鳥巢結構和演化有關!21歲女大生「研究8000鳥巢」登頂尖期刊

統整世界8000多種鳥巢的外型結構所在位置、附着方式特徵,年僅21歲的中興大學學生方怡婷論文登上《自然通訊》 (Nature Communications)。(圖/中研院提供)

實習記者袁茵/採訪報導

你有留意過鳥巢的形狀嗎?由中研院多樣中心研究洪志銘端木茂寧帶領中興大學生命科學系大學生方怡婷,研究了世界上8000多種鳥巢的外形結構、所在位置和附着方式等特徵,並且發現鳥巢演化史和鳥的演化大有關聯,相關研究成果還於日前登上國際頂尖學術期刊《自然通訊》 (Nature Communications),成爲臺灣之光。

研究顯示,鳥類演化關係越近,巢的結構越相像。可能是由於鳥巢結構大部分受鳥的先天能力(即基因)所影響築巢位置則容易受外在環境壓力影響,例如種間或種內的競爭,或是捕食壓力,因此,築巢位置的選擇與演化較無相關,即使是同一鳥種,築巢位置都可能不盡相同。至於鳥巢附着的方式,絕大多數是採用由底部支撐,而較精細的附着方式,如側掛、垂吊等,主要在晚近演化歷史雀形目鳥類才發展出來。

儘管三種特徵有不同的演化史,但演化過程卻相互影響。例如:鳥類往往先演化出新的鳥巢結構,才得以利用新的築巢地點。精細的鳥巢附着方式,通常只在具有特定鳥巢結構的類羣中才會發展出來。

此外,現今多樣化的鳥巢可能也與過去2次大尺度鳥類輻射適應事件相關。現代鳥類的共同祖先原本是不築巢、直接在地面生蛋,但在恐龍滅絕後,地球空出許多生存與繁殖的空間,鳥類開始構築不同結構的巢,因此能使用更多樣的築巢位置,更有效地利用這些空間,加速現代鳥類第一次輻射適應的發生,造就了現今大多數的鳥類類羣。

目前全球近半數鳥類物種皆爲雀型目鳥類,如燕子文鳥,其鳥巢外觀多爲杯碗狀與球狀。此研究也指出,雀型目鳥類得以成功且多樣性地演化,原因可能爲鳥類第二次輻射適應之後,能構築結構更爲複雜的巢,並發展不同的附着方式,進而利用新的築巢位置。

洪志銘助研究員表示:「鳥巢除了是鳥類繁衍後代一項重要工具外,在鳥類的適應演化上也佔了舉足輕重的地位。」如今全球面臨環境與氣候快速改變,鳥類築巢行爲的彈性與適應改變的速度,無疑地將是決定其繁盛或滅絕的關鍵

端木茂寧助研究員表示,此研究透過鳥類親緣關係樹,統整全世界242科8000多個鳥巢特徵,回推鳥類祖先與鳥巢特徵的演化關係,爲近來較大規模且完整的鳥巢演化史研究。未來還可以從鳥巢演化觀察全球環境變遷與長期的鳥類演化。

關於研究論文於本(5)月14日刊登於《自然通訊》,擔任第一作者、年僅21歲的方怡婷認爲,非常謝謝老師給予她如此良好的機會,在此次的研究過程中,她學到很多東西,「覺得很有趣」。

中央研究院生物多樣性研究中心最新研究指出,鳥巢特徵不僅與鳥類適應環境有關,更會影響鳥類演化。(圖/翻攝自《自然通訊》 (Nature Communications))