百种鸟百样嘴 鸟嘴为什么各不相同有的大有的小?
百种鸟百样嘴。
有的鸟嘴比脑袋还大,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、生活环境不同,嘴壳的形状大小也各不相同。千变万化的鸟嘴,万变不离其宗,鸟嘴大小、长短、弯直都符合一定的变化规律。依照规律,只要告诉你鸟儿的捕食方式,或者是让你听段鸟儿的歌声,你能八九不离十地猜出这只从未见过的鸟儿的嘴壳形状。反过来也成立,你看到一只鸟的嘴壳,可以猜出它的主要食物是什么,鸣啼音调是高还是低。
形态各异的鸟嘴,殊途同归,用途有3种:一是捕食,二是歌唱,三是散热。另外对于没有前肢的鸟儿来说,鸟嘴还是筑巢、梳毛、战斗的工具,不过这些庞杂的因素不影响大体规律,按下不提。
接下来根据气候、饮食和鸟鸣分类,我们来看看鸟嘴的形状变化规律。
气候
鸟嘴的大小与走兽四肢的长短一样,遵守艾伦法则(Allen's Rule)。艾伦是美国第一任鸟类学家联盟主席,1877年提出这项以他名字命名的生物规律总结。
艾伦法则:温血动物身体的延伸部分,比如四肢、尾巴、耳朵、嘴巴,因气温不同而有变化。生活在寒冷地区的动物比较短,生活在温暖地区的动物比较长。简单地说,冷的时候,身体团在一起,减小表面积有利于保温。热的时候,身体舒展扩开,增加表面积有利于散热。
虽然艾伦法则是生物界公认的既定原则,但是定量证据并不多。听起来很有道理,简单粗暴的艾伦法则到底对不对?澳大利亚墨尔本大学团队,用本地鹦鹉的实测数据证实了法则的正确:鹦鹉嘴随着气温有改变,越热,鸟嘴越大。
跟我们相比,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,没有羽毛遮盖的嘴壳上布满血管,是鸟儿与外界交换热量的重要器官。你看鸟儿睡觉时会把嘴巴塞到翅膀下,这是保温。鸟儿在水里时经常是单腿独立,单腿比双腿能减少一半的腿部散热。生活在澳大利亚的鸟儿,倒是不用担心保温问题,相反,散热才是它们考虑的重点。过去的一个多世纪,全球温度升高,澳大利亚的鹦鹉也随着气温变化,改变了它们的嘴巴大小。
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,证实了鸟嘴大小符合艾伦法则。
短短的100多年,鹦鹉嘴的尺寸发生了明显变化。鸟嘴尺寸与散热能力并不是单纯的线性关系,增加10%的嘴壳表面积,增加的降温能力要超过10%。尤其在极端炎热的环境下,大鸟嘴更具优势。
同样是澳大利亚的鸟儿,日本冲绳科学技术研究所(OIST)和捷克生物实验室的联合团队,测量了澳大利亚本土158种吸蜜鸟的嘴壳形状,发现吸蜜鸟嘴壳与鹦鹉嘴的尺寸变化规律一致。在最冷的冬天,鸟嘴最小。而温暖的冬天,鸟嘴尺寸有所增加。
上图是黄嘴吸蜜鸟(Meliphaga flavirictus)的嘴壳变化,低温比高温的影响更大。
另外,除了气温以外,湿度对鸟嘴尺寸也有影响。潮湿的夏天,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
气候影响鸟嘴的大小,而食物则影响嘴壳的形状。
进化论的火花正是被鸟嘴的形状而点燃。1835年,达尔文登陆太平洋上的加拉帕戈斯岛,看到岛上很多鸟儿长相差不多,但鸟嘴的形状有明显区别。达尔文观察鸟儿时发现,嘴壳形状不同的鸟儿,吃的食物各有不同。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同一祖先,后来因为选择食物的不同,才演化成不同形状的鸟嘴。鸟嘴演化的推测,打开了达尔文关于自然选择的思考之门。加拉帕戈斯岛上的小鸟也因此被命名为:达尔文雀(下图是达尔文雀)。
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,分析了摄取不同食物的游禽,嘴形变化的细节。
上图是鸟嘴形状。
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,鸭状嘴在逐渐向鹅状嘴变化。
上图是不同嘴形的鸟儿吃的食物分类,食物与嘴形的联系看得清清楚楚。不过食物不是鸟嘴嘴形唯一的影响因素,鸟儿的嘴壳长在脑袋上,鸟嘴的演变还受到颅骨形状的制约。
除了吃饭外,鸟儿还要鸣唱,嘴形的大小和形状都会影响鸟儿的发声。
鸣唱
日本冲绳科学技术研究所(OIST)和捷克生物实验室的联合团队,测量了101种,共计525只吸蜜鸟的鸟嘴形状,分析匹配的711份鸟鸣录音,找出嘴壳形状对应的声音变化。
演化过程中,鸟嘴的变化不能做到每个单变量都取最优选。于是,就有了现在千变万化的嘴形,加上五颜六色的色彩。正是演化之路,带给我们千姿百态的生物世界。