在史密森尼国家自然历史博物馆的彼得·巴克研究员Sahas Barve领导的一项新研究中,研究人员检查了249种喜马拉雅鸣禽的羽毛,发现生活在高海拔地区的鸟类比低海拔地区的鸟类拥有更多的绒羽。这项研究于2月15日发表在《生态学》期刊上,还发现体型较小的鸟类,由于比大型鸟类更快地失去热量,往往有更长的羽毛,因此有更厚的保温层。
羽毛是鸟类的一种精巧的进化创新,使得飞行成为可能,但除了用于飞行的坚硬、空气动力学的羽毛外,鸟类还在身体和最外层羽毛之间保留了一层柔软的绒羽,以调节体温。
通过对史密森尼收藏的625,000个鸟类标本的研究,Barve发现高海拔生活的鸟类比低海拔的鸟类有更多的绒羽。这一发现强调了羽毛对于鸟类适应环境的重要性,并表明增加绒羽可能是所有鸣禽或研究人员所称的雀形目鸟类的一种常见策略。此外,发现生活在较冷环境的鸟类往往有更多的绒羽,这可能有助于研究人员通过研究鸟类的羽毛来预测哪些鸟类最容易受到气候变化的影响。
Barve说:“喜马拉雅山正在经历地球上最快的变暖速度。与此同时,气候变化正在导致极端寒冷事件如暴风雪的频率和强度增加。能够准确预测鸟类能承受的温度,可以为我们提供一种新工具来预测某些物种可能如何应对气候变化。”
这项研究是由一只叫做金冠雀的小鸟在喜马拉雅山Sho-kharkh森林的一个寒冷的早晨的实地工作中启发的。
Barve想知道这只体重约等于一茶匙糖的小鸟是如何在已经冻僵他手指的寒冷空气中在树顶上飞来飞去的。Barve和他的合著者使用显微镜拍摄了史密森尼收藏的1,715个标本的胸羽照片,这些标本代表了249种来自寒冷、高海拔喜马拉雅山的鸟类。然后,他们使用这些超详细的照片来确定每根羽毛的绒羽部分相对于其总长度的确切长度。
在仔细记录了所有这些绒羽部分的相对长度后,Barve分析了结果,发现最小的鸟类和来自最高海拔的鸟类,那里的温度最冷,往往在其身体羽毛上有最高的绒羽比例。分析显示,高海拔鸟类的羽毛中绒羽多达25%,而最小的鸟类的羽毛相对于其体型大小是最大鸟类的三倍。
Barve说:“看到这种相关性跨越如此多的物种,使我们的发现更具普遍性,让我们可以说这些结果表明所有雀形目鸟类可能都显示出这种模式。”
Carla Dove,博物馆的羽毛鉴定实验室负责人,也是这项研究的贡献者,她说她很高兴与Barve合作,以一种新的方式使用史密森尼的收藏。Barve说,他正在跟进这项研究,进行实验,研究鸟类从羽毛中获得多少保温效果,然后将这与羽毛的结构和绒羽的比例联系起来。
有一天,Barve的目标是开发一个模型,使科学家能够通过观察羽毛的结构来预测它能为鸟类提供多少保温效果,这种能力可以帮助研究人员识别易受气候变化影响的物种。