百种鸟百样嘴。
有的鸟嘴比脑壳还大,有的鸟嘴比身体还长。有的嘴壳弯曲如新月,有的嘴壳笔直如长矛。鸟儿的饮食、体型、糊口情况分歧,嘴壳的外形巨细也各不不异。千变万化的鸟嘴,万变不离其宗,鸟嘴巨细、长短、弯直都合适必然的转变纪律。遵照纪律,只要告诉您鸟儿的捕食体例,或者是让您听段鸟儿的歌声,您能八九不离十地猜出这只从未见过的鸟儿的嘴壳外形。反过来也当作立,您看到一只鸟的嘴壳,可以猜出它的本家儿要食物是什么,鸣啼调子是高仍是低。
形态各别的鸟嘴,殊途同归,用途有3种:一是捕食,二是讴歌,三是散热。别的对于没有前肢的鸟儿来说,鸟嘴仍是筑巢、梳毛、战斗的东西,不外这些错乱的身分不影响大体纪律,按下不提。
接下来按照天气、饮食和鸟鸣分类,我们来看看鸟嘴的外形转变纪律。
天气
鸟嘴的巨细与走兽四肢的长短一样,遵守艾伦法例(Allen's Rule)。艾伦是美国第一任鸟类学家联牛耳席,1877年提出这项以他名字定名的生物纪律总结。
艾伦法例:温血动物身体的延长部门,好比四肢、从头至尾巴、耳朵、嘴巴,因气温分歧而有转变。糊口在严寒地域的动物比力短,糊口在暖和地域的动物比力长。简单地说,冷的时辰,身体团在一路,减小概况积有利于保温。热的时辰,身体伸展扩开,增添概况积有利于散热。
固然艾伦法例是生物界公认的既定原则,可是定量证据并不多。听起来很有事理,简单粗暴的艾伦法例到底对不合错误?澳大利亚墨尔本大学团队,用当地鹦鹉的实测数据证实了法例的准确:鹦鹉嘴跟着气温有改变,越热,鸟嘴越大。
跟我们比拟,鸟儿的体温更高,气温对它们的影响也更大。鸟嘴,裸露在空气中,没有羽毛粉饰的嘴壳上布满血管,是鸟儿与外界互换热量的主要器官。您看鸟儿睡觉时会把嘴巴塞到同党下,这是保温。鸟儿在水里时经常是单腿自力,单腿比双腿能削减一半的腿部散热。糊口在澳大利亚的鸟儿,却是不消担忧保温问题,相反,散热才是它们考虑的重点。曩昔的一个多宿世纪,全球温度升高,澳大利亚的鹦鹉也跟着气温转变,改变了它们的嘴巴巨细。
团队测量了博物馆里410只鹦鹉的标本,获得从1871年到2008年的对比数据,证实了鸟嘴巨细合适艾伦法例。一共5种鹦鹉,此中4种鹦鹉的鸟嘴有显著增大。穆拉加鹦鹉(Psephotellus
varius),红冠凤头鹦鹉(Callocephalon
fimbriatum),红腰鹦鹉(Psephotus
haematonotus),深红玫瑰鹦鹉(Platycercus
elegans),从1871年到2008年,鹦鹉嘴的概况积增添了4%到10%。
短短的100多年,鹦鹉嘴的尺寸发生了较着转变。鸟嘴尺寸与散热能力并不是纯真的线性关系,增添10%的嘴壳概况积,增添的降温能力要跨越10%。尤其在极端炎热的情况下,大鸟嘴更具优势。
同样是澳大利亚的鸟儿,日本冲绳科学手艺研究所(OIST)和捷克生物尝试室的结合团队,测量了澳大利亚本土158种吸蜜鸟的嘴壳外形,发现吸蜜鸟嘴壳与鹦鹉嘴的尺寸转变纪律一致。在最冷的冬天,鸟嘴最小。而暖和的冬天,鸟嘴尺寸有所增添。
上图是澳大利亚炎天和冬天的气温地图,对应着3种鸟类的嘴壳尺寸。吸蜜鸟科(Meliphagidae),刺嘴莺科(Acanthizidae)和细从头至尾鹩莺科(Maluridae)。
上图是黄嘴吸蜜鸟(Meliphaga flavirictus)的嘴壳转变,低温比高温的影响更大。
别的,除了气温以外,湿度对鸟嘴尺寸也有影响。潮湿的炎天,湿度大散热更难,也意味着,鸟儿的嘴壳得长得更大才行。[知道日报-法兰西is培根-未经授权请勿转载其他平台]
食物
天气影响鸟嘴的巨细,而食物则影响嘴壳的外形。
进化论的火花恰是被鸟嘴的外形而点燃。1835年,达尔文登岸承平洋上的加拉帕戈斯岛,看到岛上良多鸟儿长相差不多,但鸟嘴的外形有较着区别。达尔文不雅察鸟儿时发现,嘴壳外形分歧的鸟儿,吃的食物各有分歧。嘴壳短小的鸟儿吃小而软的果实,嘴壳粗大的鸟儿吃带硬壳的坚果。或许这些长相相似的鸟儿有统一祖先,后来因为选择食物的分歧,才演化当作分歧外形的鸟嘴。鸟嘴演化的猜测,打开了达尔文关于天然选择的思虑之门。加拉帕戈斯岛上的小鸟也是以被定名为:达尔文雀(下图是达尔文雀)。我们熟悉的鸟儿,吃食分歧,嘴形分歧。好比:蜂鸟颀长的嘴壳,能像吸管一样吸食花蜜。燕子短小宽广的嘴壳,能在飞翔中兜住虫豸。猫头鹰弯曲带钩的嘴壳,捕获老鼠时能把鹰嘴扎进肉里。家鸭的扁平嘴壳,在大口吞进水草虾米时,能过滤失落此中的水分。不外,同是水禽的家鹅,嘴壳外形跟鸭子却有区别。
美国芝加哥大学奥尔森博士测量了42种,共计136只游禽(雁形目)的嘴形,阐发了摄取分歧食物的游禽,嘴形转变的细节。
上图是鸟嘴外形。
研究发现,游禽的嘴形都适合滤食。当杂食的鸟儿吃越来越多的素食时,鸭状嘴在逐渐标的目的鹅状嘴转变。上图是鸭、鹅、天鹅的嘴形分类,此处,雁归于鹅类。图中从左到右的嘴形转变,对应的是鸟儿食谱中素食量增添,小鱼小虾量削减,别的,嘴壳的杠杆力量也有所加强。
上图是分歧嘴形的鸟儿吃的食物分类,食物与嘴形的联系看得清清晰楚。不外食物不是鸟嘴嘴形独一的影响身分,鸟儿的嘴壳长在脑壳上,鸟嘴的演变还受到颅骨外形的制约。
除了吃饭外,鸟儿还要鸣唱,嘴形的巨细和外形城市影响鸟儿的发声。
鸣唱
日本冲绳科学手艺研究所(OIST)和捷克生物尝试室的结合团队,测量了101种,共计525只吸蜜鸟的鸟嘴外形,阐发匹配的711份鸟鸣灌音,找出嘴壳外形对应的声音转变。
上图是团队对嘴形的阐发,嘴形与啼声有较着对应。在吸蜜鸟中,嘴壳大的鸟儿,鸣叫节拍慢。嘴壳小的鸟儿,啼声更短促。嘴壳长且窄的鸟儿不仅嗓门更低,讴歌的声音也更绵长。而嘴形的其他细节,好比弯曲弧度,宽窄转变,对声音没有较着影响。别的,和您猜测的一样,个头越大的吸蜜鸟,声音越低落。
团队收集的是澳大利亚本土吸蜜鸟的数据。澳洲吸蜜鸟发源于潮湿的亚热带地域,来到澳洲之后,与其他地域的吸蜜鸟被华莱士线距离分隔,在澳洲大陆零丁演化成长。在顺应干旱内陆的过程中,吸蜜鸟演化出分歧的形态和行为。吸蜜鸟的鸟嘴外形,表现了多种功能综合在一路的当作果。阐发鸟嘴在调节体温、进食、鸣叫时的外形转变,我们能更清楚地舆解演化纪律。
演化过程中,鸟嘴的转变不克不及做到每个单变量都取最优选。于是,就有了此刻千变万化的嘴形,加上五颜六色的色彩。恰是演化之路,带给我们千姿百态的生物宿世界。
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