環境與生態

鳥巢也會演化

一次暑期實習機會,讓懷抱科學研究憧憬的大學生一頭栽入鳥巢的世界,跟著生態學家以電腦模擬探索鳥巢如何推動鳥類演化。

撰文/方怡婷、繪圖/林家蔚

環境與生態

鳥巢也會演化

一次暑期實習機會,讓懷抱科學研究憧憬的大學生一頭栽入鳥巢的世界,跟著生態學家以電腦模擬探索鳥巢如何推動鳥類演化。

撰文/方怡婷、繪圖/林家蔚


記得小時候,每到燕子忙碌來回穿梭的春夏時節,我最喜歡恬靜站在台北的騎樓下,緊盯著一個個黏附在外廊牆上的泥製小杯子,裡頭裝著嗷嗷待哺的燕子寶寶總是張大著嘴等待燕子爸媽覓食歸來。大學時我輾轉到了台中唸書,走在街道上偶然抬頭,竟發現燕子的巢換了造型,成了一個個黏於騎樓天花板的封閉泥質圓球,有些還加了一條長長的隧道。我心想,難道燕子也會順應風土民情而改變建築風格?查閱資料才知道,原來在台灣北部繁殖的燕子多為家燕(Hirundo rustica),在中南部則多為赤腰燕(Cecropis striolata),而這兩種燕子的巢形本就不同。


這不禁令我十分好奇,為何同種的鳥會築相同造形的巢,不同種的鳥所築的巢卻可能截然不同?此外,鳥巢的相異程度是否透露了鳥類的親緣關係?


築巢是生存大學問


因緣際會,2016年夏天我來到中央研究院生物多樣性研究中心助研究員洪志銘的實驗室實習。洪志銘老師主要的研究方向是透過分子技術了解鳥類的生態適應及親緣演化史,而隔壁實驗室的端木茂甯老師則擅長巨觀生態學與生物多樣性領域。當時我雖對鳥類演化感興趣,但不太擅長小尺度的分子生物研究,因此偏好進入端木老師的實驗室學習大尺度的生態學。


然而,我在志願序的安排下進到了洪老師實驗室,很幸運的是,洪老師分配給我的題目十分符合我的興趣,也就是鳥巢演化研究。洪老師一直對鳥巢相當著迷,那時他正與端木老師在構思一個有趣又帶點天馬行空的研究:從鳥巢的各種特徵去了解鳥巢的演化史。這項研究的主題讓我眼睛為之一亮,更令我雀躍的是,還能一償宿願與端木老師合作,真是多個願望一次滿足!


鳥巢最顯而易見的功用是保護蛋與雛鳥,免於受天敵或惡劣天氣所傷害。鳥巢的功用其實沒那麼簡單!許多脊椎動物會下蛋,但除了鳥類,絕大多數都不會孵蛋及築巢。鳥類學家推測,幾乎所有鳥類都會築巢的原因,就是鳥巢能幫助孵蛋。鳥以本身的體溫維持蛋內胚胎發育所需的溫度,而巢是最佳的孵蛋場所,因為親鳥能如同鍋蓋一般,蓋在類似鍋子的巢上,有效保持孵蛋所需的溫度,並調控巢中的微氣候。


但若要有效保護雛鳥,巢的構築還有許多要注意的地方。例如鳥會選擇較為隱秘的築巢地點,以減低蛋與雛鳥被天敵掠食的風險。另外,有些鳥類會在巢中添加新鮮葉子,鳥類學家認為,這些葉子就如人們利用天然植物萃取物製造的驅蟲劑一般,能夠減少巢中雛鳥遭受寄生蟲侵害的機會。研究顯示,有些在都市繁殖的鳥甚至會叼取菸屁股塞進牠們的巢中,利用菸草驅逐巢內寄生蟲。


築巢行為也是部份鳥類的求偶工具之一。多數鳥類在交配後才開始築巢,可能由單親、雙親甚至透過群體合作進行築巢行為。有些鳥種例如歐亞攀雀,則是公鳥先找到適合的築巢地點並築好巢,以吸引母鳥與之交配;甚至有些鳥種例如鷦鷯,公鳥會多築幾個巢以得到更多母鳥的青睞,就像有些人有了房子才能娶老婆,當擁有更多房子,說不定就組起後宮來了。


鳥巢的位置或建築方式(參見84~85頁),皆與交配機會或雛鳥的存活息息相關。擁有較好築巢技術並能找到妥善築巢位置的鳥,越容易繁衍後代,使得鳥巢成為鳥類的重要特徵之一,也可能驅動著鳥類的演化。


第一次與洪老師和端木老師進行討論之後,我才知道鳥巢原來是千變萬化,看似簡單的鳥巢其實具有多面向的特徵,若把鳥巢視為單一特徵來研究,可能會錯失不同面向的關係與變化,無法詳盡且正確地剖析鳥巢的演化史。因此,當我們開始著手研究鳥巢特徵,便選定從結構、位置、附著方式這三個面向分別切入。......