百種鳥百樣嘴。
有的鳥嘴比腦殼還大,有的鳥嘴比身體還長。有的嘴殼彎曲如新月,有的嘴殼筆直如長矛。鳥兒的飲食、體型、糊口情況分歧,嘴殼的外形巨細也各不不異。千變萬化的鳥嘴,萬變不離其宗,鳥嘴巨細、長短、彎直都合適必然的轉變紀律。遵照紀律,只要告訴您鳥兒的捕食體例,或者是讓您聽段鳥兒的歌聲,您能八九不離十地猜出這只從未見過的鳥兒的嘴殼外形。反過來也當作立,您看到一只鳥的嘴殼,可以猜出它的本家兒要食物是什么,鳴啼調子是高仍是低。
形態各別的鳥嘴,殊途同歸,用途有3種:一是捕食,二是謳歌,三是散熱。別的對于沒有前肢的鳥兒來說,鳥嘴仍是筑巢、梳毛、戰斗的東西,不外這些錯亂的身分不影響大體紀律,按下不提。
接下來按照天氣、飲食和鳥鳴分類,我們來看看鳥嘴的外形轉變紀律。
天氣
鳥嘴的巨細與走獸四肢的長短一樣,遵守艾倫法例(Allen's Rule)。艾倫是美國第一任鳥類學家聯牛耳席,1877年提出這項以他名字定名的生物紀律總結。
艾倫法例:溫血動物身體的延長部門,好比四肢、從頭至尾巴、耳朵、嘴巴,因氣溫分歧而有轉變。糊口在嚴寒地域的動物比力短,糊口在暖和地域的動物比力長。簡單地說,冷的時辰,身體團在一路,減小概況積有利于保溫。熱的時辰,身體伸展擴開,增添概況積有利于散熱。
固然艾倫法例是生物界公認的既定原則,可是定量證據并不多。聽起來很有事理,簡單粗暴的艾倫法例到底對不合錯誤?澳大利亞墨爾本大學團隊,用當地鸚鵡的實測數據證實了法例的準確:鸚鵡嘴跟著氣溫有改變,越熱,鳥嘴越大。
跟我們比擬,鳥兒的體溫更高,氣溫對它們的影響也更大。鳥嘴,裸露在空氣中,沒有羽毛粉飾的嘴殼上布滿血管,是鳥兒與外界互換熱量的主要器官。您看鳥兒睡覺時會把嘴巴塞到同黨下,這是保溫。鳥兒在水里時經常是單腿自力,單腿比雙腿能削減一半的腿部散熱。糊口在澳大利亞的鳥兒,卻是不消擔憂保溫問題,相反,散熱才是它們考慮的重點。曩昔的一個多宿世紀,全球溫度升高,澳大利亞的鸚鵡也跟著氣溫轉變,改變了它們的嘴巴巨細。
團隊測量了博物館里410只鸚鵡的標本,獲得從1871年到2008年的對比數據,證實了鳥嘴巨細合適艾倫法例。一共5種鸚鵡,此中4種鸚鵡的鳥嘴有顯著增大。穆拉加鸚鵡(Psephotellus
varius),紅冠鳳頭鸚鵡(Callocephalon
fimbriatum),紅腰鸚鵡(Psephotus
haematonotus),深紅玫瑰鸚鵡(Platycercus
elegans),從1871年到2008年,鸚鵡嘴的概況積增添了4%到10%。
短短的100多年,鸚鵡嘴的尺寸發生了較著轉變。鳥嘴尺寸與散熱能力并不是純真的線性關系,增添10%的嘴殼概況積,增添的降溫能力要跨越10%。尤其在極端炎熱的情況下,大鳥嘴更具優勢。
同樣是澳大利亞的鳥兒,日本沖繩科學手藝研究所(OIST)和捷克生物嘗試室的結合團隊,測量了澳大利亞本土158種吸蜜鳥的嘴殼外形,發現吸蜜鳥嘴殼與鸚鵡嘴的尺寸轉變紀律一致。在最冷的冬天,鳥嘴最小。而暖和的冬天,鳥嘴尺寸有所增添。
上圖是澳大利亞炎天和冬天的氣溫地圖,對應著3種鳥類的嘴殼尺寸。吸蜜鳥科(Meliphagidae),刺嘴鶯科(Acanthizidae)和細從頭至尾鷯鶯科(Maluridae)。
上圖是黃嘴吸蜜鳥(Meliphaga flavirictus)的嘴殼轉變,低溫比高溫的影響更大。
別的,除了氣溫以外,濕度對鳥嘴尺寸也有影響。潮濕的炎天,濕度大散熱更難,也意味著,鳥兒的嘴殼得長得更大才行。[知道日報-法蘭西is培根-未經授權請勿轉載其他平臺]
食物
天氣影響鳥嘴的巨細,而食物則影響嘴殼的外形。
進化論的火花恰是被鳥嘴的外形而點燃。1835年,達爾文登岸承平洋上的加拉帕戈斯島,看到島上良多鳥兒長相差不多,但鳥嘴的外形有較著區別。達爾文不雅察鳥兒時發現,嘴殼外形分歧的鳥兒,吃的食物各有分歧。嘴殼短小的鳥兒吃小而軟的果實,嘴殼粗大的鳥兒吃帶硬殼的堅果。或許這些長相相似的鳥兒有統一祖先,后來因為選擇食物的分歧,才演化當作分歧外形的鳥嘴。鳥嘴演化的猜測,打開了達爾文關于天然選擇的思慮之門。加拉帕戈斯島上的小鳥也是以被定名為:達爾文雀(下圖是達爾文雀)。我們熟悉的鳥兒,吃食分歧,嘴形分歧。好比:蜂鳥頎長的嘴殼,能像吸管一樣吸食花蜜。燕子短小寬廣的嘴殼,能在飛翔中兜住蟲豸。貓頭鷹彎曲帶鉤的嘴殼,捕獲老鼠時能把鷹嘴扎進肉里。家鴨的扁平嘴殼,在大口吞進水草蝦米時,能過濾失落此中的水分。不外,同是水禽的家鵝,嘴殼外形跟鴨子卻有區別。
美國芝加哥大學奧爾森博士測量了42種,共計136只游禽(雁形目)的嘴形,闡發了攝取分歧食物的游禽,嘴形轉變的細節。
上圖是鳥嘴外形。
研究發現,游禽的嘴形都適合濾食。當雜食的鳥兒吃越來越多的素食時,鴨狀嘴在逐漸標的目的鵝狀嘴轉變。上圖是鴨、鵝、天鵝的嘴形分類,此處,雁歸于鵝類。圖中從左到右的嘴形轉變,對應的是鳥兒食譜中素食量增添,小魚小蝦量削減,別的,嘴殼的杠桿力量也有所加強。
上圖是分歧嘴形的鳥兒吃的食物分類,食物與嘴形的聯系看得清清晰楚。不外食物不是鳥嘴嘴形獨一的影響身分,鳥兒的嘴殼長在腦殼上,鳥嘴的演變還受到顱骨外形的制約。
除了吃飯外,鳥兒還要鳴唱,嘴形的巨細和外形城市影響鳥兒的發聲。
鳴唱
日本沖繩科學手藝研究所(OIST)和捷克生物嘗試室的結合團隊,測量了101種,共計525只吸蜜鳥的鳥嘴外形,闡發匹配的711份鳥鳴灌音,找出嘴殼外形對應的聲音轉變。
上圖是團隊對嘴形的闡發,嘴形與啼聲有較著對應。在吸蜜鳥中,嘴殼大的鳥兒,鳴叫節拍慢。嘴殼小的鳥兒,啼聲更短促。嘴殼長且窄的鳥兒不僅嗓門更低,謳歌的聲音也更綿長。而嘴形的其他細節,好比彎曲弧度,寬窄轉變,對聲音沒有較著影響。別的,和您猜測的一樣,個頭越大的吸蜜鳥,聲音越低落。
團隊收集的是澳大利亞本土吸蜜鳥的數據。澳洲吸蜜鳥發源于潮濕的亞熱帶地域,來到澳洲之后,與其他地域的吸蜜鳥被華萊士線距離分隔,在澳洲大陸零丁演化成長。在順應干旱內陸的過程中,吸蜜鳥演化出分歧的形態和行為。吸蜜鳥的鳥嘴外形,表現了多種功能綜合在一路的當作果。闡發鳥嘴在調節體溫、進食、鳴叫時的外形轉變,我們能更清楚地輿解演化紀律。
演化過程中,鳥嘴的轉變不克不及做到每個單變量都取最優選。于是,就有了此刻千變萬化的嘴形,加上五顏六色的色彩。恰是演化之路,帶給我們千姿百態的生物宿世界。
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