu jest wolniejsze zimą, a jego szczyt przypada na wiosnę i jesień. Ciąża trwa 21-26 dni, a samica jest gotowa do kolejnego zapłodnienia już 18–21 godzin po urodzeniu miotu od 2 do 22 (średnio 8–9) młodych. Średnio samica rodzi 1–12 (średnio pięć) miotów w roku. Młode szczury opuszczają samodzielnie gniazdo 22–30 dni po urodzeniu i osiągają dojrzałość płciową po 2-3 miesiącach, zwykle w granicach 85–115 dni, im więcej pożywienia, tym szybciej. Dlatego w porównaniu z populacjami żyjącymi poza miastami te miejskie szybciej osiągają dojrzałość płciową i, co za tym idzie, ich tempo rozrodu jest szybsze. Ponadto samice żyjące w dużych grupach przechodzą ruję synchronicznie, co skutkuje zwiększeniem przeżywalności młodych dzięki temu, że samice wspólnie je karmią i wyganiają z nory inne osobniki, co obniża poziom rywalizacji ze strony młodych urodzonych we wcześniejszych miotach.
Szczury w naturalnych warunkach żyją krótko, zazwyczaj nie dłużej niż rok, z prawdopodobieństwem śmierci wynoszącym 90–95% w skali roku. Niewiele wiadomo o przyczynach stojących za tak niską przeżywalnością osobników, poza tym, że wpływ drapieżnictwa jest relatywnie niewielki. Dysponujemy także bardzo niewielką wiedzą o śmiertelności szczurów w wyniku chorób. Wiadomo tylko, że poza (rzadką obecnie) dżumą, roznoszone przez nie choroby zakaźne nie mają na nie wpływu, ale szczury są podatne na nowotwory i zapylenie, co może zwiększać ich śmiertelność w zanieczyszczonym (również chemicznie) środowisku miejskim.
Dane dotyczące ekologii szczurów w mieście są bardzo ograniczone i w dużej mierze bazujące na szacunkach. Zmienność i skomplikowanie siedliska, w którym żyją, utrudnia sprecyzowanie, jakie czynniki wpływają na dynamikę ich populacji. Pojemność środowiska, w jakim żyje populacja, jest ściśle związana z dostępnością pożywienia, a w dalszej kolejności z dostępnością przestrzeni do gniazdowania, której dostarczają w przeważającej mierze kanalizacja, szczeliny w budynkach i fundamenty. Miejskie szczury nie polegają jednak wyłącznie na strukturach antropogenicznych. Budują także własne systemy nor.
Głównymi barierami oddzielającymi poszczególne populacje zamieszkujące w miastach są zazwyczaj pasy ruchu. Tym samym terytorium określonej populacji zazwyczaj ogranicza się do kwartału. Rozprzestrzenianie się szczurów blokują także większe cieki wodne (mimo że szczury wędrowne dobrze pływają) i obszary, gdzie brak jest zasobów koniecznych do przeżycia (resource deserts), które powodują silne zróżnicowanie genetyczne w obrębie (meta)populacji szczurów zamieszkujących wielkie miasta. Zwierzęta te z reguły nie przemieszczają się na duże odległości, pozostają w otoczeniu, w którym przyszły na świat. Maksymalne zarejestrowane ruchy pojedynczego osobnika wynosiły 11,5 km, ale przyjmuje się, że są to raczej odosobnione przypadki. Przemieszczanie się szczurów może być także spowodowane prowadzeniem ich eksterminacji, nowe osobniki kolonizują bowiem przestrzenie zwolnione przez wytępione populacje. Jedno z badań pokazuje, że zmniejszenie populacji o 88% w wyniku prowadzonej deratyzacji skutkowało wzrostem liczebności szczurów na obserwowanym terenie o od 3 do 20% w skali tygodnia w wyniku migracji z sąsiednich terenów, głównie z kanalizacji.
Szczury są wszystkożerne i oportunistyczne pokarmowo, chociaż szczury wędrowne wykazują pewną preferencję do pokarmów zwierzęcych. Gromadzą duże zapasy pożywienia, ale unikają jedzenia zepsutego. Kanadyjskie badania szczątków tych zwierząt przeprowadzane metodą izotopową pokazują ponadto, że dieta szczurów miejskich miała wyższą wartość odżywczą i była bardziej stabilna niż dieta szczurów zamieszkujących tereny wiejskie. Szczury żerują zazwyczaj tuż przed albo o zmierzchu lub w okolicach zmierzchu i na dwie-trzy godziny przed świtem. Gdy jednak źródła pożywienia dostępne są w dzień, ssaki te łatwo się adaptują. Żer mogą zakłócić opady deszczu, nie zaobserwowano jednak zakłócenia żerowania w efekcie obecności ludzi. W trybie żerowania ujawnia się przy tym różnica płciowa: samice zazwyczaj żerują częściej, ale krócej, natomiast samce rzadziej, ale ich wyprawy na żer zazwyczaj trwają dłużej. Jeśli pożywienia jest pod dostatkiem, tereny żerowania są przestrzeniami wspólnymi dla wszystkich członków stada. W kontekście zachowań związanych z żerowaniem często podkreśla się neofobię szczurów. Zjawisko to występuje przede wszystkich u szczurów synantropijnych i jest bardzo słabo zauważalne w populacjach żyjących poza otoczeniem człowieka oraz wśród szczurów laboratoryjnych. Badania na innych gatunkach szczurów, niemających kontaktu z człowiekiem, sugerują, że może to być wynik doboru naturalnego związanego z ich tępieniem. Nie jest to jednak stała cecha. Jeśli środowisko ciągle się zmienia, szczury dostosowują się do zmian i nie robią one na nich wrażenia. Przekonanie o powszechności neofobii u szczurów podważają też współczesne badania.
Populacja szczurów obejmuje grupy krewniacze składające się z dominującego samca, chroniącego terytorium przed innymi samcami, i jednej lub kilku samic z potomstwem. Samica zajmuje norę sama lub z kilkoma innymi samicami, które mogą wspólnie opiekować się młodymi. Wbrew temu, co można by podejrzewać, obrona terytorium zmniejsza się, a nie zwiększa wraz z zagęszczeniem populacji. Obce szczury są częściej atakowane w małych koloniach, prawdopodobnie dlatego, że w większych trudniej o rozpoznanie poszczególnych osobników. Badanie przeprowadzane na terenach wiejskich w Anglii pokazuje ponadto, że w przypadku środowiska bogatego w zasoby populacja składa się z wielu samców i samic. Gdy zaś zasoby są ograniczone lub rozproszone, występują liczne migracje samców i tereny, gdzie jeden samiec monopolizuje dostęp do kilku samic. Powoduje to zaburzenia w proporcjach płci. Podobny mechanizm może działać także w przypadku populacji szczurów miejskich. W stabilnych populacjach status społeczny wyznacza częściej wiek samca niż jego wielkość (podporządkowane samce są często większe od samca alfa). Dobry dostęp do zasobów pokrywających zapotrzebowanie wszystkich członków stada sprawia bowiem, że walka staje się nieopłacalna. Pozycję społeczną grupy krewniaczej wyznacza ilość samic (im ich więcej, tym pozycja grupy wyższa), lokalizacja nory pod względem odległości od źródeł pożywienia i sukces reprodukcyjny samic.
Obecność szczurów w otoczeniu Homo sapiens oraz walka z nimi należy do najtrudniejszych relacji człowieka z innymi gatunkami. Skala problemu jest trudna do oszacowania. Szacunki za 2003 rok wskazują, że w samej tylko Wielkiej Brytanii zabijało się rocznie 20 mln gryzoni uznanych za szkodniki, przy „zaledwie” 2,7 mln tych zwierząt zabijanych co roku w laboratoriach. Nawet jeśli nie wszystkie z osobników ujętych w statystyce należą do rodzaju Rattus, nadal mamy do czynienia z olbrzymią skalą zjawiska. Jak się okazuje – niewystarczającą. Mimo prowadzonych na szeroką skalę programów deratyzacyjnych szczury nadal należą bowiem do gatunku powodującego największe problemy w skali światowej, zarówno jeśli chodzi o zagrożenia sanitarno-epidemiologiczne, jak i ekonomiczne.
Tradycyjnie chorobą najczęściej kojarzoną ze szczurami jest dżuma, jednak jest ona obecnie uleczalna powszechnie dostępnymi antybiotykami. W skali globu do WHO zgłaszane jest rocznie między 1000 a 2000 przypadków zachorowań na tą chorobę. Nawet biorąc pod uwagę, że liczba chorych może być niedoszacowana z uwagi na słabą diagnostykę w krajach, gdzie występuje (przede wszystkim Afryka) obecnie nie stanowi ona aż tak dużego zagrożenia, jak miało to miejsce w ubiegłych wiekach. Znacznie poważniejszym problemem zdrowotnym jest leptospiroza. Liczba chorych szacowana jest na 500 tys. osób rocznie w skali globu, przede wszystkim w krajach Globalnego Południa. Jej rozprzestrzenianie może mieć związek ze zmianami klimatycznymi, zwłaszcza powodziami, które wspierają rozwój patogenów. Tradycyjnie łączona z obszarami wiejskimi, coraz częściej obserwowana w obszarach zurbanizowanych, gdzie szczury są jej głównymi nosicielami. Wśród poważnych chorób przenoszonych przez szczury wymienia się także włośnicę (10 tys. przypadków rocznie na całym świecie, choć głównym źródłem zakażenia jest jedzenie zarażonego mięsa), salmonellozę, powodująca przede wszystkim duże straty ekonomiczne (epidemie wśród zwierząt hodowlanych) oraz gorączkę szczurzą. W przypadku wszystkich wymienionych chorób zagrożenie występuje przede wszystkim w krajach Globalnego Południa. Wśród przyczyn tego zjawiska wymienia się ciepły klimat, powszechnie występujące w tych krajach obszary biedy i przepełnienia, generujące problemy z utrzymaniem należytych warunków sanitarnych, oraz utrudniony dostęp do opieki medycznej. W skali globalnej podkreśla się wpływ zmian klimatu oraz zmian w strukturze zasiedlenia człowieka (głównie rozwój miast) na rozwój chorób przenoszonych przez gryzonie. W badaniu kanadyjskich tępicieli szczurów 47% respondentów oceniło powodowane przez nie zagrożenie zdrowotne jako „umiarkowane”, a 20% za „duże”. Zarazem 53% uznało, że to właśnie zagrożenia zdrowotne są głównym powodem, dla którego ich klienci obawiają się tych zwierząt. Należy przy tym podkreślić, że zagrożenie chorobami odzwierzęcymi dotyczy wielu (głównie udomowionych przez człowieka) gatunków. Tyler Joshua Kasperbauer przytacza statystyki, zgodnie z którymi szczury dzielą z człowiekiem 27 gatunków pasożytów, przy 54 pasożytach dzielonych z nami przez koty, 71 – przez psy i aż 84 pasożytach, które dzielimy z owcami. W przypadku chorób sytuacja przedstawia się podobnie. Ze szczurami dzielimy 23 jednostki chorobowe, z bydłem – 25, zaś z psami – 29.
Szczury uważane są też za główne szkodniki ekonomiczne, choć szacunki są różne. Feng i Himsworth podają, że w samych tylko Stanach Zjednoczonych straty w wyniku zanieczyszczania i zjadania ziarna przez te zwierzęta wynoszą rocznie 19 mld dolarów. Mason i Littin podają kwotę 900 mln dolarów, zaznaczając, że kolejne 300 mln pochłaniają akcje tępienia tego gatunku. Przy tak dużych rozbieżnościach użyteczne mogą się okazać szacunki bazujące na wycenie niemonetarnej. Według danych podawanych przez Singletona i in. straty ryżu (głównie w wyniku działalności gryzoni) przed zbiorami w Indonezji wynoszą średnio 17%, a więc tyle, ile pokrywa potrzeby 25 mln Indonezyjczyków. Biorąc pod uwagę, że ryż odpowiada za 50-60% zapotrzebowania energetycznego w krajach takich jak Indonezja, straty tej wielkości mogą poważnie zagrażać bezpieczeństwu żywnościowemu. Ponadto w krajach mniej zamożnych częściej zdarzają się pogryzienia niemowląt, osób niepełnosprawnych lub bezdomnych przez szczury, co praktycznie nie ma miejsca w krajach wysokorozwiniętych, a jeśli sporadycznie się zdarza, jest mocno nagłaśniane przez media. Należy do tego dodać niszczenie infrastruktury, w tym kabli elektrycznych. Szacuje się, że 25% pożarów niewiadomego pochodzenia jest spowodowane właśnie przez te zwierzęta.
Podkreśla się, że w krajach wysokorozwiniętych szczury są tępione przede wszystkim ze względów sanitarnych, a dopiero w drugiej kolejności z uwagi na zagrożenia ekonomiczne. W krajach Globalnego Południa sytuacja wygląda odwrotnie. Z powyżej przytoczonych danych wynika jednak, że także zagrożenia epidemiologiczne związane ze szczurami są większym problemem w krajach rozwijających się niż w wysokorozwiniętych. Ponadto należałoby sprecyzować, co rozumiemy przez pojęcie strat ekonomicznych. Czym innym jest bowiem zniszczenie 1/5 plonów dla rolnika z Globalnego Południa, dla którego strata tej wielkości może stanowić granicę fizycznego przetrwania, czym innym zaś straty ekonomiczne w bogatych krajach Północy, gdzie występuje wysoka nadprodukcja żywności. Szacuje się, że ponad połowa żywności na świecie marnuje się, zanim dotrze do konsumenta; dane te nie uwzględniają zatem marnowania żywności w gospodarstwach domowych. Przy tak dużych stratach w łańcuchu dystrybucji i konsumpcji żywności zniszczenia spowodowane przez gryzonie są tylko jednym z wielu składowych problemu. Tymczasem pod pojęciem „strat ekonomicznych” kryją się zazwyczaj zarówno straty czysto finansowe ponoszone przez korporacje działające na rynku żywnościowym, jak i straty mogące spowodować klęskę głodu w dotkniętym nimi obszarze, co utrudnia przeprowadzenie rzetelnej analizy. Mimo to, oraz mimo umiarkowanego zagrożenia epidemiologicznego na Północy, w krajach wysokorozwiniętych można obserwować mniejszą tolerancję wobec szczurów niż w krajach rozwijających się. Singleton i in. przytaczają powiedzenie rolników z Globalnego Południa: „Na każde osiem grządek ryżu, które siejemy dla naszych rodzin, dwie siejemy dla szczurów”. Powojenna strategia tępienia szczurów w krajach Globalnej Północy przyjęła natomiast postać dążenia do nie do prowadzonej z rozmysłem kontroli, lecz do szeroko zakrojonej eksterminacji.
Szczury są także uważane za jeden z ważniejszych gatunków inwazyjnych, dewastujących rodzime ekosystemy. Za zagrożenie dla fauny endemicznej są uznawane przede wszystkim w ekosystemach wyspowych, np. na wyspach Galapagos i Guam, choć podejmowane są próby ich tępienia także na większych obszarach. Ostatnio władze Nowej Zelandii podjęły decyzję o całkowitym wytępieniu tego gatunku (a także pałanek i gronostajów) do 2050 roku. O ile w przypadku szkód ekonomicznych i sanitarnych eksterminacji poddaje się osobniki zidentyfikowane jako nosiciele lub wektory choroby, a gatunek, do którego należą, staje się kwestią drugorzędną, o tyle w przypadku tępienia gatunków inwazyjnych mamy do czynienia z eksterminacją osobników właśnie dlatego, że należą do określonego gatunku. Może to prowadzić do sytuacji, w której jeden gatunek szczura jest tępiony, a inny – nie, co zasadniczo nie zdarza się w przypadku akcji mających na celu tępienie szczura jako szkodnika ekonomicznego lub sanitarnego.