鳥巢在鳥類演化佔有關鍵地位

如果把全世界的鳥巢放在一起看,會發現什麼有趣的模式呢?中研院生物多樣性研究中心洪志銘副研究員、端木茂甯助研究員與臺灣師範大學生命科學系碩士生方怡婷,統整全世界五千多種鳥巢,推算鳥巢的演化史,發現鳥巢與鳥類的演化歷程息息相關,研究成果刊登在《自然通訊》(Nature Communications),跟著研之有物一起來了解。

鳥巢,鳥類演化求生的關鍵

打從幼稚園開始就是動物「控」的洪志銘,笑說自己「一直長不大」,對動物的喜愛都沒有「進化」。他兒時的志願不是動物園的動物管理員,就是獸醫,年紀漸長才知道,要在野外近距離接觸動物,應該從事生物研究。

正式踏上生物研究後,洪志銘選擇以鳥類為主題,從基因的角度探討鳥類如何適應環境、怎樣演化。他花了大把心力研究鳥類繁殖最重要的工具——鳥巢,因為鳥巢是鳥類延續下去的關鍵之一。洪志銘認為,現在地球的氣候愈來愈極端,鳥類更需要保護蛋和幼雛,鳥巢益發不可或缺。

鳥類築巢行為是否能迅速應付環境的改變,將是決定其繁盛或滅絕的關鍵。

「但研究鳥巢演化的人其實很少,」洪志銘解釋:「一般研究鳥巢通常只選擇幾種鳥種來看,我們是用整個鳥類親緣關係樹來做研究,才能全面地了解鳥巢的演化。」

中研院生物多樣性研究中心洪志銘副研究員,對於鳥巢在適應環境上的變化相當感興趣,也是目前全世界研究鳥巢演化的先驅。
圖│研之有物

鳥巢七十二變,怎麼看門道?

但鳥巢種類千變萬化,要從哪裡著手?鳥類築巢是非常複雜的行為,先要選擇適當的位置、收集材料,再堆疊或編織成巢。從巢位、巢材,到築巢的方法、巢的外型結構等等,變化很大,可說是有多少種鳥,就有多少種鳥巢!

最後,洪志銘的團隊選擇了鳥巢的外型結構、所在位置、附著方式三個特徵,分析它們如何隨著時間逐漸變化。

「這三個特徵的資料是最齊全的,也容易分類,」洪志銘解釋:「比方說,巢材雖然也很重要,但變化太大,同一種鳥在臺灣用某種草築巢,在菲律賓用的是另一種草,很難歸類,也不容易有完整的資料。」

研究人員查閱《世界鳥類圖鑑》(the Handbook of Birds of the World Alive,HBW)線上版,統整全世界 242 科 5000 多個鳥巢描述;獲取各科鳥類巢的特徵之後,再利用電腦程式,沿著已知鳥類親緣關係樹,回推追溯各科的鳥祖先築的巢是什麼樣子,慢慢建構出鳥巢的演化史。

巢型,來自基因的呼喚

第一個特徵是巢型,主要可分為:無結構、平臺狀、杯碗狀、球狀、球狀加隧道,以及樹洞或土洞等洞巢。無結構巢是最簡單的巢型,不具有建築構造,鳥直接把蛋下在地面、峭壁或樹枝上,或是用身體、腳在地面刮擦、蹭出一個淺坑,再下蛋於其中。杯碗狀的巢是大家最熟悉的巢型,白頭翁、綠繡眼、家燕的鳥巢,中南部的赤腰燕則是球狀巢附帶長長的隧道。洞巢又可分為兩種,自己挖洞築巢的,例如啄木鳥、五色鳥、翠鳥的巢,屬於「初級洞巢」,像貓頭鷹、鴛鴦、犀鳥等等,使用天然樹洞或其他動物挖鑿的洞穴,稱為「次級洞巢」。

圖中為織巢鳥用嘴喙銜著並編織自己的懸吊式球狀鳥巢,鳥巢開口向下。全世界大多數鳥類都會築巢,鳥巢巢型主要可分為:無結構、平臺狀、杯碗狀、球狀、球狀加隧道,以及樹洞或土洞等洞巢。
圖│iStock

結果發現,巢型的演化大致上是從簡單到複雜:先是沒有結構的無結構巢,發展出堆疊巢材的平臺狀巢,之後是利用天然的洞穴、自己鑿洞,然後是球狀和杯碗狀巢。但也有例外,比如現在最常見的杯碗狀巢,在鳥類演化較早期就曾在特定類群出現過。再者,鳥的親緣關係愈近,築的巢型愈相似,表示巢的外型結構主要由與生俱來的基因決定。「如果在野外撿到鳥巢,從外型結構大致可以準確判斷是哪類鳥的傑作。」洪志銘說明。

 

欲瀏覽完整精采文章,請至研之有物官網:

https://research.sinica.edu.tw/chih-ming-hung-bird-nest-evolution/

(趕快點進來喔!還有更多精采圖文!)