鸟巢结构和演化有关!21岁女大生「研究8000鸟巢」登顶尖期刊
▲统整全世界8000多种鸟巢的外型结构、所在位置、附着方式等特征,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)
你有留意过鸟巢的形状吗?由中研院多样中心助研究员洪志铭、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的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、直接在地面上生蛋,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))