羽毛的颜色与迁徙的距离有何关系?德国和新西兰的科学家发现,迁徙鸟儿的羽色比留鸟更浅。五彩缤纷的羽色是鸟类令人叹为观止的特征之一。鲜艳的羽色除了体现出不同物种独具特色的“审美”偏好之外,也与鸟类的生态习性和生存环境有着密切的联系。由于深色更容易吸收热量,因此在不考虑其他因素的影响下,寒冷地区的生物颜色应该更深——这称为Bogert法则。
尽管此理论是基于变温动物提出的,但诸多研究表明环境温度和热量权衡也影响了鸟类的体表颜色。换言之,羽色在鸟类的热量调节中也扮演了重要的角色。
今年两个研究不约而同地指出,迁徙个体在白天的飞行高度高于夜间,可能是为了用更高的海拔高度(更低的温度)来抵消白天太阳辐射带来的影响。这进一步暗示了对于迁徙鸟类而言,热量调节是一项不可避免的挑战。那么羽色的深浅是否也在迁徙过程中起到了热量调节的作用呢?
2015年有研究使用489个雌雄同色物种进行分析,发现羽色较浅与迁徙行为相关;但研究同时还提到了在亚热带地区繁殖、雄性参与育雏等一系列生态、行为因素,且没有排除气候等干扰因素的影响。因此,羽色究竟是否与迁徙有关依然是一个悬而未决的问题。
在2021年12月6日发表于《当代生物学》的文章中,德国马克斯·普朗克鸟类研究所和新西兰梅西大学的研究人员基于《世界鸟类手册》中的图片,对10618个鸟类物种的羽色和迁徙行为的关联性进行了研究。作者将鸟类分为留鸟、短距离迁徙候鸟、可变迁徙候鸟和长距离迁徙候鸟。在控制了气候、栖息地类型、体型和性别等因素的影响后,他们发现留鸟的羽色比短距离迁徙候鸟的羽色更深,且显著地比长距离迁徙候鸟更深。
从留鸟到长距离迁徙鸟,迁徙的距离逐步增加,羽色也呈现出一个逐渐变浅的模式。以上的研究结论是基于将迁徙距离按照2000公里为界限划分得出的,也就是将迁徙距离视为了一个分类变量。那么去除掉这一层人为处理会得出一致的结论吗?作者统计发现,即使将迁徙距离视为一个连续变量,这种趋势也仍然存在。
在鸟类中,不同类群的物种形成速率不同,那么会不会有一些特殊的类群对统计结果产生了较大的影响呢?为了消除这种影响,作者们又将鸟类按照所属的目进行划分,再次进行分析。统计显示,12个目的鸟儿羽色明度与迁徙距离呈现正相关关系,其中7个目的结果具有统计显著性,与前述的结果一致;3个目则呈现出负相关关系,即迁徙距离越长羽色越暗,但并不具有统计显著性。
羽色与迁徙之间存在密切的联系,那么为什么还有一些物种并不符合这种趋势呢?作者认为,鸟类的羽色受到诸多因素的制约,很难用单一因素完全解释。例如有一种假设认为,迁徙鸟类背面的颜色更深,因为温度高的背面可以减少摩擦力,进而提升飞行的效率。浅色可以减少热量吸收,减弱白天强烈太阳辐射带来的影响;深色可以提高表面温度,减小空气摩擦力,进而减少迁徙途中的体能消耗。在这两种相互矛盾的条件之间,鸟类该如何权衡呢?
作者推测,如果考虑到温度对摩擦力的影响,那么颜色更深的迁徙鸟类可能昼夜迁徙高度差更大,而且更偏好在夜间迁徙——这两种特征能组成更优的羽色-行为搭配,进一步优化在迁徙途中的能量利用效率。也就是说,最终演化的结果是各种制约因素影响下的权衡之策。