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  • 为何两个雄性会一同去求偶?它们究竟是什么关系?

    本文来自微信民众号:一席(ID:yixiclub),原标题《为何这两个雄性会一同去求偶?它们究竟是什么关联?是友情吗?》,作者:刘阳(中山大学生态学院副教授,中国动物学会鸟类学分会理事)

    做完这个研讨今后我就想,为何在动物当中,许多时刻少数的雄性可以取得雌性的芳心?它们究竟是依靠着什么样的妙技呢?雌性又是靠什么来判别雄性,猎取抱负的配头呢?

    人人好,我叫刘阳,是中山大学生命科学学院的动物学先生,也是狂热的观鸟爱好者。

    天下上一共有一万种鸟类,假如天天熟悉一种,须要30年的时候熟悉一切鸟类。如今我已记录了天下上约莫30%的鸟类。

    为何两个雄性会一同去求偶?它们究竟是什么关系?插图

    我是怎样走入鸟类研讨的呢?我读硕士时期,在河南信阳的董寨天然庇护区研讨如许一种鸟。它的名字叫白冠长尾雉。这类鸟迥殊的处所是它有一个长长的尾羽,听说最长可以到达两米多长。

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    ▲ 白冠长尾雉

    本地人会把白冠长尾雉的尾羽网络起来,做成京剧花旦的头饰。

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    白冠长尾雉这个姿态是在干什么呢?它是在展现它的尾羽。它的翅膀也会发出一些声响,用来求偶。我的硕士论文就是研讨白冠长尾雉的求偶行动。怎样研讨呢?抓到鸟今后,我们先给它套上一个发射装配。

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    然后用天线去接收信号,来肯定这个鸟它究竟在哪儿。

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    在春季,白冠长尾雉不仅要展现本身,它还要占有一个范畴。所谓“范畴”,在生物学上是指鸟类求偶的时刻所运用的场地。

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    ▲ 虚线圆圈:白冠长尾雉的范畴

    在我的研讨里,我发明了一个异常有意义的征象就是:在同一个范畴里,涌现了两只雄性白冠长尾雉。

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    ▲ 两只雄性白冠长尾雉一同求偶

    我们平常以为,范畴上一般只要一只雄性个别,所谓“一山不容二虎”。但在我研讨的这个范畴上,为何会有两只雄性一同运动呢?

    厥后我视察发明,确确实实这两只雄性白冠长尾雉会一同去求偶。所以我就想,为何两个雄性会一同运动?它们之间究竟是什么关联呢?是友情吗?

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    要想回覆如许的问题,我们须要网络它们的羽毛或许DNA样本,然后用测DNA的要领来肯定它们的关联。很遗憾,当时我没有这个前提,也没有这个时机来诠释这类征象。

    厥后我去了瑞典,在乌普萨拉大学研讨如许一种鸟,叫做黑琴鸡。左侧这只是雄性黑琴鸡。

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    ▲ 左:雄性黑琴鸡 / 右:雌性黑琴鸡

    为何叫黑琴鸡呢?因为雄性黑琴鸡外侧的尾羽向外翻转,看起来就像一把西洋古琴一样。雌性就显得比较昏暗,它用如许一种羽色来庇护本身,逃走天敌的捕猎。

    我视察的黑琴鸡有如许一种行动,叫做“大众求偶场”(Lek,后用于指代只身汉的聚首)。我们可以看到在林间的旷地,有四十只以至是上百只雄性黑琴鸡群集在这个处所,翩翩起舞。

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    ▲ 黑琴鸡的大众求偶场

    这个时刻雌性在哪儿呢?雌性就躲在四周的树上看这些雄性的扮演。

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    我们可以给人人看一下它们求偶的画面。

    雄性之间有如许一种典礼化的争斗。

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    我们可以看到,它的尾羽确实是像一个古琴一样。它头上的赤色彩是胀起来的皮肤。

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    在这个求偶场当中,雄性的位置是不一样的,有的居于求偶场的中心,有的在求偶场的边沿。我导师的研讨发明,在求偶场中,居于中心位置的雄性只要少数的10%到20%,它们大概取得80%的雌性的交配时机。

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    ▲ Lek中心的雄性黑琴鸡取得更多交配时机 Modified from Starr & Taggart 1992

    为何会涌现如许一种状况呢?我的导师和他的团队做了一系列试验,包含在求偶场上安排一些模子,视察雄性跟雌性交配的偏好。

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    末了他得出了一个异常风趣的结论:雌性之间会互相进修择偶偏好;假如一只雌性与某只雄性交配了今后,许多雌性都邑跟一样一只雄性交配,也就是“强者恒强”的原理。

    我和我的同事又网络了求偶场上一些黑琴鸡的羽毛,发明了别的一个有意义的效果:这些取得交配时机的雄性之间另有亲缘关联,它们或许是亲兄弟,或许是表兄弟,也就是所谓的“肥水不流外人田”。

    在举行完这个研讨今后我就想,为何在动物当中,许多时刻少数的雄性可以取得雌性的芳心?它们究竟是依靠着什么样的妙技呢?雌性又是靠什么来判别雄性,猎取抱负的配头呢?

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    我们晓得达尔文在他的《物种劈头》这本书当中,解答了to be or not to be的问题。达尔文在今后出书的《人类的由来及性挑选》这本书中,议论了生物的求偶问题。达尔文以为,生物的求偶,失利的合作者它们并非死掉,而是后代变少或许没有后代,也就是说它们不能有效地把本身的基因传递给后代。

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    ▲ 达尔文及其《人类的由来及性挑选》

    达尔文在这本书中还提出了一个关于配头挑选的理论。在配头挑选这个理论中,我们重要体贴的问题是:雄性究竟是经由历程哪一种求偶体式格局获得雌性的呢?

    人人大概已猜到一些了,第一种是什么?打斗。比方说象海豹,两只象海豹用它们庞大的身材互相碰撞,胜利者可以取得许多雌性的交配。

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    ▲ 象海豹

    有蹄类的鹿类,比方说黇鹿,它们的雄性之间经由历程用大的角互相争斗来夺得交配权。

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    ▲ 黇鹿

    除了这类光秃秃的争斗以外,另有什么其他的体式格局呢?投喂。这类鸟叫做白额燕鸥,在我的研讨地广东沿海可以看到。在求偶期的时刻,雄性会抓一些小鱼来投喂给雌性,这是雌性喜好的食品。

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    ▲ 白额燕鸥

    投喂招数不灵的话还可以干嘛?还可以“送房”。这是澳洲的缎蓝花匠鸟。它会制作如许一个“建筑物”,还会在这个“建筑物”四周网络一些蓝色的,比方说果实、花朵等作为装潢。

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    ▲ 缎蓝花匠鸟

    另有一种最血淋淋的体式格局,就是献祭。像螳螂,另有一些蜘蛛,它们的雄性在交配今后情愿成为雌性的食品。重如果因为雌性在产卵的历程当中须要大批的蛋白质。

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    ▲ 螳螂

    从上面这些例子中,我们晓得雄性怎样去谄谀雌性。那末雌性又是靠什么来拔取抱负的配头呢?

    雌性许多都是“颜值控”。鸟类中有许多异常美丽的品种,比方这只天堂鸟。我们可以看到它的尾羽,另有上面的一些装潢性的羽毛异常绮丽。

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    ▲ 天堂鸟

    本地的巴布亚几内亚土著人会用如许的羽毛来装潢他们的头饰。

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    另有一些鸟是“声控”,它们偏好异常复杂和动听的啼声。比方说这只金胸歌鸲,重要散布在我们国度的四川。

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    ▲ 金胸歌鸲

    它的雄性可以唱出异常异常复杂的歌声。

    你们大概听不出来,但我的耳朵能听出来,这里边不光有它本身的啼声,它还模仿了它的范畴当中其他4到5种的鸟类啼声。鸟类为何会模仿其他鸟类的啼声呢?这大概是因为,雄性作为一个歌手,它会经由历程唱更多的曲目来媚谄异性。

    我们晓得大多数鸟类是用气管来发声的。然则有些鸟类还可以用身材的其他部位来发声。

    这类鸟叫做梅花翅娇鹟,这个声响是怎样发出来的呢?

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    ▲ 梅花翅娇鹟

    科学家对它的羽毛构造举行了研讨。我们可以看到它靠近身材的羽毛,就是第五枚和第五枚的次级飞羽有异常特别的构造。假如仔细看,第六枚飞羽上有一些崛起,而第五枚飞羽上面有一种毛刷的构造。

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    ▲ 梅花翅娇鹟的羽毛构造

    这个就彷佛是小提琴的琴弓和琴弦,假如疾速地磨擦,就会发出这类高频的声响。假如我们用动画来模仿,就是如许一种发声机制。

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    ▲ Bostwick et al 2009

    除了声响以外,鸟类固然还会用跳舞来吸收异性,比方说燕尾娇鹟。

    有四只雄性一同来吸收雌性,它们在雌性眼前高低翻飞,把雌性看得有点头昏眼花了。

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    雌性该怎样做出挑选呢?彷佛它还没有打定主意。

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    倏忽有一只雄性跳了出来,这大概就是取得了雌性芳心的雄鸟。

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    它跳到雌性的背上完成了交配。

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    鸟类喜好它配头的颜值、歌声,另有跳舞,那末智商会不会是鸟类雌性挑选雄性的一个规范呢?中科院动物研讨所的研讨人员客岁宣布了一个异常有意义的研讨。

    这个研讨是把鹦鹉放在一个有三个房间的笼子里边,中心的笼子里是一只雌性的鹦鹉。它大概最初有一个挑选,挑选一个颜值还不错的雄性作为它的对象。

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    ▲ Chen et al. 2019 Science

    研讨者给没有取得交配的雄性“失利者”做了特别的练习,教它们翻开贮藏食品的盒子的如许一种妙技。

    经由一个礼拜的特训今后,底本失利的这个组的一些雄性鹦鹉,再展现给雌性它们新学到的这项特别妙技的时刻,雌性的挑选就转变了,它们挑选这些能解决问题的雄性为伴。

    所以这现实上是一个异常胜利的靠智力去逆袭的爱情故事。

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    那末在交配今后,鸟类要干什么呢?要构成家庭。我们晓得,鸟类的家庭实在跟人类的家庭有许多相似之处,比方说许多鸟类的家庭都是一夫一妻制的。

    人人大概有如许的印象:在鸟类当中,平常雄性长得美丽、雌性长得昏暗的鸟类,每每都是一夫多妻制。而这类雌性跟雄性长得差不多的鸟类,现实上是一夫一妻制。

    没错,比方说信天翁这类鸟,

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    ▲ 信天翁

    它的雄性和雌性的寿命异常地长,除非一方的配头不测殒命,不然它们的配头关联会一向维持下去;它们还会一同照应它们的后代。这类征象也被以为异常地广泛。

    再比方这类雄性和雌性长得很像的雀形目鸟类——发冠卷尾。这也是我们的一个研讨对象。它属于单配制,也就是一夫一妻制的家庭。

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    ▲ 发冠卷尾

    然则当我们用DNA审定的体式格局,给它们巢内里的小鸟做亲子审定,我们发明,在单配制的鸟类后代当中,也涌现了婚外配的后代。这个发冠卷尾的巢内里有10%的个别来自于其他雄性。

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    ▲ 单配制的家庭内里存在偷情征象。Lv et al. 2019

    那这些雄性是谁呢?我们把巢四周的其他雄性都做了亲子审定,发明这些后代来自于“近邻老王”。

    为何雌性会涌现这类“偷情”的征象呢?如今的一些理论以为,经由历程如许的行动,雌性大概取得了一些分外的遗传上的优点,或许雄性照应(雌性及后代)的优点。实在这类偷情征象在鸟类中是比较广泛的。

    人人可以看这幅舆图,上面的小点代表已宣布过的研讨。

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    ▲ 鸟类偷情案例研讨的天下散布图。Brouwer & Griffith 2019

    经由历程这类DNA判别手艺我们发明,在这类传统的一夫一妻制家庭中,实在许多鸟类都存在相称频仍的偷情的征象。

    我们下面来看一夫多妻制。这个人人就比较轻易理解了。比方家鸡。

    像本身有一个后宫一样,身旁有许多许多的雌性,它们的后代都是这只雄性个别的后代。

    除此以外,鸟类当中另有一种异常稀有的征象,就是一妻多夫制。这个物种叫做彩鹬。平常来讲,彩鹬的雄性比较美丽,雌性比较昏暗。在这张图中,下面这只是雌性,上面的是雄性。

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    ▲ 上:雄性彩鹬;下:雌性彩鹬

    彩鹬这类鸟异常地新鲜。雌性之间会互相争风吃醋来合作雄性,雄性则零丁照应它们的后代。

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    ▲ 照应后代的雄性彩鹬

    固然鸟类当中另有一些其他的奇葩交配轨制,比方说多夫多妻制的家庭。

    并非一切鸟类都邑照应本身的后代,比方说像大杜鹃鸟。人人大概都听说过杜鹃本身不做巢,而是把卵产在别的鸟的巢里边。所以某种意义上来讲,它并不本身照应本身的亲生骨肉。

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    ▲ 大杜鹃

    另有一种鸟叫做冢雉,散布在东南亚的一些岛屿上。冢雉它会直接把卵产在沙岸上面,靠沙子的温度来孵化它的后代。

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    ▲ 冢雉

    从我到中山大学事情今后,我的研讨对象是一种叫做环颈鸻的小鸟。这类鸟重如果在沿海和内陆的湿地上运动。这是一只美丽的雄性环颈鸻,我们可以看到它的头顶有着艳丽的色彩。

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    ▲ 环颈鸻

    我们的研讨所在除了在广东湛江的沿海,另有河北的渤海湾、海拔3500米的青海湖。

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    我们是怎样研讨环颈鸻的呢?起首我们要捕捉到环颈鸻,给它们举行标记。

    我们在研讨的历程当中发明,环颈鸻有一个迥殊有意义的“诈伤”行动。假如你走近一个鸟巢,正在孵卵的环颈鸻会倏忽紧张起来,然后它会脱离本身的巢,

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    趴在地面上发抖本身的翅膀,似乎是在通知它的天敌“我受伤了”,引诱天敌把目标针对本身。

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    这类行动可以协助它引开天敌。但也恰是依据它的这个行动,我们大抵推断出了它的巢的位置。

    我的研讨所在在高海拔的青藏高原。6月份,早晨翻开窗户,地面上已有积雪了,这个时刻是异常严寒的。我们把一些探头放在它们的巢里边。赤色的这条线代表环境的温度。即便是在6月份的早晨,温度也低于10度,有时刻以至靠近0度。

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    环颈鸻的鸟巢里的温度是多少呢?人人可以看这条蓝色的线,基本上是在35度高低,这是最适于鸟类孵化的温度。

    人人大概发明了,代表巢内温度的蓝线有一些波动。这些波动代表什么呢?这个时刻大概正在孵卵的环颈鸻起家去寻食,或许去轻易一下,今后会很快再回到巢里边。

    我们的研讨发明了一个异常风趣的征象,就是雌性和雄性的环颈鸻在孵卵时有着严厉的分工:爸爸在严寒的晚上孵卵,妈妈在白昼孵卵。

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    ▲ 左:雄性环颈鸻夜晚孵卵  右:雌性环颈鸻白昼孵卵

    我们想个中的缘由并非雄性特地挑如许的生境,而是因为雄性长得比较美丽,大概在晚上孵卵可以防备本身被天敌捕食。

    假如我们把核心放到湛江的沿海,在6月份的时刻,那边地面的温度异常地高。这条红线代表环境的温度,我们可以看到,太阳直射的话,地面温度可以到达快要60度。

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    60度是什么观点?假如你把一个像鹌鹑蛋这么大的很小的环颈鸻蛋放在60度的地面上,没过多久它就烤熟了。然则我们再看看它巢内的现实温度是多少?依然是在35度高低。

    环颈鸻是怎样给它的鸟蛋降温的呢?我们可以看一段录相。

    人人可以注重一下,这个环颈鸻它孵卵的时刻,腹部为何是湿的呢?本来这是环颈鸻用来给鸟蛋降温的要领:它会先跑到海边去洗一个冷水澡,然后它用湿润的腹部趴在鸟蛋上,给本身的鸟蛋降温。

    适才这个研讨也暗示我们,气温实在迥殊影响了环颈鸻育雏的行动。我和许多研讨环颈鸻的合作者一同,对天下上六大州36个鸻类的种群举行研讨。

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      ▲ Vincze et al. 2017

    我们的研讨展现,在一些温度波动异常大,比方极寒或许极热温度的区域,环颈鸻的双亲在孵卵上的投入就会加大。我们发明这类鸟类在孵化今后,它的后代——环颈鸻的幼鸟大概可以本身运动、本身寻食,有的时刻它也须要父母的照应。

    我们拍到如许一张很新鲜的照片,人人看看这是什么?

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    人人仔细看,这些现实上是环颈鸻幼鸟的脚。假如是在异常严寒的时刻,这些环颈鸻会躲在父母暖和的羽翼下。

    跟着环颈鸻逐步长大,我们发明它的家庭也逐步发生了变化:终究雄性会一向保卫在小环颈鸻的四周,然则雌性的环颈鸻倏忽不见了。因而我们就要问:妈妈去哪了呢?

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    ▲ 跟着幼鸟的生长,妈妈投入照顾的时候越来越少。Székely & Lessells 1993

    本来妈妈仳离了。

    在鸟类学中,我们确实是把这类雌性脱离的行动叫做“仳离”的行动。仳离今后雌性的环颈鸻去哪了呢?雌性又再婚了。没错,雌性的环颈鸻又去找了一只雄性,入手下手了新的一段的滋生历程。

    在我们研讨的环颈鸻的种群中,环颈鸻种群的成年性别的比例大概是6:1,也就是在这个种群当中雄性更多。很有意义的是,我们也对方才诞生的这些小环颈鸻做了性别审定,发明小的环颈鸻的性别比例靠近于1:1。

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    ▲ 环颈鸻的诞生性别比靠近1:1

    这也就是说,到了成年今后,雌性倏忽变少了,它的四周大概有许多是只身的雄性。连系适才我讲的,小环颈鸻大概就不须要父母太多的投入,因而环颈鸻的妈妈就去寻觅新的滋生时机了。

    从适才这些例子当中,我们晓得地球上的天气、温度,大概会影响鸟类的滋生。的的确确,在人类的影响下,我们如今的地球正在逐步变暖。

    鸟类的滋生周期实在与物候的周期是符合的。当气温变暖的时刻,鸟类入手下手滋生。鸟类滋生历程当中,大概环境中有许多虫子可以作为鸟类的食品。

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    ▲ Stenseth & Mysterud 2009

    假如环境在变化,而鸟类的滋生周期跟不上环境的变化,那末它的后代就有大概会受饿。所以实在鸟类是对环境变化异常敏感的物种。

    我们本身的研讨是研讨澳大利亚一种叫做华美细尾鹩莺的鸟类的滋生周期。经由历程统计30年的数据,我们发明它滋生入手下手和滋生完毕的时候,是跟环境的温度、另有降水这些要素严密关联的。一旦环境转变,它也会做出响应的调解,而且它滋生后代的胜利率也会受到影响。

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    ▲ 华美细尾鹩莺滋生期的温度、降水影响其滋生胜利率。Lv et al. 2020

    除了工资运动致使天气逐步变暖以外,人类的运动也在影响着鸟类的滋生环境。前面我们讲到了缎蓝花匠鸟的例子。科学家经由研讨发明,这类缎蓝花匠鸟在制作一个特别的鸟巢构造的时刻,会去叼一些像蓝色的瓶盖、蓝色的吸管这些我们人类抛弃的垃圾。

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    ▲ 缎蓝花匠鸟

    除了这类筑巢行动以外,我们晓得,在我们寓居的都市当中也有许多的都市噪音。都市的噪音会不会对这些倾向于“声控”的鸟类求偶行动产生影响呢?

    我们在珠三角差别大小的都市、差别噪音背景的都市,录制了鹊鸲的鸣声。

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    假如是在噪音背景迥殊强(噪音迥殊大)的环境中,鹊鸲会进步本身鸣叫的最低频次。

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    升高最低频次的目标是什么呢?它现实上是捐躯了本身鸣声的音色,用高频的声响穿透环境的噪音,然后让它的火伴听到本身的鸣唱声。

    就在这个礼拜,我看到在美国加州旧金山的湾区有一个相似的研讨。这类鸟叫做白冠带鹀,它在环境噪音的背景之下所表现的顺应行动,跟我们的鹊鸲异常像。

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    ▲ Derryberry et al. 2020

    然则在本年,因为新冠疫情形成的居家和禁足,人类减少了运动,使得这个区域环境背景中的噪音也减少了。因而白冠带鹀很快又把本身求偶的鸣啼声,调回了之前那种比较响亮、比较动听的声响。

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    ▲ Derryberry et al. 2020

    这个例子也通知我们,实在鸟类对环境变化的转变顺应得异常快。关于鸟类滋生来讲,都市不只要许多不利的要素,也有许多有益的要素。我本身对广州城中村的燕子的研讨也发明,实在人类也能为燕子供应造巢的环境。

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    比拟于野生环境,比方农村里的燕子,都市里的燕子虽然体重异常轻,但却取得了没有天敌捕猎的很好的环境,也能到达很高的滋生胜利率。

    我以为鸟类给我们展现了许多奇趣的行动,包含它们新颖的求偶体式格局。视察和研讨鸟类,让人领略到天然之美。我的这些研讨的效果,实在也能协助我们相识地球生命繁衍和生息的平常规律。我想这就是我痴迷于鸟类研讨的缘由吧。

    好,感谢人人。

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