鳥類羽色演化的新觀點

作者 | 發布日期 2016 年 11 月 26 日 12:00 | 分類 生態保育
flickr Anne Dirkse

著名的生物學家達爾文在前往加拉巴哥群島調查期間,在不同座島嶼上採集到許多種知更鳥的標本。經過分析後,達爾文發現每座島上只存在一種知更鳥,而不會有兩種知更鳥同時生活在同一座島嶼上。由於地理空間上的隔離,為了適應特殊棲地環境,經過長時間而演化出不同的顏色、行為,以及嘴喙的形狀。以上種種觀察到的結果讓人心中浮現一個疑問:地理區域上的差異究竟是如何影響物種的演化呢?



熱帶地區的鳥類給人最強烈的印象,就是牠們身上的繽紛色彩,例如色彩奪目的金剛鸚鵡、小鸚哥,以及長尾鸚鵡,一般認為牠們是這個區域的典型鳥類。這些廣為人知且形象鮮明的鳥類,使得許多人以為熱帶地區比起溫帶地區,有更多的色彩繽紛的鳥類生活在此區域。但是事實真的是這樣嗎?只要鳥類遷徙到熱帶地區,經過長時間的演化,牠們的色彩就會變得更加絢麗嗎?為了解開這個謎團,沖繩研究大學科學與技術協會中的生物多樣性與生物複雜度部門成員之一的 Nicholas Friedman 博士進行了相關的研究。

此項研究與捷克帕拉奇大學的 Vladimír Remeš 教授共同合作, Friedman 博士前往澳洲調查生存於這個國家與其鄰近熱帶地區島嶼上各種鳥類的羽色,以釐清地理上不同的氣候區是否與鳥類的羽色形式有著相關性。澳洲有豐富而多樣的鳥類棲息於此,其中有許多更是只有在當地找得到的特有種。正因為澳洲上的物種經過很長一段時間與世界其他地方的地理隔離,使得澳洲成為絕佳的演化研究地點。達爾文在年輕時也去過澳洲,這趟旅程更促成了他在演化學上的經典大作:物種原始

Friedman 博士在澳洲國立野生動物典藏中心展開他的研究,他在這裡調查了來自澳洲各地的鳥類標本,一共檢視了來自兩大鳴鳥科別的 137 種鳥類。鳴鳥是大約 3 千萬年前在澳洲開始出現的, Friedman 博士藉由建立在鳥類 DNA 基礎上的演化樹,來比較上述鳥類在遺傳上的親疏關係,研究結果指出這些鳥類早在牠們遷徙到世界其他地區生活前就開始演化出不同的型態。

一種天擇的結果

Friedman 博士接著使用一種特殊的儀器來測量分布於不同地區的鳥類的羽毛顏色。鳥類可以看見比人類肉眼範圍更廣的顏色,許多鳥類除了可見光譜之外,甚至還可以看到紫外光譜中的顏色。因此,鳥類間不同的羽色型態,在鳥類的眼中看來,會比人類所看見的顏色有更顯著的差異。最後, Friedman 博士利用從衛星收集而來的資料,來描述各種鳥類所棲息的地理區域特性。他參考了各個地區的植被型態、雨量以及濕度,然後把這些資料與之前得到的演化上的親緣關係與鳥類羽色的測量結果結合在一起。

此項研究發表於Global Ecology and Biogeography》期刊中,結果顯示鳥類並不會因為遷徙到熱帶地區,而演化出比牠們在溫帶地區的表親更繽紛的羽色。 Friedman 博士指出,當你觀察熱帶地區的鳥類,的確是有許多羽色絢爛的物種令人印象深刻,但其實那裡存在著更多外表普通而不起眼的鳥類,還有許多是羽色樸素到不行的咖啡色!相對地,分布於氣候惡劣而乾旱的澳洲內陸區的鳥類比起生活在熱帶蓊鬱小島上的鳥類,則有更多的機會擁有絢麗的羽毛,因為沙漠中的鳥類必須在雨季時爭奪配偶,我們猜想這些鳥類可能是藉由演化出鮮明的羽色,以便更有效地吸引配偶。

此外,分布於多雨與植被茂密地區的鳥類,整體上的顏色都比較深,而沙漠區的鳥類的顏色則比較淺。 Friedman 博士認為這是很顯而易見的差異,生活於沙漠地區的鳥類,他們背部的顏色較偏向灰色;而生活於森林中的鳥類,則演化成比較偏深綠色,我們認為牠們藉由這樣的演化來融入牠們的生活環境。這是一種天擇的結果,因為擁有保護色的物種能躲避天敵,故有利於存活下去並繁衍後代。這項研究結果說明了生物多樣性的起源,以及各物種如何經過長時間的演化,產生足以適應棲地的特性。

(首圖來源:Flickr/Anne Dirkse CC BY 2.0) 

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