Broad scale environmental conditions, not urbanisation, explain geographic variation in great tit feather microstructure
这项研究表明,大山雀羽毛微结构的地理差异主要是由海拔和 UV-B 辐射等广尺度环境因素驱动的,而非城市化或温度。
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鸟类将羽毛当作一件多功能的套装,提供温暖、防晒以及抵御雨水的防水屏障。由于这些羽毛是由蛋白质组成的,并且每年都必须从头开始生长,因此对鸟类的身体而言,这个过程是非常昂贵的。如果一只鸟难以找到食物或承受过大的压力,其新羽毛的质量就会受到影响。科学家们长期以来一直怀疑,居住在城市中可能是其中的压力源之一。城市通常比乡村更热、更吵闹、更脏,而且提供的食物类型也不同。研究人员已经观察到,城市中的鸟类有时会拥有与乡村亲戚不同的颜色,或者唱出不同的歌曲。但直到现在,还没有人知道它们的羽毛微观结构是否也会发生变化以适应城市生活。
一个研究小组着手通过观察大山雀(一种遍布欧洲的小型常见鸟类)来回答这个问题。他们想看看生活在城市的鸟类长出的羽毛,其内部结构是否与生活在野外的鸟类有所不同。为此,他们前往了欧洲五个不同的地点对,每对地点由一个城市和一个附近的乡村地区组成。他们总共捕捉了208只鸟,包括幼鸟和成年鸟,分布范围从南部的里斯本到北部的马尔默。对于每一只鸟,他们都小心地拔取了八根胸部羽毛并将其储存起来以备后续研究。回到实验室后,他们使用显微镜和计算机软件来计数构成羽毛的微小毛状分支,即羽小枝。这些分支至关重要,因为它们帮助羽毛锁在一起,使鸟类保持温暖和干燥。研究人员测量了特定长度的羽毛中存在多少个这些微小的分支,从而得到了羽毛密度的精确数值。
该团队曾预期会发现城市中的鸟类拥有质量较差的羽毛,例如由于城市生活的压力导致这些微小分支较少。然而,当他们将城市鸟类与乡村鸟类进行比较时,却发现两者完全没有差异。无论鸟类生活在繁忙的城市还是安静的森林,其羽毛的构造都是一样的。即使在分别查看五个城市时,这一结果依然成立。城市环境本身会迫使羽毛结构发生变化的观点并未得到数据的支持。研究人员还检查了所在地的温度是否起作用,认为寒冷地区的鸟类可能会生长出更密的羽毛以获得额外的温暖。他们发现,温度也无法解释他们所看到的差异。
相反,羽毛结构最大的差异与鸟类在地图上的地理位置有关,特别是它们的海拔高度和接收到的紫外线量。生活在高海拔地区的鸟类,其羽毛拥有更多那些微小的、保护性的分支。研究人员发现,这种模式并非因为寒冷,而很可能是因为阳光。在高海拔地区,空气更稀薄,这意味着阳光的紫外线更加强烈。研究表明,在这些高海拔、高辐射环境下生长羽毛的鸟类,正在构建更致密、更坚固的结构,以保护自己免受阳光有害射线的影响。虽然城市可能会改变鸟类的鸣叫声或颜色,但它似乎并未改变其羽毛的基础工程设计。自然的力量(如阳光和海拔)似乎是比城市世界的混凝土和交通更强大的羽毛设计驱动力。
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