它们是在追逐“绿波”吗 ?科学家揭示候鸟迁徙之谜
▲加拿大鹅
在已知的一万多种鸟类中,大约15%的鸟类有迁徙行为。鸟类迁徙是一个漫长而有危险的旅程,到底是什么原因让这些候鸟每年在夏季繁殖地和过冬地之间,不知疲倦地长途飞行呢?
候鸟的形状、大小和习性各异,有大鸟、小鸟,有聒噪的鸟、安静的鸟,即便是同一种候鸟,行为方式也千差万别。所以,科学家们一直在试图寻找鸟类迁徙的原因。现在,他们似乎找到了答案。
迁徙行为受某种全局机制驱动
近日,发表在 《自然-生态与进化》杂志上的一项研究提出一个模型,它以一种非常全面的方式解释了鸟类的全球分布。研究人员说,鸟类迁徙的原因简单又让人惊讶:一切都是能源效率在驱动。
迁徙的鸟类飞行数千英里的目的,是为了提高能源利用效率。尽管长途飞行的鸟儿要消耗大量体能,但夏季的迁徙地有大量蚊子、苍蝇、昆虫幼虫和其他鸟类喜爱的美食,并且食物的竞争者也相对较少,这使得迁徙鸟类实际能获得更多的能量。
据报告第一作者马吕思·索默维尔介绍,聚焦于能量的获得和支出,不仅能解释鸟类个体行为,比如为什么莺会选择从尤卡坦飞到纽约州北部,还可以解释所有鸟类的地理分布。这不仅仅是进化所赋予动物的本能,更是生物圈在以最合乎逻辑的方式安置鸟类。
▲栗肋林莺
“我认为这是一项伟大的研究,”没有参与这项新研究的康奈尔大学迁徙生物学家安德鲁·法恩斯沃思说,“这是迄今为止最有说服力的解释,是我们看到的模式背后的指导原则。”
每一个鸟类学家都知道,当春天的脚步逐渐向北移动时,候鸟倾向于追逐 “绿波”,去往温暖的地方。但实际上,它们是去 “能量” (资源)富集地。这项研究表明,遵循能量模型可以解释全球范围内鸟类的分布情况
(也有一些例外,比如安第斯山脉和喜马拉雅山脉),并且可以用同样的概念来解释为什么其他动物,比如鱼类和鲸,会以它们的方式迁徙。这也有助于科学家了解气候变化对鸟类和其他物种未来分布的影响。
为促进项目研究,索默维尔创建了一个模拟行星,其中的鸟类首先在热带出现,然后逐渐散布全球。该研究利用植被作为环境中能源供应的替代物。
对鸟类来说,热带有明显的优点,包括丰富的动植物群。鸟没有必要在温度调节方面投入大量精力。但很快悲剧来了:每只鸟都想住在热带地区。数十亿只鸟挤在一起,争夺同样的食物。同时,行星围绕太阳运转,冬去春来,热带的冰雪融化。从空中看,远离热带的地方,到处生机盎然,蔓延着花的海洋;而此时的热带地区却非常拥挤。终于有些物种发现,迁徙到资源过剩的地方才是更好的选择。
迁徙本能被阻断或蜕化
自然选择有其魔力:会迁徙的鸟类不但能利用温带丰富的资源,同时还能繁衍出健壮的后代。迁徙本能是可遗传的,长期自然历史的变迁形成了迁徙鸟每年呈现周期性的生理变化,体内荷尔蒙有节律的波动,触发了它们旅行的冲动。
在这些迁徙鸟中,有大雁、白鹳和阔翅小鹰,也有木鸫、林莺、靛蓝彩鹀、巴尔的摩金莺、玫胸白斑翅雀、树燕等等。大多数鸟在夜间飞行。有些鸟一夜之间横渡墨西哥湾,抵达美国墨西哥湾沿岸的岛屿和沼泽,但很多鸟在迁徙途中丧命。
▲木鸫
史密森候鸟中心的负责人彼得·马拉说:最近的一项研究描述了一个现象——春天,鲨鱼肚子里填满了夜莺。
每年的迁徙季,鸟类保护主义者都会担心候鸟被人造光源吸引或迷惑后,会在夜间与建筑物发生碰撞。他们还担心鸟类停下来休息补充食物的栖息地受到破坏。
鸟类还面临另一大威胁——猫。据康奈尔大学鸟类学教授阿曼达·罗德瓦尔德介绍,美国每年大约有20亿只鸟被猫捕杀。
“对于迁徙的鸟类来说,它们需要做两件事。首先是生存——不被掠食者吃掉,不要飞进建筑物、通讯塔;其次是需要找到适合补充食物的栖息地。”罗德瓦尔德说, “脂肪是迁徙的资本,它们提供的是能量。”
除了客观因素阻断鸟类迁徙之外,鸟类迁徙的本能也会因环境变化而蜕化。白鹳通常在非洲和欧洲之间季节性往来,但现在,它们中的大部分选择在西班牙和葡萄牙的垃圾填埋场永久露营,不再长途飞行。
“迁徙是一个非常灵活的特征。”马拉说。这也是那些把鹅屎洒满高尔夫球场的加拿大鹅们拒绝离开的原因。它们的迁徙本能已经蜕化。
但索默维尔的研究没有解释为什么只是部分鸟类会迁徙,而大多数鸟类却不迁徙。这仍然是鸟类学的未解之谜。
编译:西岸
编辑:沈湫莎
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