你是否曾在社交媒體上刷到過那只神奇的“川劇變臉鳥”?視頻中,小鳥臉部的羽毛能在短時間內變換多種顏色,被網友戲稱為“川劇變臉大師”。但它的真實身份似乎撲朔迷離,物種名從“煙色飲蜜鳥”“顏色隱秘鳥”到“九頭鳥” “好運鳥”,網傳的拍攝地也從印度、中國福建武平到浙江麗水……
這只小鳥的真實身份究竟是什么?它又為何擁有如此神奇的“變臉”能力?
其實,“川劇變臉鳥”的學名為Calypte anna,中文名安氏蜂鳥,它是一種北美洲的特有鳥類,以長而直的喙、艷麗的顏色和空中懸停的“特技”而著稱。至此,網絡上流傳的許多謠言已經不攻自破了——我們既不能在印度,也不會在中國拍到一只野生的安氏蜂鳥。
鳥界“變臉大師”安氏蜂鳥
(圖片來源:央視新聞 素材來源:鳥王大叔Nice)
但為什么安氏蜂鳥的羽毛能像魔術師一般變換色彩?這背后并非魔法,而是大自然精心設計的科學奇跡。接下來,讓我們一同探尋安氏蜂鳥的羽色密碼,揭開化學與物理共同編織的絢麗世界。
安氏蜂鳥的羽色魔法:從化學到物理的雙重奧秘
鳥類是陸生脊椎動物中色彩極為豐富的物種,而蜂鳥科大部分鳥類更是“艷冠群芳”。說到這里,我們必須先了解一下鳥類的羽色魔法:
鳥類的羽色通過色素沉積、結構色及兩者的組合形成。
色素色:這主要歸功于類胡蘿卜素,這一色素的特殊之處在于它不能在鳥體內合成,而必須從飲食中獲取(參考文獻[1][2])。看來,“吃啥補啥”這句老話用在鳥類羽毛顏色上還是有一定說服力的。
一項關于安氏蜂鳥的控制實驗表明,換羽過程中更高蛋白質攝入量的蜂鳥羽色會更為鮮艷,即具有更高的飽和度(參考文獻[4])。同時,這也意味著安氏蜂鳥羽色越鮮艷,越能展示出自己較強的獲取食物能力,從而為自己在爭取配偶的競爭中奪得優勢。
結構色:這是一種來自陽光的顏色,時間追溯到1666年,科學巨匠牛頓進行了色散實驗,發現看上去顏色單一的太陽光實際上由七種顏色組成。蜂鳥變臉的秘密便藏在這里:
它們的彩虹色羽毛實際上是由一組扁平的色素細胞器(以及充滿空氣的小泡)散射光線呈現出來的(參考文獻[5])。這一顏色還會因為羽枝和羽小枝的排列方式的不同而呈現差別(參考文獻[6]),一項關于星額蜂鳥屬(Coeligena)幾種鳥類的研究證實了這一點。
圖(a)
(參考文獻[6])
什么是羽枝和羽小枝呢?
羽毛由羽軸和兩側的羽片組成,羽片則由一系列斜行排列的羽枝組成,羽枝上又斜生彼此平行的羽小枝。還不夠清楚?請下樓撿一片落羽杉的葉片觀察下,那是一個沒有羽小枝的“羽毛”。
玩過三棱鏡的都知道,只有在特定角度才會照射出陽光的七彩顏色,不同角度著生的羽小枝就像是不同角度擺放的三棱鏡,呈現出的顏色自然會有差異。
A:紅嘴藍鵲Urocissa erythroryncha的羽毛;B:白鷴Lophura nycthemera的羽毛。
(圖片來源:作者拍攝)
C:家雞的羽小枝;D-E:羽毛的結構示意圖。
(圖片來源:毛雯婧改自Marshall,1960)
也因此,網傳視頻中的“川劇變臉鳥”會快速變換顏色。不過,這并非蜂鳥的專屬技能,其它許多種鳥也有相似的技能。例如東藍鴝,同樣會通過羽毛對紫外光的散射而呈現出亮藍色(參考文獻[3])。
雄性東藍鴝羽毛結構示意圖
(圖片來源:參考文獻[3])
總而言之,這是一場鳥類“填飽肚子”之后的“光魔法”。絢麗的羽色既依賴于生長發育過程中的能量獲取,又需要微觀層面上的物理魔法。
那么,如此艷麗的羽毛,雌雄之間有別嗎?如果詢問這只安氏蜂鳥的性別,我們可能會聯想到色彩艷麗的綠孔雀Pavo muticus為雄性,因而認為它也是雄性。的確,這個答案有極高的概率是正確的。因為鳥類羽毛普遍存在性別二態性,即雄性的羽毛相對于雌性更為艷麗。但對蜂鳥而言,這并非一個百分百準確的答案,科學家們在25%的蜂鳥物種中發現過雌性限制多態性(Female-limited polymorphism),即雌性動物表現出雄性動物的色彩現象。所以說,自然界并非千篇一律,它時常會給你意想不到的驚喜!
叉尾太陽鳥or蜂鳥?對本土鳥類的“識別盲區”
我們有自己的本土“蜂鳥”嗎?在生活中,有些人會把太陽鳥屬鳥類,尤其是叉尾太陽鳥(Aethopyga christinae)認成蜂鳥。這是因為它們與蜂鳥之間有一定相似性,同樣體型小巧、可懸停并以花蜜為食。但叉尾太陽鳥并非蜂鳥。蜂鳥隸屬雨燕目而叉尾太陽鳥是雀形目鳥類,這是兩個八竿子打不著的遠房親戚,前者分布在美洲地區而后者則廣泛分布在東亞。尤其是總被認錯的叉尾太陽鳥在城市公園中就能時常能見到它們的蹤跡。希望下次遇到這種可愛的小鳥,你可以正確地叫出它自己的名字——叉尾太陽鳥。
叉尾太陽鳥
(圖片來源:作者攝于重慶黔江)
藍喉太陽鳥(Aethopyga gouldiae
(圖片來源:作者攝于湖北咸豐二仙巖保護區)
關注本土鳥類,掌握“查鳥大法”
“人靠衣裝,馬靠鞍裝,鳥靠羽裝。”鳥類的羽色具有多種功能,包括保護、偽裝、擇偶以及識別等。其羽色的演化在理解生物的適應性變異中至關重要,當然,這個復雜的命題由專業領域的科學家來解答。對廣大群眾來說,我們應該如何去閱讀鳥類羽色演化詩篇上的“本土章節”呢?
遇到一些似乎很神奇的鳥類時,我們可以查詢它的分布。查詢時,既可以用它的中文名去查詢,也可以用學名去查詢。如果查無此鳥,大概率是輸入了錯誤的物種名。因此,我們還需要對鳥類的命名有基本的了解。
以這只安氏蜂鳥為例,網絡上流傳的“煙色飲蜜鳥”“顏色隱秘鳥”等名字并不專業,它的中文名叫安氏蜂鳥,學名為Calypte anna(注意!學名是一個拉丁化的詞匯而非英文名),它的英文名是Anna's Hummingbird。
值得一提的是,所有生物的學名都是由兩個拉丁語或拉丁化的詞匯組成:“屬名(首字母大寫)+種加詞(小寫)”,如叉尾太陽鳥的學名——Aethopyga christinae,其中Aethopyga是屬名,christinae是種加詞。
如果你掌握了查詢鳥類分布的方法,就意味著你找到了從對鳥類“臉盲”到“慧眼識鳥”的關鍵啦!
就像在小鳥“變臉”的謠言里,有眾多真相等待我們慢慢發掘,那些在林間閃現的綠尾虹雉、在枝頭躍動的太陽鳥等鳥類和蜂鳥一樣,用各種身體部位述說著演化的奇跡,靜候我們去知悉。所以,你準備好翻開本土物種的篇章了嗎?
參考文獻
[1]高廣琦,左永春,白春玲,等. 鳥類羽毛色素的合成機理與調控機制_高廣琦[J]. 動物學雜志, 2016, 51(02): 323-335.
[2]薛泊寧,張雁云,董路. 基于類胡蘿卜素著色的鳥類羽色多樣性形成機制_薛泊寧[J]. 生物多樣性, 2021, 29(06): 843-854.
[3]王建梅,劉賀賀,馬盛超,等. 鳥類羽色性別二態性形成機制研究進展_王建梅[J]. 遺傳, 2022, 44(06): 491-500.
anna[J]. Journal of Experimental Biology, 215(16): 2742-2750.
[4]MEADOWS M G, ROUDYBUSH T E, MCGRAW K J. 2012. Dietary protein level affects iridescent coloration in Anna’s hummingbirds, Calypte anna[J]. Journal of Experimental Biology, 215(16): 2742-2750.
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[6]GIRALDO M, SOSA J, STAVENGA D. 2021. Feather iridescence ofCoeligenahummingbird species varies due to differently organized barbs and barbules[J]. Biology Letters, 17(8): 20210190.
[7]Farr C M, Middleton J. Nest success by a female Black-chinned Hummingbird (Archilochus alexandri) with male-like plumage[J]. WESTERN NORTH AMERICAN NATURALIST, 2023, 83(2):264-268.
出品:科普中國
作者:張應超(生態學碩士)
監制:中國科普博覽
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