雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?

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雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?小叶叔叔,北京林业大学鸟类学博士

达尔文曾经有一段时间对雄性孔雀非常着迷,根据自然选择理论,动物的身体结构有利于生存,但是雄性蓝孔雀(Pavo cristatus)靓丽的大尾巴(尾上覆羽,不是尾羽)显然给生存带不了好处。经过详细的调研和思考,达尔文提出了性选择理论。

性选择是指种群内对可以增加个体交配成功的特征的选择。一般表现为同性之间为争夺配偶而发生的直接竞争,即性内选择;以及通过求偶炫耀吸引异性的性间选择。性内选择往往让雄性变得强壮有力,格斗器官不断进化,如羚羊的角;性间选择会让雄性动物进化形成吸引异性的形态或者行为的特征,如鸟类色彩华丽的羽毛。

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
蓝孔雀绚丽的羽毛。图片:Marcelvan Kammen / Nis / Minden Pictures

成鸟绚丽的羽毛用性选择可以得到合理的解释,但是近些年学者研究发现,有一种美洲骨顶鸡(Fulican americana)的雏鸟羽色也是非常艳丽,其头顶、颈侧和嘴都是色彩鲜明的橙红色,与成鸟的灰黑色形成强烈的对比。

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
美洲骨顶鸡成鸟和雏鸟。图片:birdnote.org

这是一种性选择吗?

美洲骨顶鸡广泛分布于北美大陆,单配制,在繁殖期内,雄鸟和雌鸟共同保卫领域,共同孵化和育雏后代。雏鸟需要 5-6 周之后才能飞行,2 个月后独立生活。在此之前生存能力也弱,鲜艳的羽色容易受到天敌的捕食。

学者观察发现通常当成鸟发出警报时,雏鸟会赶紧把头部埋藏起来,显然靓丽的羽色对于雏鸟生存不利。并且这些羽色在 3 周的时候就会慢慢褪去,雏鸟 1 年之后才性成熟开始繁殖,这不符合性选择理论。

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
随着雏鸟长大,橙红色会褪去。图片:ThomasMarent / Minden Pictures

我们可能会想,对于雏鸟而言,自身无法获取足够的食物,也经常会因为食物发生强烈的竞争,所以雏鸟会有强烈的乞食行为。

那么,美洲骨顶鸡的艳丽的色彩是否是用来吸引亲鸟喂养自己?

加利福尼亚大学圣克鲁兹分校学者 Bruce Lyon 早在 1994 年开始关注美洲骨顶鸡。研究者把雏鸟分成两组,实验组雏鸟颜色变得暗淡,对照组雏鸟保留橙色的羽毛。

结果发现亲鸟倾向于多给艳丽羽毛的雏鸟喂食,获取食物多,长得快,存活率也高。

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
亲鸟倾向于给羽色艳丽的雏鸟喂食。图片:小叶叔叔

但艳丽羽毛真的是幼小的雏鸟“操控”父母给予喂食的伎俩吗?对于父母而言,同样都是能够传递着自己基因的后代,为什么要“偏心”呢?

Bruce Lyon 所在团队在 16 年之后进一步探索雏鸟的色彩华丽的谜底。以往研究发现美洲骨顶鸡是种内巢寄生鸟类,有高达 40%的巢内发现其他同种个体寄生卵,我们熟知的杜鹃是种间巢寄生,即寄生者和宿主属于不同物种。

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
芦莺(Acrocephalus scirpaceus)正在喂养大杜鹃(Cuculus canorus)的雏鸟。图片:Ton Dopp /Buiten-beeld / Minden Pictures

不管是种内还是种间寄生,寄生者的寄生和宿主的反寄生(防止被寄生)相互作用,促进双方的进化。

雌性美洲骨顶鸡能依据首枚卵出现的外部特征识别出寄生卵,通过将卵埋藏于巢材下面或移到不利的孵卵位置抵御 30%以上的寄生卵。寄生者通常选择宿主产下第 1~3 枚卵后就开始寄生,这样宿主不容易识别,可以提高寄生卵孵化成功率。最终还有很多寄生卵能够正常孵化,由宿主抚养。

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
哪一个才是“别人家娃”?图片:digital-images.net

是不是巢寄生的雏鸟长得鲜艳,可以引起宿主的注意,导致父母的偏心,让其多抚养寄生的后代呢?

作者对巢寄生和宿主的雏鸟颜色进行量化对比。结果发现,与预测相反,巢寄生相比宿主的雏鸟颜色反而更淡,巢寄生后代并没有从羽色上获得好处,因此巢寄生不会让雏鸟拥有艳丽的颜色。

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
●表示宿主雏鸟,△表示寄主雏鸟。纵坐标为颜色鲜艳度,横坐标为孵化日期。图片:Lyon and Shizuka 2020

那么究竟是什么原因呢?Bruce Lyon 团队进一步通过对比产卵顺序和羽色发现,羽色鲜艳是由产卵顺序决定,雏鸟出生越晚,颜色越鲜艳。

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
别人都是生着生着,没有墨了。图片:dy.163.com
雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
美洲骨顶鸡生着生着,更加鲜艳了。图片:小叶叔叔

美洲骨顶鸡鸟卵的雄性激素随着产卵顺序而降低,雄性激素会抑制卵黄内与羽色相关的类胡萝卜素分泌。后期的卵雄性激素低,类胡萝卜素高,直接导致晚出生的雏鸟羽色更加艳丽。

美洲骨顶鸡雏鸟无法控制色素,所以其羽色并不是为了“操纵”亲鸟喂食,而是雌性亲鸟产卵顺序决定的,是亲代的繁殖策略。

美洲骨顶鸡的窝卵数多为 9~10 枚,且异步孵化的鸟类,即一窝卵未产完就开始孵化,导致同窝雏鸟间个体大小有差异。

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
早期产卵的雏鸟先孵化出来。图片:lilesnet.com

亲鸟常常无法养活所有的后代,约有 50%的后代会饿死。亲鸟在育雏前期(10 天之内),对于所有雏鸟喂食没有差异,由于先孵化出来的后代个体大,竞争能力强,常常更容易抢得食物,存活率高,晚孵出的雏鸟常常因为无法获取足够食物饿死。

为了降低晚出生的雏鸟的死亡率,在育雏后期(10 天之后),亲鸟开始改变育雏策略,亲鸟驱赶年长的羽色暗淡个体,开始关注鲜艳的年幼个体,让其获取更多的食物,能够长得更快,保障年幼个体的存活。巢寄生的个体因为多数产于前期,其羽色也相对暗淡,也是由于产卵顺序决定的。

原来这一切都是父母的“阴谋”!

雏鸟为什么也长艳丽的羽毛?
都是阴谋。图片:Wikimedia

参考文献:

Lyon, B. E., J. M. Eadie, and L. D. Hamilton. 1994. Parental choice selects for ornamental plumage in American coot chicks. Nature 371:240-243.

Shizuka, D., and B. E. Lyon. 2013. Family dynamics through time: brood reduction followed by parental compensation with aggressionand favouritism. Ecology Letters 16:315-322.

Lyon, B. E., and D. Shizuka. 2020. Extreme offspringornamentation in American coots is favored by selection within families, not benefits to conspecific brood parasites. Proceedings of the National Academy of Sciences 117:2056-2064.

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