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指標生物:深色鳥類族群消長成為都市重金屬污染指標

由於都市環境汙染嚴重,植物覆蓋度低,再加上少有自然棲地,因而往往被認為是生物多樣性相當低的生態系[5]。對鳥類而言,都市中的鳥類物種數,也就是鳥種豐富度(bird species richness)常常比森林或農田生態系來的低,但是,其中少數幾種會非常優勢,族群量相當龐大[4]。這個現象暗示了某些鳥種較能適應都市環境,某些鳥種則難以適應。然而,究竟是那些因素產生這樣的差異呢?

由於重金屬會直接或間接地影響鳥類的繁殖成功率[2]。鳥類能否有效的代謝體內的重金屬或許是其中一個答案。比利時的安特衛普大學(University of Antwerp)Dauwe博士的研究團隊指出,比較重金屬污染嚴重的地區與較輕微的地區,藍山雀(Parus caeruleus)每一巢的鳥蛋數量和蛋殼厚度沒有明顯的差別,但是,在重金屬汙染較嚴重的地區,雄鳥精細胞的數量明顯較低。

一般所見的金背鳩羽色偏淡色。(林大利攝影)

一般所見的金背鳩羽色偏淡色。(林大利攝影)

法國巴黎第六大學(University Pierre and Marie CURIE)的Chatelain博士認為,在都市中體羽顏色偏黑的鳥類數量較多,可能與黑色素能代謝重金屬離子有關。黑色素(melanin)是生物體內常見的有機化合物,會使動物的皮膚、羽毛和毛髮呈現黑色或棕色的色素,再者,黑色素能夠有效吸附鉛和鋅等重金屬離子,將血液中有毒的重金屬離子代謝至體外[3]。

為了探討鳥類體內黑色素代謝重金屬的現象,Chatelain博士的研究團隊將97隻羽色深淺各不相同的野鴿(Columba livia)飼養於巴黎的戶外籠舍,以相同的玉米、小麥及豌豆餵食,一年之後,體羽顏色較深的野鴿,羽毛的平均鋅離子濃度顯著的高於體羽顏色較淺的野鴿,推測體羽顏色較深的野鴿,透過黑色素有較佳的代謝重金屬離子能力。

相比後研究團隊認為,有效代謝重金屬離子,可能是這些深色鳥類個體的繁殖較為成功的原因之一,使都市中深色或黑色鳥類的數量比淺色鳥類來的多[1]。然而,研究團隊也表示,有效排除體內的重金屬可能只是其中一項原因,應該還有其他因素,例如深色的外表是否會使鳥類更容易吸引異性?是否顯得看起來較健康強壯,使其在競爭生存資源和繁殖機會的成功率較高?都是值得再進一步探討的問題。

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台北市偶爾可見羽色偏深黑色的金背鳩。(林大利攝影)

再者,印度的首都新德里(New Delhi)是個汙染相當嚴重的城市,在新德里較常見的鳥類包括黑鳶(Milvus migrans)、家烏鴉(Corvus splendens)和林烏鴉(Corvus macrorhynchos)。尤其黑鳶的數量相當驚人,在新德里郊區的垃圾掩埋場,可見到成千上萬隻的黑鳶在空中盤旋,而電塔上可見到上百個鳥巢。這些黑色鳥類能夠極度適應高汙染的都市環境,也許與黑色素代謝重金屬的能力有關。同樣的,在台北市所見的金背鳩(Streptopelia orientalis),體羽的顏色比其他地區的金背鳩來的黑,也可能是這個原因(圖一)。如果黑色素代謝重金屬的現象,普遍見於都市中生存的鳥類,黑色鳥類數量的多寡,或許便能作為都市環境汙染狀況的指標生物。

參考文獻:

  1. Chatelain, M., Gasparini, J., Jacquin, L. and Frantz, A. 2014. The adaptive function of melanin-based plumage coloration to trace metals. Biology Letters, 10(3): DOI: 10.1098/rsbl.2014.0164.
  2. Eeva, T., Ahola, M. and Lehikoinen, E. 2009. Breeding performance of blue tits (Cyanistes caeruleus) and great tits (Parus major) in a heavy metal polluted area. Environmental Pollution, 157(11): 3126-3131.
  3. Niecke, M., Rothlaender, S. and Roulin, A. 2003. Why do melanin ornaments signal individual quality? Insights from metal element analysis of barn owl feathers. OECOLOGIA, 137(1): 153-158.
  4. Gil, D. and Brumm, H. 2014. Avian Urban Ecology. Oxford Press.
  5. Niemelä, J., Breuste, J. H., Guntenspergen, G., McIntyre, N. E., Elmqvist, T. and James, P. 2012. Urban Ecology: Patterns, Processes, and Applications. Oxford Press.

本文原發表於科學Online-科技部高瞻自然科學教學資源平台,經授權轉載。

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關於作者

林大利

來自森林系,目前於特有生物研究保育中心服務。興趣廣泛,主要研究小鳥、森林和野生動物的棲地。出門一定要帶書、對著地圖發呆很久、算清楚自己看過幾種鳥,鳥、樹、書、地圖常常是老婆吃醋的對象。是個龜毛的讀者,認為龜毛是一種科學寫作的美德。