鸟巢结构和演化有关!21岁女大生「研究8000鸟巢」登顶尖期刊

统整世界8000多种鸟巢的外型结构所在位置、附着方式特征,年仅21岁的中兴大学学生方怡婷论文登上《自然通讯》 (Nature Communications)。(图/中研院提供)

实习记者袁茵/采访报导

你有留意过鸟巢的形状吗?由中研院多样中心研究洪志铭端木茂宁带领中兴大学生命科学系大学生方怡婷,研究了世界上8000多种鸟巢的外形结构、所在位置和附着方式等特征,并且发现鸟巢演化史和鸟的演化大有关联,相关研究成果还于日前登上国际顶尖学术期刊《自然通讯》 (Nature Communications),成为台湾之光。

研究显示,鸟类演化关系越近,巢的结构越相像。可能是由于鸟巢结构大部分受鸟的先天能力(即基因)所影响筑巢位置则容易受外在环境压力影响,例如种间或种内的竞争,或是捕食压力,因此,筑巢位置的选择与演化较无相关,即使是同一鸟种,筑巢位置都可能不尽相同。至于鸟巢附着的方式,绝大多数是采用由底部支撑,而较精细的附着方式,如侧挂、垂吊等,主要在晚近演化历史雀形目鸟类才发展出来。

尽管三种特征有不同的演化史,但演化过程却相互影响。例如:鸟类往往先演化出新的鸟巢结构,才得以利用新的筑巢地点。精细的鸟巢附着方式,通常只在具有特定鸟巢结构的类群中才会发展出来。

此外,现今多样化的鸟巢可能也与过去2次大尺度鸟类辐射适应事件相关。现代鸟类的共同祖先原本是不筑巢、直接在地面生蛋,但在恐龙灭绝后,地球空出许多生存与繁殖的空间,鸟类开始构筑不同结构的巢,因此能使用更多样的筑巢位置,更有效地利用这些空间,加速现代鸟类第一次辐射适应的发生,造就了现今大多数的鸟类类群。

目前全球近半数鸟类物种皆为雀型目鸟类,如燕子文鸟,其鸟巢外观多为杯碗状与球状。此研究也指出,雀型目鸟类得以成功且多样性地演化,原因可能为鸟类第二次辐射适应之后,能构筑结构更为复杂的巢,并发展不同的附着方式,进而利用新的筑巢位置。

洪志铭助研究员表示:「鸟巢除了是鸟类繁衍后代一项重要工具外,在鸟类的适应演化上也占了举足轻重的地位。」如今全球面临环境与气候快速改变,鸟类筑巢行为的弹性与适应改变的速度,无疑地将是决定其繁盛或灭绝的关键

端木茂宁助研究员表示,此研究透过鸟类亲缘关系树,统整全世界242科8000多个鸟巢特征,回推鸟类祖先与鸟巢特征的演化关系,为近来较大规模且完整的鸟巢演化史研究。未来还可以从鸟巢演化观察全球环境变迁与长期的鸟类演化。

关于研究论文于本(5)月14日刊登于《自然通讯》,担任第一作者、年仅21岁的方怡婷认为,非常谢谢老师给予她如此良好的机会,在此次的研究过程中,她学到很多东西,「觉得很有趣」。

中央研究院生物多样性研究中心最新研究指出,鸟巢特征不仅与鸟类适应环境有关,更会影响鸟类演化。(图/翻摄自《自然通讯》 (Nature Communications))