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你是一隻愛飛行的鳥么?別裝,看你的蛋就知道了!

在鳥類的世界裡,每一隻雛鳥都是從鳥蛋中孵化出來的,所不同的,是他們生下的蛋的形狀是不一樣的——鷸的蛋是淚滴狀的,貓頭鷹的蛋是高爾夫球狀,蜂鳥的蛋則像一顆軟糖。

那麼,為什麼蛋的形狀存在著多樣性呢?科學家首次對這一問題給出了令人信服的答案:蛋的形狀由其對應物種的飛行時間決定。

圖丨 Mary Stoddard

我們都知道,鳥蛋的基本作用就是提供給雛鳥營養和保護雛鳥的發育,而來自普林斯頓大學的進化生物學家 Mary Stoddard 卻一直關心鳥蛋形狀的多樣性問題。幸運的是,在過去的一個世紀里,位於加州伯克利的頸椎動物博物館收集了成千上萬的蛋殼,這些蛋殼來自1400多個物種,並且已經將它們的圖像放到了網上。

於是,Mary Stoddard 和她的同事編了一個計算機程序 Eggxtractor,通過這個程序將圖片中的蛋都挑選出來,然後測量它們的長、寬以及形狀。該研究團隊用將近50000 顆蛋的測量數據同完美的球型作比較研究,看看這些蛋到底是尖了多少,長了多少。

這項研究最後發現:有的蛋尖,有的蛋長,有的蛋是又尖又長,而有的蛋則兩者均無,但是卻沒有像熱氣球那樣又扁又尖的蛋。

Mary Stoddard 清楚的知道,蛋的形狀並非由蛋殼本身決定而是由內膜決定的,於是,她同哈佛大學的物理學家 L. Mahadevan 以及她的學生 Ee Hou Yong 基於內膜性質和內部雛鳥給與的壓力,提出了描述蛋形狀的數學表達式。

隨後,她們基於這一表達式建立數學模型,通過調節內膜硬度和內部壓力,模擬出了許多蛋的形狀。「調節硬度、壓力這些變數,能夠使我們得到自然界中所有的蛋形。」

這項研究讓相關領域內的專家感到驚艷。正如德國波恩大學的古生物學家Martin Sander 所說:「你知道所有蛋形的統一公式,這是一件多麼酷的事情。」

在研究團隊製作關於 1000 種鳥類的家族譜期間,她們發現,每一種鳥類都有其獨特的蛋形。但之前提出的種種因素,諸如鳥巢類型,鳥巢地點,或者年輕的鳥占族群比例數量等等,都和蛋形之間沒有明顯的關聯。

作為工作的一部分,她們研究了翅膀長寬比,這一代表飛行能力的參數,發現這個參數和蛋的形狀有關。沒人會注意蛋的形狀可能與飛行能力有關這麼一個模糊的假設,但該研究團隊驚奇的發現,飛行時間對於蛋的形狀是極其重要的,並將結論發表在了 6 月 22 日的《Science》上

飛行高手,諸如鷸和海鳩,傾向於把蛋生的又長又不對稱,有點像飛艇的形狀,可能是因為它們在空中的時間比較長所以需要輕盈、緊湊的身體。同時,那些短時間呆在空中或者從不在空中的鳥類,比如熱帶的八色鶇和咬鵑,它們的蛋則更接近於球形。

Mary Stoddard 猜測,相比於偏長形的蛋,球形蛋需要更寬的骨盆。對於長時間飛行的鳥類會傾向於往骨骼更小巧更輕盈,身體更流線型進化,相應的蛋形也需往流線型進化以適應骨盆的進化。

如今,我們只需要比較一下鳥蛋形狀就能猜出誰是鳥類里的飛行能手——可以拿著這個研究結果去對比某個鳥蛋,然後就立即能知道關於這顆鳥蛋的一些大致信息。


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