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什麼,鳥的飛行能力高低和鳥蛋形狀有關係


2018年3月06日01時 今日科學 自然使者
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目前,「大數據」一詞可謂是媒體和公眾關注的熱門話題。在鳥類學研究領域,也有人用大數據去研究鳥類。不過,這次他們是從鳥蛋入手。

普林斯頓大學的Stoddard博士是一位生物學家。

她喜歡硏究鳥蛋的結構和功能上的多樣性。「為什麼鳥蛋的形狀如此繁多?」她嘗試解答這類問題。

通過對加州柏克萊大學的脊椎動物博物館所收藏的5萬隻鳥蛋的進行大數據分析,她發現較尖形狀的鳥蛋的不對稱性較高。

在哈佛大學的數學家Mahadevan教授的幫助下,他們利用數學模型發現鳥蛋的形狀受到兩種壓力影響,一種是蛋內的物質從內向外所形成的力量,另一種是鳥媽媽的輸卵管環境從外向內的壓力,而後者則從鳥蛋殼下薄膜的厚度反映出來(注意:不是蛋殼的厚度)

以前,曾有鳥類學家認為,在懸崖峭壁上築巢的雀鳥,它們的蛋呈圓錐型(conical),因為較尖的鳥蛋即使滾動,也能像陀螺一樣旋轉,較難滾落懸崖。
雀鳥的飲食、環境、鳥巢的地點和類型,也和鳥蛋的形狀都有關連。

但數學家發現,以上觀點不完全正確。鳥蛋形狀和大小,與鳥的爪翅指數(Hand-Wing Index, HWI ) 有關。
爪翅指數,是計算鳥的翅膀長度和形狀,是一個能反映鳥類飛行能力的指標。

爪翅指數越高的鳥,飛行能力便越強。

Stoddard博士推斷,鳥的飛行能力越強,蛋就越不對稱,或者更加橢圓。
有些鳥會長時間飛行,因此它們擁有一個流線型的身體。

由於體重較輕,它們一般有較小的盆骨和輸卵管,島蛋在鳥媽媽體內形成的時候不能過寬。只有較長形及不對稱的鳥蛋形狀,才能最大保持蛋的容量。

普通海鴉

如普通海鴉的蛋呈較長型和不對稱。
一些傾向飛短程和甚少離開自己地盤的雀鳥,如東美鳴角鴞,它們的蛋則呈球體形狀。
較大型的鳥,如鴕鳥的蛋也傾向球形。

東美鳴角鴞

不過,飛行能力的高低和鳥蛋的形狀之間的關係存在不少特例。如,鴕鳥的蛋往往是球形的,儘管它不會飛行。而不會飛的企鵝產的也是非對稱性的蛋。研究人員這樣解釋,儘管企鵝不會飛,它們卻是游泳高手,流線型的企鵝身驅即使在沒有飛行的情況下,或許都能影響企鵝蛋的進化。

Stoddard博士認為, 蛋的形成,包括蛋黃、薄膜、氣室、以及鈣化的殼,就像是一種專門的設計去適應新的環境。

圖片來自維基百科、HBW等。

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