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你在看我嗎!?鳥類研究新視野:猛禽棲架

自然保育季刊_96
・2022/01/15 ・4235字 ・閱讀時間約 8 分鐘

  • 本文轉載自特有生物研究保育中心,《自然保育季刊》第 116 期
  • 作者/洪孝宇|國立屏東科技大學野生動物保育研究所博士後研究員、林惠珊|國立屏東科技大學農學院生物資源博士班、黃子倫|國立屏東科技大學野生動物保育研究所碩士生、蔡穎詩|國立屏東科技大學野生動物保育研究所碩士生、王婉儀|國立屏東科技大學野生動物保育研究所研究助理、孫元勳|國立屏東科技大學野生動物保育研究所教授

近年來一張張近距離拍攝的精采鳥類照片和影片,記錄下黑翅鳶 (Elanus caeruleus)、領角鴞(Otus lettia)和其他多種鳥類的各種行為,甚至連所捕捉的獵物也都清晰可見,黑翅鳶搞笑的表情還被做成各種梗圖,這樣的照片究竟是怎麼拍到的?又有什麼應用價值呢?

因為相機歪掉而拍到各種黑翅鳶的搞笑姿態,還因此爆紅。圖/洪孝宇 提供

邀請野生猛禽防治農田鼠害

故事要從黑鳶(Milvus migrans)開始說起。2012 年,國立屏東科技大學野生動物保育研究所鳥類生態研究室首次發現黑鳶因為農藥「加保扶」中毒,隔年又再證實黑鳶老鼠藥中毒,逐步揭露過往臺灣農業上因為毒鳥滅鼠所引發的生態危機。此研究先是促使政府將劇毒的農藥「加保扶」列入禁用名單,後續進一步發現臺灣多種猛禽體內廣泛驗出老鼠藥,又讓政府決定停辦已有 40 年歷史的全國農地滅鼠週,不再免費發放老鼠藥給農民使用,並開始尋找對環境較友善的鼠害防治法。

猛禽生物防治法其實在國外已行之有年,最普遍的做法就是在田間或穀倉架設巢箱,吸引倉鴞 (Tyto alba) 這種可愛的白色貓頭鷹入住,牠們就會在田間協助捕鼠。由於倉鴞在全球的分布範圍很廣又很適應農田環境,據統計有關猛禽防治鼠害的論文中,有 86% 是以倉鴞為研究對象。然而可惜的是,臺灣並不在倉鴞的天然分布區內,雖然有另一種外形類似的貓頭鷹叫做草鴞 (Tyto longimembris),但數量稀少而且是在地面營巢,無法用巢箱吸引。

其實臺灣有一種平地常見、且會住巢箱的貓頭鷹叫做領角鴞,但一般認為是偏森林性的貓頭鷹,且以往認為老鼠不是其主要獵物,因此並不適用於防治農田鼠害。

猛禽棲架的測試

國外還有另一種吸引猛禽的方式,是在空曠的田區設立人工棲架,利用多數猛禽喜歡站在制高點的習性,吸引猛禽進入農田來捕鼠。不過這種作法較不普及,一方面是因為環境的限制,通常會認為猛禽棲架只適用於北美或澳洲那種一望無際的廣闊田野,另一方面是棲架設立後不是隨時都有猛禽站在上面,吸引猛禽的效果就不如有鳥在繁殖的巢箱明顯。

不過既然巢箱在臺灣不太可行,那就來測試猛禽棲架吧!2017 年在行政院農業委員會動植物防疫檢疫局的支持下,臺灣首次的猛禽棲架試驗就在屏東縣內埔鄉的鳳梨田開始,當時設計的竹製棲架高度 9m,設立後由人員定時在遠處進行觀察。兩周後發現,有黑翅鳶站上去了!黑翅鳶是一種平原田野常見的小型猛禽,黑白相間加上有如昨晚熬夜的血紅雙眼極具特色,不過臺灣以往並沒有黑翅鳶,首次正式繁殖紀錄是 2001 年在嘉義鰲鼓,之後族群迅速成長擴散,在短短數十年間已成為全臺平原地區的常見猛禽。

目前普遍認為黑翅鳶是在自然狀況下進入臺灣,就如同近年來在歐洲和中亞,黑翅鳶的分布都呈現擴張的趨勢,原因未明。由於黑翅鳶主食鼠類又有停棲制高點的習性,牠的出現正好符合猛禽棲架的設置目的。

黑翅鳶經常將獵物帶到棲架上,其中鼠類約占 8 成,鳥類和爬蟲類 (石龍子) 各 1 成。圖/洪孝宇 提供

把自動相機裝到棲架上

不過靠人眼觀察實在太花時間,於是我們就靈機一動,何不把調查野生動物常用的感應式自動相機裝到棲架上呢?只要棲架上有鳥出現,就可以自動觸發相機進行拍照和錄影,還可以 24 小時工作,連夜間活動的鳥類都能夠記錄。不過這個點子馬上就遇到幾個問題,首先是棲架上鳥跟相機的距離太短,小於相機可對焦的最近距離,所以拍到的鳥都是模糊的。所幸跟野外研究器材的專業公司討論之後,透過客製化調整相機焦距,解決了目標物過近的問題。接下來又經過一連串的測試,包括對焦距離應該設定多遠、角度如何調整才不會切到鳥的頭或腳、相機如何穩固的安裝在光滑的竹竿上,以及如何避免鳥直接站在相機上等等。

初期測試的照片總是不太成功,有一次在把棲架立起後相機角度歪掉,變成只能拍到黑翅鳶的上半身,還特寫了各種表情。我們既好氣又好笑地將照片貼上社群粉絲頁並徵求旁白,沒想到這組照片卻意外爆紅,破紀錄獲得上萬次分享,網友們還發揮創意各種改圖,連國外知名梗圖網站也要求授權轉貼,完全打破生態圈的同溫層。

棲架上為了避免鳥離相機太近或是站在相機上面,用束帶來做阻隔。圖/黃筠傑 攝

後續經過不斷的調整測試,連相機的防水性、電池的續航力等問題都陸續克服,總算能夠穩定且清晰的拍攝棲架上出現的鳥類,就連小型食蟲鳥嘴上叼的昆蟲都能清楚辨認。在測試的過程中,同時也查詢國外文獻,想瞭解關於猛禽棲架的最新研究進展,結果發現國外也有一些研究者利用自動相機在做棲架監測,但多數是將相機設在地面對著棲架仰角拍攝,拍到的鳥類不僅距離遠、獵物也不容易辨識,這時才意識到,原來將自動相機裝在棲架上的作法,其實是棲架研究的一大突破呢!

猛禽棲架的創新應用

隨著全臺各地陸續有棲架設立,黑翅鳶都是棲架上最常出現的猛禽,儼然成為猛禽鼠害防治的代言人。不過後來在偶然的情況下,有些棲架設立高度較低,卻意外發現領角鴞開始頻繁出現,會不會是領角鴞不喜歡站太高呢?於是我們在 2019 年設計了 8m 高的雙層棲架,在 4m 和 8m 高度各有一根橫桿,來測試各種鳥類偏好的停棲高度。結果顯示黑翅鳶還是喜歡站在 8m 上層,不過領角鴞和大部分的食蟲鳥偏好停棲在 4m 的下層,這可能跟不同鳥種的覓食習性有關,所以棲架分層還可以增加鳥種的多樣性。而以往認為領角鴞是森林性的猛禽,在降低棲架高度後,這才發現原來領角鴞在夜間也會頻繁進入空曠的農田來覓食,且其獵物中鼠類占了將近 8 成,同樣有很高的鼠害防治潛力。

既然棲架在農田環境能夠成功吸引猛禽停棲, 於是我們又想到,是不是也可以用來調查在自然野地的猛禽呢?這個想法獲得行政院農業委員會林務局屏東林區管理處的支持,於是在 2020 年初,開始在農田以外的多樣化環境進行棲架測試,果然記錄到更多樣的鳥種。統計目前已拍到 11 種猛禽, 日行性的有黑翅鳶、紅隼 (Falco tinnunculus )、 鳳頭蒼鷹 (Accipiter trivirgatus)、大冠鷲 (Spilornis cheela)、魚鷹 (Pandion haliaetus)、臺灣松雀鷹 (A. virgatus)和赤腹鷹 (A. soloensis),夜行性有領角鴞、褐鷹鴞 (Ninox japonica )、草鴞和長耳鴞 (Asio otus),此外還有 44 種以上的非猛禽鳥類,因此猛禽棲架也可以是一種鳥類監測法,在不同的地點和環境就會有相對應的鳥種出現。對於某些經常利用棲架的鳥種,透過腳環還可以做個體辨識,例如在 2020 年底所繫放的草鴞幼鳥,幾個月後就在距離巢區 7‒12km 外的棲架上出現,這樣的個體動態和存活資料在族群監測上非常重要。

領角鴞偏好高度較低的棲架,且獵物中將近 8 成是鼠類,也有鼠害防治潛力。圖/洪孝宇 提供

一個物種的食性是生態學中很基礎的資訊,然而要在野外直接觀察鳥類覓食並不容易,通常只能透過食繭或排遺分析之類的間接方法、因此目前連很多常見鳥類的食性資料都很缺乏。然而在把自動相機放到棲架上之後,發現許多猛禽和食蟲鳥都會頻繁地帶著獵物回到棲架上,且有不少獵物能夠清楚辨認,成為一個調查鳥類食性非常有效率的方式。目前黑翅鳶和領角鴞都已累積數百筆的獵物資料,食蟲鳥的資料則更多,未來要評估鳥類在農田的生態服務,棲架會是個相當有潛力的工具。不過也有某些鳥類,像是夜鷹 (Caprimulgus affinis)、藍磯鶇 (Monticola solitarius)和草鴞等,雖然也經常在棲架上出現,但卻很少拍到獵物,有可能牠們是在空中或地面就把獵物解決,不會帶回棲架上。

猛禽棲架的限制和展望

我們進行猛禽棲架研究至今約 5 年時間,證實這個古早的生物防治法可以有許多創新的應用,除了可增加鳥類在農田捕鼠捉蟲的生態服務,透過自動相機還能夠記錄出現鳥種、捕捉獵物、鳴唱叫聲和各種行為,可以作為一種鳥類自動監測工具,而夜行鳥類的拍攝,更是打破以往夜間觀察的侷限。我們將這個猛禽棲架結合自動相機的監測方法寫成論文投稿,已在 2021 年被國際猛禽研究期刊 (Journal of Raptor Research) 所接受,且獲得 3 位審稿者的高度肯定,一致認為方法新穎且有廣泛的應用價值。

不過猛禽棲架也有一些缺點和限制,雖然證實了即使是臺灣這種集約鑲嵌式的農田環境,仍有猛禽會頻繁的利用棲架,不過最好還是跟周邊大樹或電線杆有 50m 以上的距離,猛禽造訪率較高。其次是檢查相機的流程較複雜,必須先將棲架放倒再立起,設計上仍有改進空間,未來若能結合太陽能充電和無線傳輸技術,監測上將會更有效率。其三是棲架相當顯眼,被破壞或偷走的風險很高,所以設置地點的安全性需多加考慮。最後,因為棲架有時會記錄到稀有鳥種,在資訊發布上需要小心謹慎,以避免可能的干擾或捕捉壓力。

紅尾伯勞也是棲架常客,只要提供一根鐵絲,牠們就會把獵物插在上面做成「串燒」。圖/洪孝宇 提供

猛禽棲架除了開啟鳥類研究的新視野,在友善農業的推廣上也是非常好的工具。雖然利用猛禽防治鼠害,效果比不上用老鼠藥毒殺,因為猛禽並不會把田間老鼠完全消滅,不過當農友們知道自己田裡有猛禽出現,通常會更願意採行友善的耕作方式,而棲架上拍攝的照片非常吸睛,也可藉此讓社會大眾支持生態友善的農產品。2018 年我們在臺中霧峰進行棲架教學後,獲得農友的認同與支持,連帶促進當地友善及有機耕作的發展,農會更因此推出「黑翅鳶米」的品牌,顯示友善農業具有潛在商機。未來希望能有更多鳥類與農業共生的案例,讓農田可以是野生動物的安全棲地,這是我們進行棲架研究的初衷。

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自然保育季刊_96
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自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

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尋找鳥兒的蹤影!——黑枕藍鶲育雛觀察紀錄
自然保育季刊_96
・2022/12/17 ・5710字 ・閱讀時間約 11 分鐘

  • 作者/余雅倩 Ya-Chien Yu |自然觀察家|yuyachien@gmail.com

發現位於園區的鳥巢

因緣際會下,2021 年春天從臺北搬到南投居住,3 月時我常常在行政院農業委員會特有生物研究保育中心(以下簡稱特生中心)的園區閒晃,最常遇到的是紅嘴黑鵯 (Hypsipetes leucocephalus nigerrimus) 在枝頭上除了表演典型的鳴唱時,突然接上不曉得從哪裡學得的變奏曲;白腰鵲鴝 (Copsychus malabaricus) 倏地停在伸手可及的樹枝上或無預警地跳到眼前的地面上覓食,一點兒也不怕人;步道另一側水池邊搶領地的鷺鷥群爭吵聲此起彼落,絲毫不顧慮路過的人們抱怨著這嘈雜聲;走進深處,一旁樹叢窸窸窣窣的聲音,原來是一整群跳來跳去的綠繡眼。

不過,最讓人印象深刻的聲音,便是聽到 3‒5 個連續「回」音,那是黑枕藍鶲(Hypothymis azurea oberholseri)的叫聲,非常有獨特性且具有辨識性,但若想要循音找鳥,就要碰運氣和耐心等待了。在春暖花開的季節,如果一個地方的「回、回、回」反覆出現,很有可能遇到親鳥在附近築巢。

4 月中旬,聽聞常駐點觀察的鳥友發現2個在步道旁的鳥巢,並且觀察到 2 個窩裡的蛋都順利孵化出雛鳥,親鳥輪流密集餵食。這是一個難得的好機會,於是帶著相機裝備尋找鳥友描述的位置。

當天偕同朋友同行,希望能多雙眼睛幫忙找鳥巢,沒多久就發現鳥友口中所說的巢之一,並在同一步道相隔 100 多公尺處發現另一個。若想要瞭解雛鳥的生長過程與雛鳥和親鳥間的互動,就需要長久觀察。

黑枕藍鶲築巢隱藏在樹林中,如果不是發現親鳥頻繁在附近徘迴,特意尋找,其實很難察覺到。圖/《自然保育季刊》第 119 期

第一個發現的巢離入口較近,巢位較低,離地約 1.2 公尺,加上前方的樹林密度也較稀疏,非常適合在安全距離下用長鏡頭觀察。反觀另一個巢位築在離地約 2.5 公尺處,雖然離步道較近,卻不利於長時間連續觀察,因此選擇前者較易觀察的巢位蹲點記錄。

黑枕藍鶲雛鳥屬於晚熟型,親鳥會輪流餵食雛鳥,也聽聞夜間親鳥會臥巢幫雛鳥保溫,因怕用手電筒觀察時會驚擾親鳥,夜間並未去觀察親鳥臥巢的行為。觀察 5 天親鳥的餵食與雛鳥的生長過程,第 5 天上午觀察結束,鳥友通報發現下午 3 隻雛鳥皆順利離巢。難得的育雛觀察紀錄就這樣戛然而止。

雛鳥的生長與親鳥餵食觀察

起初發現巢位,只是單純地想觀察和留下影像紀念,期間到達與停留紀錄的時間,因自己能抽出的時間無法固定,加上遇到光線不佳或是下雨必須提前結束,因此僅能就有記錄到的畫面和影像做出整理。

第 1 天觀察

當天發現與確認巢位後,便開始攝影記錄育雛過程。雛鳥探出巢時發現此巢的雛鳥有3隻,觀察期間有 2 隻已可張眼,不過多半是闔眼或半開。身體大多裸露與羽毛稀疏,翅膀明顯有羽毛覆蓋,還不太會站立,推測此時雛鳥已破殼數日。

黑枕藍鶲育雛紀錄第1天3隻雛鳥。。圖/《自然保育季刊》第 119 期

親鳥輪流餵食,親鳥停在巢附著的樹枝上產生震動,雛鳥張開口,露出黃口,然而並非3隻雛鳥皆會同時張口,親鳥在餵食前會先觀望一下,有張口的雛鳥親鳥才會餵食,食物有昆蟲和果實等。

雛鳥在等待親鳥餵食期間,突然1隻雛鳥單獨張口,我觀察四周親鳥並沒有出現,雛鳥張口的樣子像是在打哈欠,等待的過程像似在打盹,懶洋洋的模樣很可愛。

觀察過程中,筆者觀察到親鳥若是餵食像蜻蜓這般身體較長的食物,嘴喙會銜住蜻蜓的頭部,若一開始餵食角度較水平,雛鳥嘗試吞食卻久吞不下,親鳥注意到後會再次銜起蜻蜓,用嘴喙調整銜接的位置後再次餵食。第 2 次餵食時親鳥便會特意調整角度,傾斜讓雛鳥順利沿著蜻蜓的頭部吞食,並在一旁關注雛鳥完全吞完。

黑枕藍鶲育雛紀錄第1天母鳥餵食鏡頭。圖/《自然保育季刊》第 119 期

餵食期間3隻雛鳥在巢內的位置沒有改變,故可目視觀察,只不過第2次餵食並非原先的雛鳥,不知親鳥是否有留意到或是每一次的餵食都是重新洗牌,只要張口都有機會,這就無法得知了。親鳥餵食完後,有時巢內的其中1隻雛鳥屁股朝上,親鳥用嘴喙銜接雛鳥的糞便後離去。總計觀察到親鳥7次餵食紀錄,母鳥5次,公鳥2次。

黑枕藍鶲育雛紀錄第1天公鳥餵食完四處張望,剛好1隻雛鳥開嘴。圖/《自然保育季刊》第 119 期

第 2 天觀察

從記錄到的影像觀察到次日雛鳥睜開眼睛的時間較首日明顯拉長,第 2 天雛鳥已可完整張開眼睛,並在親鳥餵食完離開後,不似首日那樣立即閉眼,反倒會持續張眼一陣子,雛鳥外觀沒有顯著的差異。我觀察到公鳥餵食完有幾次會停在巢附著的樹枝上許久,有時等到母鳥前來餵食才飛離,停留的時候,會四處張望。

黑枕藍鶲育雛紀錄第2天,剛好捕捉母鳥餵食1隻蜻蛉目的鏡頭,雛鳥眼睛已經可完全張開。圖/《自然保育季刊》第 119 期
黑枕藍鶲育雛紀錄第2天雛鳥大多時候還是闔眼休息。圖/《自然保育季刊》第 119 期

兩隻親鳥亦會同時銜著食物停在巢旁的樹枝上,公鳥先行餵食時母鳥警戒,母鳥餵食完後隨即離去,公鳥繼續停留約 1.5 分鐘,期間四處張望。觀察到 7 次公鳥餵食,僅 1 次餵完後便帶走雛鳥糞便沒有久待,其餘 6 次餵食完都會繼續停留幾分鐘之久才離開。總計觀察到 21 次餵食的紀錄,母鳥 14 次,公鳥 7 次。

第 3 天觀察

雛鳥身體和腹部的羽毛明顯濃密許多,咽喉依舊裸露,身體腹面中央有縱向分布的裸露,睜開眼睛的次數增加,也會用嘴喙整理腹部與背上的羽毛。總計觀察到 25 次餵食的紀錄。母鳥 12 次,公鳥 13 次。

黑枕藍鶲育雛紀錄第3天雛鳥腹部羽毛漸豐。圖/《自然保育季刊》第 119 期

第 4 天觀察

雛鳥身體和腹部的羽毛覆蓋,咽喉依舊裸露,腹面中央縱線羽毛稀疏,理羽的頻度明顯增加,嘗試站立移動翅膀時我注意到背上一對翅膀的收合處,也就是兩個翅膀的中間依舊裸露,推測肩羽尚未茂密,若非剛好捕捉到雛鳥活動身體的畫面,平時翅膀收起覆蓋難以注意到。

黑枕藍鶲育雛紀錄第4天,雛鳥試圖活動翅膀。圖/《自然保育季刊》第 119 期
黑枕藍鶲育雛紀錄第4天,雛鳥試圖站立,像似伸懶腰。圖/《自然保育季刊》第 119 期

此時雛鳥被餵食後若來不及讓親鳥帶走糞便,已能自行抬高尾部將糞便彈射出巢外,彈射時觀察到翅膀下接近尾端依舊裸露。總計觀察到19次餵食的紀錄,母鳥14次,公鳥5次。

第 5 天觀察 (離巢當天上午)

雛鳥身體和腹部的羽毛明顯茂密很多,3 隻雛鳥在巢內顯得擁擠許多,咽喉依舊裸露,雛鳥幾次站在巢的邊緣,開始試圖振翅,蓄勢待飛的感覺。總計觀察到14次餵食的紀錄,母鳥 10 次,公鳥 4 次。

黑枕藍鶲育雛紀錄第5天,雛鳥已會站立在巢的邊緣。圖/《自然保育季刊》第 119 期
黑枕藍鶲育雛紀錄第5天雛鳥明顯羽翼豐滿。圖/《自然保育季刊》第 119 期

當天下午聽聞雛鳥已盡數離巢,親鳥帶著3隻雛鳥在附近的樹枝上活動。次日,再去時只聽到黑枕藍鶲的叫聲,加上沒有發現雛鳥的蹤影,無法判定是否為其親鳥,此次黑枕藍鶲的育雛紀錄就此結束。

餵食紀錄

在文獻紀錄中,黑枕藍鶲的食物包含小型節肢動物,例如蝴蝶、蛾 類、蝗蟲、甲蟲與椿象(Coates et al., 2006;Wells, 2007)。但我非常好奇,在園區內的黑枕藍鶲究竟會找那些食物餵給雛鳥吃呢?是否與國外的研究相同?從本次觀察紀錄當中,連續 5 天每天 1‒2.5 小時觀察與記錄,視當天的光線強弱與天候狀況,調整觀察記錄時間的長短,加上只有一臺攝影裝備,需要拍照和錄影輪流交替,因此僅以實際記錄到的畫面做出歸納和整理。

仔細檢視5天的餵食紀錄後,共記錄到 86 次的餵食鏡頭(影片與照片)。為了計算黑枕藍鶲育雛的食物比例,以定格截圖每個影片中的食物畫面確認其食物種類,由於沒有外接快門線,每一張照片都是倒數十秒拍到,有時無法及時捕捉當下的畫面,但仍還是捕捉到多數餵食的影像。

這些影像經施禮正先生協助辨識,統計出動物類有 56 筆 (占 65%) ,果實有 4 筆(占 4.7%) ,動物類群中昆蟲綱 (Insecta) 雙翅目 (Diptera) 有 12 筆、半翅目 (Hemiptera) 有 8 筆、鱗翅目 (Lepidoptera) 有 7 筆、蜻蛉目 (Odonata) 有 5 筆、直翅目 (Orthoptera) 有 2 筆、膜翅目 (Hymenoptera) 有 1 筆、蛛形綱 (Arachnida) 蜘蛛目 (Araneae) 有 1 筆 (圖 1 ) 。

其中有 26 筆 (占 30.3%) 無法辨識食物,其中原因歸納為:親鳥餵食的角度不佳,親鳥正好背對鏡頭;來不及捕捉親鳥銜著食物的時刻,食物已經直接餵食到雛鳥黃口中;抑或是沒有拍到食物可以辨識的特徵。前述狀況皆歸類為未知。另外,可以看出是昆蟲卻無法辨識到科別的有 20 筆。

本次觀察中黑枕藍鶲親鳥(不分公母)餵食的食物種類圓餅圖。圖/《自然保育季刊》第 119 期

統計完意外發現,餵食食物數量最高的是雙翅目的黑水虻 (Hermetia illucens) ,有 8 筆觀察紀錄,其次是半翅目的小青蛾蠟蟬 (Geisha mariginellus) 有 5 筆紀錄。猜測這個時節,這兩種的昆蟲數量多或是親鳥較善於捕捉此類昆蟲。

黑枕藍鶲育雛紀錄第3天,公鳥餵食青蛾蠟蟬。圖/《自然保育季刊》第 119 期
黑枕藍鶲育雛紀錄第3天,母鳥餵食1隻蜻蛉目。圖/《自然保育季刊》第 119 期

另外,為了知道公鳥與母鳥餵食上的努力程度是否有差異,利用前述影像辨識餵食時親鳥性別,無法清楚辨識親鳥性別或是沒有留下影像紀錄皆不採計。結果顯示母鳥餵食紀錄總計 55 次,公鳥 31 次,這段觀察育雛期間母鳥餵食雛鳥的次數明顯較公鳥多。

巢位觀察

第5天雛鳥離巢後的次日,筆者放心地走近巢位 , 確認黑枕藍鶲的巢築在竹頭角木薑子 (Litsea akoensis var.chitouchiaoensis) 的主枝上。巢枝還是小樹,如果想要取下保留鳥巢,評估會影響樹木的生長,故僅近距離記錄巢的大小與外觀,測量此巢直徑約6cm的杯形巢,巢材僅可辨識出有竹子和不知是蚜科 (Aphididae) 還是扁蚜科 (Hormaphididae) 的棉蚜,全身或部分分泌物 (在巢位旁的月桃的葉背發現有刮除的痕跡) ,推測親鳥在築巢時就近使用一旁的棉蚜,點綴在巢的外圍。這些特徵與過去黑枕藍鶲巢材相關研究的結果類似 (陳華香等,2010) 。

黑枕藍鶲巢近拍。圖/《自然保育季刊》第 119 期
黑枕藍鶲築巢附近月桃葉的葉背刮過棉芽的痕跡。圖/《自然保育季刊》第 119 期

結論

因發現的巢位置便於觀察、雛鳥尚未離巢,幸運地進行5天黑枕藍鶲育雛的記錄,依照觀察到的畫面整理出親鳥餵食的物種比例,參考的圖鑑提及王鶲科 (Monarchidae) 黑枕藍鶲、紫綬帶 (Terpsiphone atrocaudataperiophthalmica) 、亞洲綬帶 (Terpsiphoneincei) 的鳥類擅於捕食飛行中的昆蟲,從育雛觀察中,發現親鳥也會少量餵食果實。

黑枕藍鶲直徑約6公分的杯形巢。圖/《自然保育季刊》第 119 期

雛鳥的發育從羽毛稀疏到茂密,從蹲坐到可以直立振翅,我的心情就像是在旁看著雛鳥長大般的雀躍。離巢當天上午親鳥依舊餵食,只見雛鳥試圖在巢邊緣短暫站立振翅,原以為還有幾日才會離巢,當知道所有雛鳥皆順利離巢,雖有些意外和不捨,更多的是開心,慶幸每一隻都健康的順利長大。

感謝這幾天讓我在可容許的安全距離下進行觀察,期間遇到園區施工,親鳥似乎不受影響地繼續覓食和餵食。

離巢當天上午蓄勢待發的雛鳥。圖/《自然保育季刊》第 119 期

偶遇親鳥在育雛的空檔停在我眼前的樹枝上高歌,注意到我的存在,有點打量的意味搖晃頭好奇地看著我,我怕驚擾到親鳥,不敢有太大的動作,靜靜地互相對望,很有趣的小插曲!

希望將所觀察到難得的紀錄,分享給喜愛鳥兒的你。

自然保育季刊_96
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自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

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差點考倒古生物學家的大哉問:恐龍究竟是甚麼顏色?──《 誰讓恐龍有了羽毛? 》
臉譜出版_96
・2022/08/16 ・3583字 ・閱讀時間約 7 分鐘

想知道恐龍是什麼顏色?我們需要一臺時光機!

在導言中我提過恐龍的顏色,這個主題在最近的恐龍古生物學中,有一些令人興奮而且出乎意料的發現。之所以說是出乎意料,是因為古生物學界曾經感嘆,「我們永遠不會知道恐龍真正的顏色」。

我們或許可以從牠們的骨骼合理地重建其進食和運動方式,但要知道牠們的顏色,恐怕需要一臺時光機。

Phone Barney GIF
紫色《小博士邦尼》可能是某些人小時候的回憶,但事實上,我們可能永遠無法知道恐龍真正的顏色。圖/GIPHY

然而,正如我在導言中所提,關鍵在於鳥類羽毛和哺乳類毛髮的顏色大半是來自美拉寧黑色素的幾種變異型,其中一種稱為真黑色素(eumelanin),這會讓毛髮呈黑色、棕色和灰色,而另一種棕黑素(phaeomelanin)則會造成薑黃色。

哺乳類就只有這兩種色素,而鳥類的羽毛中還有另外兩種色素,一是卟啉(porphyrins)會產生紫色和綠色,另一個是類胡蘿蔔素(carotenoids),產生紅色和粉紅色。

關鍵在於黑色素是一種非常強韌的化學物質,可以承受大量的熱或壓縮,因此可以保留在化石中。

此外,兩種主要類型的黑色素分別包裹在不同形狀的囊中,稱為黑素體,真黑色素的黑素體呈香腸狀,而棕黑素的呈球形——這不論是在鳥類,還是在哺乳類中都是如此。

左圖呈香腸狀,是「真黑素」的黑素體;右圖呈球狀,是「棕黑素」的黑素體。圖/臉譜出版

因此,套用現存親緣包圍法的概念,即在演化上,哺乳類和鳥類這兩個演化分支會把恐龍「包圍」在當中,因此這套形狀-顏色關係很可能適用在所有被包圍進來的群體,包括恐龍在內。黑色素是在皮膚中產生,透過毛囊進入發育中的頭髮或羽毛中的黑素體內。

在二〇〇七年,我第一次有機會去中國,當時我和同事帕迪.奧爾及斯圖爾特.吉恩斯一起前去。我們在野外待了兩週,探索中國東北熱河層(Jehol Beds)的所有站點,那裡主要是一套早白堊世的地層,當中有許多帶羽毛的鳥類和恐龍標本,之後又在北京古脊椎動物與古人類學研究所的實驗室裡待了兩週的時間。

我們在那裡用顯微鏡觀察羽毛和皮膚的樣本,發現了一些看似很值得探討的例子。

科學家終於找到破案線索!化石中的黑體素

二〇〇八年時,我們看到當時還在耶魯大學讀博士的雅各布.溫塞爾所寫的那篇重要論文,當中描述他在來自巴西和丹麥的化石鳥類羽毛中發現了黑色素體,當時我們立即想到,「那我們也來看看是否能在恐龍羽毛中找到這些」。

於是我們跟北京古脊椎動物與古人類學研究所的張福成聯絡,他曾在二〇〇五年來布里斯托進行訪問,研究鳥類化石標本,並安排一些中華龍鳥樣本的借用事宜,包括來自不同身體部位的小片化石羽毛,他在二〇〇八年第二次前來訪問布里斯托。

那時我們發現了黑素體。

我們在二〇〇九年初寫了關於這項發現的文章,投稿到《自然》。就跟過去一樣,要說服所有的審稿人得花上很長的時間。這篇文章一共被審查了十二次——每次四位審稿人,一共有三輪——而且每次都有一位就是無法信服。

「這不是黑素體,這不是羽毛,那些也不是恐龍⋯⋯」

二〇〇九年初在我的年度休假期間,我去了耶魯,與溫賽爾和他的同僚討論,我們的文章最後終於在二〇一〇年二月發表出來。

我們在文章中指出,中華龍鳥有褐黑素體(phaeomelanosome),也就是含有薑黃色的色素囊,而且非常多。是薑黃色的!而且牠們的尾巴有條紋,由等長的白色和薑黃色條紋交錯而成。

所以,我們也發表了重建圖(下圖),並且很有自信地表示:「這份重建圖首次展現出恐龍的正確顏色。」

真黑素會讓恐龍的羽毛呈現黑色和棕色,棕黑素則是橙色。圖/臉譜出版

這點很重要:我們不是在發表什麼真知灼見,而是在陳述一個客觀事實,如果有人證明我們對黑素體的觀察是錯的,我們的這項陳述可能會被駁斥。

與此同時,由雅各布.溫賽特領導的耶魯大學團隊也發表了他們重建的恐龍顏色更為豔麗,是來自中國侏羅紀地層中的近鳥龍,牠的翅膀和尾巴上有黑白條紋,頭頂有一個可愛的薑黃色冠,臉頰上還有黑色和薑黃色的羽毛斑點。

那麼,這一切到底意味著什麼?確定恐龍的顏色可能是觸類旁通而來的聰明想法,也許能讓人津津樂道,覺得有趣,但它可以告訴我們任何有用的資訊嗎?

更多問題出現了:恐龍為甚麼有羽毛?

確定羽毛的顏色徹底改變了我們對恐龍行為複雜性的認識。

今天的鳥類之所以長羽毛主要有三個原因——保溫、溝通和飛行。很明顯地,保溫的功能是在飛行前就有的。鳥胸上的絨毛是為了保暖和調節體溫,這些羽毛的構造比飛羽簡單得多。

因此,若真的如巴克所提議的,假設恐龍長有羽毛,那很可能是為了要保溫。

然而,在我們二〇一〇年的文章中,我們的團隊和溫塞爾的團隊都主張羽毛在演化的早期顯然是為了溝通。然而,我們不能大膽地說這就是它們最初出現的原因——但那時它可能已經具有這樣的作用。

中華龍鳥的條紋尾巴和近鳥龍條紋翅膀和彩色頭冠,除了溝通之外別無其他功能。保溫或飛行並不需要有圖案。況且,這些顏色似乎也不像是用於偽裝的保護色——條紋尾巴有可能擔負這樣的功能,但是今天以條紋來偽裝的動物,好比老虎和斑馬,都是全身長滿條紋,而不僅僅是在尾巴上。

所以,這些訊號是為了傳達給異性的。

現在,我們可以想像雄性恐龍,尤其是小型的獸腳類,就像今日的許多鳥類一樣,會在雌恐龍面前炫耀展示牠們的這一身配備。

有許多鳥類演化出多彩的羽毛來求偶,例如雄孔雀即擁有一身華麗的羽毛圖案。圖/Wikipedia

鳥類之所以有這麼高的多樣性,光是目前已知的物種就將近有一萬一千種,其中一個原因就是性擇,這有助於維持和推動物種的分化,每個物種都有其特殊的羽毛圖案。

倘若剝掉羽毛,大多數樹棲型鳥類的骨架幾乎都相同,但是雄鳥的羽毛讓牠們氣宇軒昂地獨樹一幟,而且因為牠們交配前的舞蹈和展示只會吸引到同種雌性,因此不會雜交。

恐龍有「雌雄二形性」嗎?

意識到許多恐龍可能是經由性擇演化出來的之後,帶來了一個難題:牠們當中有很多都沒有展現出雌雄二形性(sexual dimorphism),即雌雄之間的形式差異。

今天,許多爬行類、鳥類和哺乳類會展現出雌雄兩性的差別——想想身軀光滑的母獅和體形碩大、長有鬃毛的雄獅,或是許多靈長類雄性,體形通常較大,牙齒也較大。

雄獅與母獅的外型相差許多,恐龍是否也有這樣的差異呢?圖/Pixabay

不過,也許鳥類提供了部分答案——儘管雌雄孔雀的外觀相去十萬八千里,但這一切都僅止於羽毛。牠們的骨架非常相似,可能僅有在一些小細節上有所不同。獸腳類恐龍的外觀可能也是如此。

這是近來辯論得最為激烈的一部分,有一派認為恐龍的角和冠是雌雄二形或性訊號的證據,但在另一派人眼中,這些結構則具有不同功能,例如進食、防禦或物種辨識。

凱文.帕迪安(Kevin Padian)和傑克.霍納(Jack Horner)在二〇一一年的一篇論文中為「物種辨識假說」提供了強有力的證據—─他們認為恐龍身上所有「怪異的結構」都是為了讓個體能夠辨識自己物種中的其他成員,也許是因為牠們身處的擁擠環境中,有許多外型相似的恐龍,需要相互保護。

在這樣的模型裡,性擇並不是那麼重要。

羅伯.柯內爾(Rob Knell)和史考特.山普森(Scott Sampson)對此直接予以反駁,他們認為物種辨識可能只是許多恐龍的角、冠和羽毛排列的次要功能,這種結構的演化和維持需要付出高昂的代價,而唯一能夠有效解釋的論據是性擇。

此外,他們指出,怪異結構的形狀和大小在單一物種間的變異很大,因此可能無法當作辨識物種的明確標籤,而是基於其他功能被挑選出來的,諸如配偶競爭,當作是與其他雄性戰鬥的武器,或是向雌性炫耀的裝飾品。

這場爭論還方興未艾,但所有證據都顯示恐龍的社會行為相當複雜,這表示牠們可能並不像過去人們所描述的那樣愚蠢。

——本文摘自《誰讓恐龍有了羽毛? 》,2022 年 7 月,臉譜出版

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「我需要再打疫苗嗎?」,讓血液來告訴你!
台灣科技媒體中心_96
・2022/06/22 ・2535字 ・閱讀時間約 5 分鐘

最近,國際期刊《自然生物科技》(Nature Biotechnology)發表研究,發現透過血液的 PCR 定量技術,加以分析與「T細胞免疫」反應有關的細胞因子「CXCL10」在血液中的濃度,可以有效反映出T細胞對新冠病毒(SARS-CoV-2)的免疫反應程度和持續時間,未來將有助於評估疫苗追加接種的優先策略。

透過血液的 PCR 定量技術,可以有效反映出T細胞對新冠病毒的免疫反應程度和持續時間。 圖/envato

體液免疫力 vs 細胞免疫力

台灣大學醫學院醫學檢驗暨生物技術學系副教授 蘇剛毅 說明:這篇發表在 Nature 子期刊:《自然生物科技》的研究,建立一套量化的「趨化激素」(chemokine):CXCL10 訊息核糖核酸(mRNA)的快速檢測技術,來判定個體對於新冠病毒感染保護性的細胞免疫能力(cellular immunity),進而預測是否可能發生再感染的風險。

CXCL10 是一個受到新冠病毒感染後,抗原特異性T細胞釋放「伽瑪干擾素」(IFN-g)去刺激單核細胞(monocyte)產生的一種趨化激素,可評估個體在保護性的細胞免疫能力。

國立陽明交通大學臨床醫學研究所副教授 陳斯婷 表示:自新冠肺炎疫情延燒至今,對於免疫力的理解大多數屬於「體液免疫力」,亦及抗體產生及其中和性的效價。然而適應性的免疫力,包含細胞免疫力以及體液免疫力,兩者協力方可徹底清除病原菌感染,以及提供完整的記憶型免疫力。

由於體液型免疫力的分析方式較為單純,且所耗費的經費以及分析的技術門檻較低,僅使用血清及蛋白質抗原便可完成分析,因此是研究之初各單位爭相開發的分析模式。相反的,細胞型免疫力因為牽涉複雜的T細胞作用機制、預測蛋白質抗源的專一性,以及分析儀器的高度研究門檻,眾多原因使得相關的研究進展較為緩慢。

蘇剛毅副教授 認為,本研究重要性在於,有別以往是偵測病毒相關抗原、抗體、核酸,更進一步了解個體本身對抗病毒的免疫能力,除了有助了解本身抗病毒能力與感染風險外,亦可幫助疫苗施打策略以及評估追加劑的必要性。而隨著病毒變異株陸續產生,這也有助我們了解,感染後康復或接種疫苗者,對這些變異株是否仍具抵抗力

這項新技術未來將有助於評估疫苗追加接種的優先策略。圖/envato

研究過程是什麼?

先前 2020 年 11 月,南非的研究團隊率先發表研究,以 SARS-CoV2 相關蛋白質刺激受試病患的血液樣本,再以高階的細胞分析儀器(高階多色流式細胞分析儀),找出血液中針對新冠病毒的T細胞活化的標幟,並以新冠病毒檢測陽性之病患與健康的人交叉比對,確認可成功分析有 SARS-CoV2 專一性的活化型T細胞群[1]

2022 年 6 月,紐約西奈山伊坎醫學院團隊的發表文獻,主要是採用上述團隊利用血液樣本的方式分析特定T細胞活化的標幟,但是分析T細胞活化的方式改用行之有年的一種快速的定量 PCR 方法,合併分析共同存在血液中的另一種免疫細胞(單核球)的特定基因表現(CXCL-10),此特定基因表現量會受到T細胞活化後產生的訊息(第二型干擾素)所調節,因此當共同存在血液中的免疫細胞接收到T細胞活化釋放出的訊息後,會讓此特定基因表達增加。因此團隊先透過分析各組別中血液的基因相關檔案,挑出這基因做為T細胞活化的替代標幟。

這個基因標幟在免疫學中並不陌生,但是團隊從各種 COVID19 病人及疫苗注射後的健康族群採樣,以上述方式分析後,得到這個具有統計意義的交集。團隊有鑒於此方法可能在專一性及敏感度稍嫌不足,因此也將測試結果與其他傳統的分析方式進行比較。

結果顯示,快速測試特定的標幟基因,與傳統方法分析T細胞的敏感度及專一性相當接近。

這種檢測方法有風險嗎?

陳斯婷副教授認為:

  • (1) 本研究雖然使用血液檢體,但仍必須經過傳統的T細胞活化流程後,包含後續的定量 PCR 分析,耗時大約兩個工作天。
  • (2) 用極少量的血液(2 uL)且不抽取 DNA,直接定量分析,在台灣的檢驗量能及學術單位並不普遍,若想開發仍必須熟練此技術的操作。
  • (3) 利用其中一種免疫細胞的基因表現,間接做為T細胞活化的替代性指標,若遇到T細胞活化的反應不明顯時,可能會呈現誤差,不如單純分析T細胞來得精準。
  • (4) 每一種蛋白質抗原由特定分子較小的胜肽所組成,會引起特定的T細胞反應,但這些胜肽片段都是經由電腦模型模擬預測並經過實際驗證後才能得知,才有助分析專一性T細胞的免疫力,而不是直接從現有資料庫就可以得到。

蘇剛毅副教授則表示,這篇研究結果確實可以輔助醫師、感染者甚至衛生主管單位在治療與防疫上的策略。但我們也必須要了解幾件事:

  • 人體免疫系統受到任何內在、外在的刺激時,本來就會產生許多分子去因應,雖本研究是利用新冠病毒的「特異性抗原」誘發免疫系統,但研究中觀察T細胞是出的細胞因子「伽瑪干擾素」與單核細胞細胞因子「CXCL10」並非只受到新冠病毒刺激才產生,本研究並沒有評估新冠病毒以外的感染源或其他生理病徵影響。因此在臨床應用上,需要考量受測者的背景因素甚至疫情發展。
  • 免疫反應伴隨的「細胞激素」或「趨化激素」,在數量上都需要受到適當調控,過多或過少都會造成身體的傷害,如果本研究在數量上面可以進一步探討決策閾值的問題,將更有應用性
  • 本研究應用主要仍在輔助性評估,對於防疫與治療而言,還是需要遵照常規病毒檢測、生活防疫、疫苗接種等措施。

研究原文

參考文獻

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