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醜鳥怎麼把正妹?

陸子鈞
・2011/05/17 ・212字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 389 ・三年級

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當一隻雌美洲家朱雀(Carpodacus mexicanus)選擇她的伴侶,通常她會和這位伴侶度過整個繁殖季。那些羽毛黃白色缺乏魅力的雄雀鳥該怎麼辦呢?答案是-跑趴。當雄雀鳥意識到他們無法勝過對手,就會加入另外由黃白羽毛雀鳥組成的團體。加入新團體後,交配成功率就跟有亮紅色羽毛的雄鳥一樣,大約84%。這研究顯示,你是誰不重要,重要的是你在哪裡。

資料來源:ScienceShot: How Ugly Finches Get the Girls [14 July 2010]

文章難易度
陸子鈞
295 篇文章 ・ 4 位粉絲
Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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這是真的嗎?傳說級的暴龍之血,引起古生物學家的學術攻防戰!──《 誰讓恐龍有了羽毛? 》
臉譜出版_96
・2022/08/17 ・4514字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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流傳了六千萬年的血液!找到疑似暴龍的血管和細胞

體認到 DNA 不能持續存在個幾千年,讓大家失望不已。也因此,所有那些聲稱找到數百萬年前昆蟲、植物和細菌 DNA 的投稿文章,最後全都被學術期刊拒絕。

千萬年下來,DNA 幾乎無法保存良好,使得古生物學家難以藉此完全破解恐龍的秘密。圖/Pixabay

然而,要是恐龍化石中存在有其他種類的蛋白質呢?好比說骨骼中特定的蛋白質?一九九七年發表了一篇發現恐龍血跡的文章,又為大家帶來新希望。

由瑪麗.史懷哲(Mary Schweitzer)領導的蒙大拿州立大學(Montana State University)的研究團隊表示,他們已經從保存完好的暴龍骨骼中抽取出蛋白質和血液化合物。

若真是如此,這將使我們對恐龍的生理學有更進一步的認識——它們的血紅蛋白結構可能會提供攜氧能力的線索,解決恐龍是否為溫血動物的爭議。

瑪麗.史懷哲因為受到一具保存異常完好的暴龍骨架所啟發,而展開她尋找古代蛋白質的探尋。「就某些方面來看,它幾乎與現代骨骼相同,並沒有受到礦物質的填充,」她說。

外面一層緻密的骨層似乎阻止了水分進入,所以內部的骨骼看來和新鮮的一樣。史懷哲鑑定出這些內部區域的蛋白質和可能的 DNA。她這樣描述當時的興奮之情:

實驗室裡充滿了驚奇的低語聲,因為我注意到血管內有一些我們以前從未注意到的東西:微小的圓形物體,呈半透明的紅色,中間則是黑色的。

然後一位同事過來看了看,大喊道:「你找到紅血球。你找到紅血球了!這看起來就跟一塊現代骨骼一樣。

但是,當然,我無法相信。我問實驗室的技術員:「這骨骼畢竟有六千五百萬年的歷史。紅血球怎麼可能保存那麼久?」

瑪麗.史懷哲的研究團隊可能在暴龍的骨骼中,找到了牠們的血管以及細胞。圖/Science

然後我們對這根可能含有紅血球的骨骼進行測試。骨骼中似乎確實含有血紅素,這是血液中的血紅蛋白分子上負責攜帶氧氣的那部分。

血紅素呈紅色,這也是血液呈紅色的原因,因為這當中富含鐵,在與氧氣結合時就會呈現紅色,這有點類似鐵生鏽時會出現顏色變化的原理。

質疑:這些是恐龍本身的組織,還是外來汙染?

然而,許多其他科學家質疑這些報告,並認為骨骼中富含鐵的痕跡與血液或血液製品無關,可能只是這動物在遭到掩埋很長時間後進入骨骼的鐵質。

在受到許多評論——有些公平,有些可能不公平——後,瑪麗.史懷哲和她的團隊在二〇〇五年又在《科學》雜誌上發表了一篇後續文章,題為「暴龍的軟組織血管和細胞保存」(Soft-tissue vessels and cellular preservation in Tyrannosaurus rex)。

她的團隊溶解掉一些四肢部位堅硬骨骼的磷酸鈣,留下了由狹窄的血管組成的殘留物,其中包含可以擠出的圓形物體。

從圖 A 中可以發現,脫礦的骨骼基質具有彈性,在箭頭處,拉伸後仍然可以恢復,而在圖 C 箭頭處可以看到纖維狀的特徵。圖/Science

脫礦後的骨骼基質是纖維狀的,並保留了一些原始彈性——在一根將近有七千萬年的化石上,這是非常驚人的。

在後來針對相同材料的研究中,史懷哲和她的同事進行了一系列生化測試,試圖證明這些彈性纖維線是由膠原蛋白組成,就像在原始骨骼中那樣。

骨骼通常由兩種主要材料組成:磷灰石礦化針,這是一種磷酸鈣,會嵌入在纖維性的膠原蛋白中。正是這種彈性蛋白質和硬礦物質的結合,賦予活體骨骼有趣的特性,讓骨骼能夠彎曲(在某個角度範圍內),但彎太大還是會脆裂折斷。

在沒有磷灰石晶體的地方,膠原蛋白形成軟骨,這種柔軟的材料讓我們的耳朵和鼻子變硬,也是鯊魚骨骼的主要成分。

不久之後,在二〇〇八年,托馬斯.凱耶(Thomas Kaye)及其同僚將重新解釋所有這些化石發現,指出這全是人為因素所造成的。他們說,這個疑似血管的構造可能是細菌膜,而所謂的紅血球只是黃鐵礦晶體,是一種硫化鐵礦物。

反轉、反轉再反轉,究竟誰比較靠近真相?

瑪麗.史懷哲對這些批評並不買單,到了二〇一五年,她的研究似乎得到了另一個研究團隊的證實,他們表示從八塊白堊紀時代的恐龍骨骼中取得膠原蛋白和紅血球。

然而,到了二〇一七年,又有一篇文章發表,曼徹斯特的麥克.巴克萊(Michael Buckley)及其同事顯示,這些暴龍的膠原蛋白主要是由實驗室汙染物、土壤細菌以及鳥類血紅蛋白和膠原蛋白所組成的。

他們特別指出,那個所謂的恐龍蛋白質與現代鴕鳥的序列相吻合——這是很容易出錯的地方,若是在分析化石材料的實驗室中,也處理這些現代生物的樣本,就會出現這樣的錯誤。

然後,情況變得比較明朗。在二〇一八年的一篇論文中,耶魯大學的博士生亞斯米娜.偉曼恩(Jasmina Wiemann)帶領的一個小組再次研究了那些去除所有礦物質後的化石骨骼中的血管和其他褐色物質。

她進行了一連串複雜的測試,發現這些血管和組織都是真的,但其組成已經不是最初的蛋白質,可能只有膠原蛋白還保持原樣。

其他的成分都已腐爛,轉變成另一種形式,稱為N-雜環聚合物(N-heterocyclic polymers)——所以事實上,瑪麗.史懷哲是對的,她發現的確實是血管、皮膚細胞和神經末梢的一部分,只是在化石化的過程中,蛋白質發生本質上的轉變。

原始的膠原蛋白有可能被保存下來,但處理時必須格外小心,確保它沒有受到汙染。在一九九二年,荷蘭研究人員傑哈德.麥瑟(Gerard Muyzer)從兩隻白堊紀恐龍的骨骼中找到另一種骨蛋白,稱為骨鈣素(osteocalcin)。

有可能是骨鈣素(osteocalcin)讓恐龍骨頭組織可以逃離腐化的命運。圖/Wikipedia

骨鈣素存在於所有脊椎動物的骨骼中,其作用類似於荷爾蒙,可以刺激骨骼修復以及其他生理功能。骨鈣素是一種堅韌的蛋白質,可以非常牢固地與骨礦物質結合,正是因為如此,似乎可以逃過腐化的命運。

它也是一種相對較小的蛋白質,由大約五十個胺基酸組成。在二〇〇二年,曾經為一隻五萬五千年前的野牛化石的骨鈣素分子進行完整定序。也許有一天,我們也可以幫恐龍的骨鈣素定序。

雌、雄恐龍長得到底一不一樣?

長久以來古生物學家一直認為,恐龍具有雌雄二形性,也就是兩性的外觀不同,至少有些種類是如此,就如同之前在第四章中看到的。

在過去,有人曾認為晚白堊世長角的角龍類和長冠的鴨龍類這些植食性動物是如此,牠們的骨架組成大同小異,只是頭上頂著的冠或角不同。

但若根據這種說法,奇怪的案例就出現了:所有的雄性會在一個時期都生活在一個地方,而所有的雌性,也就是頭骨稍微有些差異的個體,則碰巧在另一個時期生活在另一個地方。

這個例子讓假設完全無法成立!

然而,近來恐龍的雌雄二型性再度成為焦點,因為現在我們可以辨識一些羽毛顏色和圖案細節。

有許多動物的雄性、雌性具有非常迥異的外表,恐龍是否也有類似的現象?圖/Wikipedia

現在普遍認為,許多恐龍的羽毛可能是用於展示,而條紋和頭冠則暗示著雄性在交配前的求偶展示,就跟多數鳥類一樣,而這正是性擇在恐龍演化中扮演的關鍵作用,如之前在第四章所提到的。

髓質骨,也許是破解恐龍性別的關鍵!

最棒的是,我們或許能夠根據這些明確的證據來辨別某些恐龍的性別。

大多數的雌鳥都長有一種特殊的骨骼叫做髓質骨(medullary bone),這是一種填充髓腔的海綿狀骨骼,會出現在某些肢體骨骼的核心。

在現代鳥類中,最初是一九三四年在鴿子身上注意到,然後在麻雀、鴨子和雞的骨架中也有觀察到。鳥的身體可以很快生成髓質骨,也可以很快地將其拆解回收,算是一種鈣質的儲藏庫,在需要形成蛋殼時可以快速釋出原料。

後來的研究發現,所有的現代鳥類都是如此。

生理實驗顯示,在雌鳥開始產卵時,髓質骨會在整套骨架的許多骨骼核心累積,然後隨著鈣進入發育中的蛋殼而減少。髓質骨的發育和轉移會隨著季節而出現週期性的變化,主要是受到雌激素(Oestrogen)和其他與繁殖週期相關的荷爾蒙所控制。

二〇〇五年,瑪麗.史懷哲首次在現代鳥類之外的暴龍身上發現髓質骨。從那時起,也陸續在其他獸腳類恐龍和鳥臀目中的腱龍(見隔頁)和難捕龍(Dysalotosaurus),以及已滅絕的孔子鳥和企鵝(Pinguinis)中發現。

由位於開普敦的南非博物館的阿努蘇亞.欽薩米-圖蘭(Anusuya Chinsamy-Turan)及其同僚所發表的一篇關於孔子鳥的研究特別有說服力,因為他們證明鑑定出髓質骨的化石都是雌性標本(參見下圖)。

白色箭頭處,即為雌孔子鳥的髓骨。圖/臉譜出版

在中國博物館蒐集到的數千個烏鴉大小的孔子鳥標本中,已經確定出雌雄兩性的形態。

有一個非常經典的標本是在同一塊石板上同時有雄鳥雌鳥——推測是雄鳥的那隻,長有旗桿般的長尾羽,而假設是雌鳥的那隻則沒有。

因此,就跟現代鳥類一樣,雄性長有荒謬的裝飾品,以便向較為敏感但外表單調的雌性炫耀,試圖展現牠強韌的特性,暗示牠將會是一個好父親。

欽薩米-圖蘭及其同僚在一個顯微切片中發現了位於內腔的髓質骨,其海綿狀的骨組織與一般較為規則和緻密的骨骼完全不同。髓質骨只有在雌性身上發現,從來沒有在雄性身上發現——雖然也不是所有的雌性都有,因為牠們死時並非都處於繁殖季。

不過,在其他例子中對於髓質骨的功能則還有爭議,比方說有研究指出在暴龍和異特龍等大型恐龍身上也有發現髓質骨。他們提出另一種解釋,認為些大型恐龍中之所以有海綿骨,可能與生長突增(growth spurt)有關。

有些體形較大的恐龍,生長速度非常快,幾個月內,體重可增加數百公斤,因此會需要快速取得和調動鈣質,我們將在第六章談這類恐龍。

在現生鳥類,甚至是化石鳥類中,髓質骨的存在是為了繁殖,這一點毋庸置疑,但只有在小型恐龍身上發現這類骨骼,也許是因為產卵對牠們來說是一項巨大工程,就像對今天的鳥類一樣。

從這一對孔子鳥的化石可以看見明顯的雌雄二型性。圖/臉譜出版

深入研究恐龍骨骼,認識牠們的生理機能和交配行為是一回事,但我們到底能不能一如本章開頭的主題所問的,設計出一隻活生生的恐龍呢?

——本文摘自《誰讓恐龍有了羽毛? 》,2022 年 7 月,臉譜出版

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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? 》
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・2022/08/16 ・3583字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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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。

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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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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

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  • 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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