熱帶鳥類為何比起溫帶鳥類更多彩多姿？

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你有沒有發現，熱帶地區的鳥兒總是比其他地方的更繽紛多彩？如果你住在遠離赤道的地方，大多數鳥類顏色可能相對單調，而越接近熱帶，鳥類的羽毛顏色就越鮮豔。這背後的秘密終於被科學家揭開了！

芝加哥Field Museum的研究科學家Chad Eliason帶領的團隊進行了一項有趣的研究，他們建立了一個包含9409種鳥類的龐大數據庫，並在《自然生態與演化》期刊上發表了他們的發現。他們想知道，這些絢麗的羽毛是怎麼出現的，是否真的是在熱帶演化出來的。

研究顯示，色彩斑斕的羽毛在鳥類生命樹中出現了415次，而且大多數是在熱帶地區之外出現的。更有趣的是，現代所有鳥類的祖先很可能也擁有絢麗的羽毛。

「數十年來，科學家們一直假設熱帶地區的鳥類更鮮豔，」Eliason說。「我們想找到這些顏色是如何出現的，又是如何在鳥類家族演化樹上傳播的。」

動物的顏色主要通過兩種方式產生：「色素」和「結構」。細胞會產生色素，如負責黑色和棕色的黑色素；而結構色則來自光在細胞結構不同排列方式上的反射。虹彩色（比如孔雀羽毛上的變色光澤）就是結構色的一個例子。熱帶鳥類的色彩來自色素和結構色的結合，而Eliason的工作主要關注結構色。



以色素為基礎（非結構性）的數量最多



圖展示了研究人員如何評估鳥類羽毛顏色的數據來源和結果。
上半部分顯示了從不同來源（照片和插圖、博物館標本、已發表的數據集）中收集的評分事件數量。
主要有三種類型的羽毛顏色：非結構性或色素基礎顏色（藍色）、虹彩結構性顏色（粉色）、非虹彩結構性顏色（黃色）。
最多的評分事件來自照片和插圖資料（HBW），其中非結構性或色素基礎顏色的數量最多。
圖／《自然生態與演化》


研究團隊梳理了9409種鳥類的照片、視頻，甚至科學插圖，追蹤哪些鳥類擁有虹彩羽毛，並記錄這些鳥類的分佈地點。然後，他們將鳥類顏色和分佈的數據與基於DNA的鳥類家族樹結合，通過建模系統推斷虹彩色的起源和傳播。「基本上，我們做了很多數學運算，」Eliason說。

模型顯示，現代色彩斑斕的鳥類大多數來自熱帶以外地區，然後遷移到熱帶並演化出更多不同的物種。更令人驚訝的是，所有現代鳥類的共同祖先——Neornithes（新鳥亞綱），在8000萬年前很可能就擁有虹彩羽毛。

「得知所有鳥類的祖先狀態是虹彩色，真是讓人興奮，」Eliason說。「我們以前通過研究化石羽毛和保留下來的色素生成結構，發現過虹彩色的鳥類和其他有羽毛的恐龍。因此，我們知道在白堊紀就已經存在虹彩羽毛——這些化石支持了我們模型的觀點，即所有現代鳥類的祖先也是虹彩色的。」

這一發現對古生物學有重要意義。「我們可能會在化石記錄中發現更多的虹彩羽毛，因為我們現在知道該怎麼找了，」Eliason說。

雖然這項新研究揭示了虹彩色如何在數百萬年中傳播，但仍有一些大問題未解答。「我們仍然不知道虹彩色為什麼會演化，」Eliason說。「虹彩羽毛可以用來吸引配偶，但它與鳥類生活的其他方面也有關係。了解為什麼熱帶有這麼多虹彩鳥類，或許能幫助我們理解虹彩色演化的原因。」



資料來源 : 明日科學
https://tomorrowsci.com/globalnews/20240729_01/