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“湿父湿母”影响鸟蛋壳演化

(译/红色皇后)下一回做鸡蛋卷的时候,记得多看一眼你打破的蛋壳。为了保护里面的雏鸟,蛋壳的结构不仅包含坚固的钙质,还提供了必要的气体进出的渠道。“鸟蛋是一种复杂的‘生物陶瓷’(bioceramic)”,英国皇家兽医学院的斯蒂文·泼提格(Steven Portugal)说。蛋壳的结构能够教会我们一些影响生物多样性的因素。泼提格和他来自各国的同事们说明,鸟蛋孵化的环境各有不同——有洞穴也有悬崖,有高树上也有地面上——鸟爸鸟妈的生活方式从半水栖到几乎终生飞在空中,许多种情况都可能影响到通过蛋壳的水蒸气。但我们尚不了解,这些因素对我们今天看到的蛋壳的进化,有什么样的影响。泼提格和他的团队,希望找到影响现代英国鸟蛋壳进化的因素。

各种不同的鸟蛋。图片:shutterstock.com

研究团队并没有出发去找野鸟,而是来到了英国自然历史博物馆(Natural History Museum),这里可以找到超过150种鸟的蛋壳——从普通椋鸟(Sturnus vulgaris)到松鸡(Tetrao urogallus)——来研究它们失去水蒸气的效率。在一个小试管里装上200微升的水,顶端封上一片蛋壳,这样就可以测量因蒸发而导致的水分流失。他们解释说,在自然环境下,不同种的鸟蛋水分流失的速率差不多;但是,“只有在实验室里,才能揭示出不同蛋壳适应性结构的明显差异。”然后,团队收集了关于鸟父母生活方式的大量资料——繁殖范围,巢的形状,食谱,栖息地,鸟爸鸟妈什么时候会羽毛湿漉漉地回来孵蛋——随后,他们建起了一个包括所有鸟种的家族树(family tree),用以调查,是哪些因素对失水的影响最大。

实验所涉及鸟类的种群发生关系。蓝线标出的就是那些“湿父湿母”。图片:参考文献1

研究完成后,他们惊讶地发现,那些他们认为应该会影响蛋壳失水的因素,其实并无效果。“我们曾经认为,蛋的大小和发育模式,是控制气体交换的主要因素,实际这是错误的。”那些由湿漉漉的父母孵化的蛋,比起干燥的父母孵化的蛋,湿父母的蛋失水率更高。这一特性或许可以作为在潮湿环境的补偿,以保证鸟蛋在孵化过程中,维持最佳的失水速率。同样,如果蛋在狭窄潮湿的环境下孵化,比如杯子形的鸟巢里,洞穴里,相比在开阔空间,比如地上和裂缝上孵化的蛋,失水的速率更高。

研究团队得出的结论是:“把这些事实放在一起,通过比较得到的数据说明,鸟蛋壳的气体交换能力,因物种而有很大不同,这一特征是演化而来的。父母行为和筑巢行为,导致生态与物理环境差异,而这些差异又导致了鸟蛋的不同。”(编辑:老猫)

参考文献

  1. Portugal SJ et al (2014). Nesting behaviour influences species-specific gas exchange across avian eggshells. J. Exp. Biol. 217:3326-3332 doi:10.1242/jeb.113324
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发布于2014-09-17, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Kathryn Knight

《实验生物学杂志》新闻与观点编辑

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