優雅的求偶曲，蜂鳥怎麼唱？

如果民眾都不知道國家支持的科學研究在做什麼，會願意支持政府編列科研預算嗎？今日（2022/07/15）下午於民視林口數位總部，舉辦「科技部科普影視饗宴」，邀請《科學再發現》、《基因啟示》、《實習生的筆記本》、《吉娃斯愛科學》、《工藤心醫的心靈偵探事務所》、《「蜂」起「雲」湧》六部科普影片創作團隊，一同分享創作成果。此外，科技部科教發展及國際合作司司長葉至誠也親臨現場，表達對科普的重視與期盼。

葉至誠司長認為推動科普至關重要，科技部每年花費大量的預算在科學研究上，也有許多出色的成果，但這些成果鮮少在大眾面前呈現。透過通俗但不失精準的科普影片，向大眾說明這些研究成果與生活的連結，能讓大眾更支持研究活動。

《科學再發現》以大眾關切的議題作為切入點，深入淺出背後的科學原理，讓知識得以被活用；《基因啟示》透過貼近生活的生動解說，讓大眾能一覽最新的生物研究；《「蜂」起「雲」湧》則使用新穎 VR 技術，讓一般人能身歷其境理解蜜蜂對農作物授粉的重要性。

《吉娃斯愛科學》從原住民生活和文化出發，結合有趣的科學主題，不只有正確的科學知識，故事也深受小朋友喜愛；《實習生的筆記本》以實境秀呈現，以實習生的角度描寫研究生活的點點滴滴，讓一般人能一窺實驗室的奧秘；《工藤心醫的心靈偵探事務所》扣合青少年精神疾病的增長趨勢，提供青少年精神疾病相關的科普知識，以及最新的治療方法。

聽完各團隊分享後，葉至誠司長也向製作團隊請教製作的細節，說：「今天你們都是科普影片的專家，我是來向你們請益的。」製作團隊們也分享了製作時的辛酸血淚跟成就。

最後，葉至誠司長表示：「科普的另外一個重點，就是可以讓年輕一代，能在小時候就接觸到科學教育，啟發對科技的探索。」而科普影片，正是入門門檻不高，卻能接觸到最新科學新知的方法，期待這些科普影片成為孩子心中的創新種子，萌發未來科學世代。

鹿的鹿角、大象的象牙、動物的體型大小、蝴蝶的特殊斑紋等，這些都是在自然界中動物為了繁衍後代、雄性動物們為了吸引雌性動物進行交配，而針對本身與其他雄性個體的「競爭特徵」進行強化或是展現外觀特色的演化結果。這就是達爾文早在 200 多年前提出的性選擇理論：同一性別的個體（通常是雄性）為了競爭有限的交配機會，會促進性狀的演化。

透過性選擇，動物在演化過程中也產生了新性狀，並造成了個體差異。而這些差異有時會產生全新的功能，對天擇演化作出貢獻。

為了避免騷擾，雌鳥演化出雄鳥的鮮艷羽毛

這樣的演化結果在鳥類中又特別明顯。大部分的鳥類，雄鳥幾乎都比雌鳥擁有更鮮豔的羽毛色彩，也就是鳥類透過鮮豔的羽毛色彩，以吸引雌鳥進行交配，保障自身的繁衍可能。但是，科學家們發現，有些鳥類的雌性也有部分會擁有與雄性外觀相似的鮮豔羽毛，他們還發現，這些雌鳥演化出鮮豔羽毛的原因，竟然是為了避免遭受雄鳥的騷擾。一種叫做白頸雅各賓（white-necked jacobin , Florisuga mellivora）的蜂鳥（後稱：白頸蜂鳥），就產生了這樣的現象。

白頸蜂鳥是一種大型蜂鳥，分布於墨西哥到秘魯、玻利維亞和巴西南部等地區。因為頸背上有一條白色的帶子，也被稱作有領蜂鳥（collared hummingbird）。

白頸蜂鳥的雄性和雌性外觀差異相當大，雄性白頸蜂鳥（上圖）有閃閃發光的藍色頭部、綠色背部、白色腹部和尾巴，脖子後面有一條白色帶子；雌性白頸蜂鳥（下圖）的羽毛雖也是由綠色和黑色構成，但顏色明顯較為黯淡柔和，並有深色的尾巴。

一般來說，在鳥界中，鳥類的幼鳥外觀都會跟成年的雌鳥比較相似，也就是擁有顏色較黯淡不起眼的羽毛外觀。但白頸蜂鳥卻不一樣，他們的幼鳥看起來卻和成年的雄鳥比較相似，都擁有顏色鮮豔的羽毛。

大部分的幼年雌鳥在成長的過程中與一般鳥類相同，羽毛的顏色會朝著異色外觀（成年雌鳥的一般毛色）進行轉變。但是，大約有 20% 的幼年雌鳥，在成年後的羽毛顏色依然會維持與幼年時期相同的鮮豔色彩，這樣的外觀使他們看起來就像一隻雄鳥。因為這樣的特徵，白頸蜂鳥與一般成年後具有「兩性異態性」（同種生物雌雄之間的差異）的鳥類不同，雌性外觀具有多種型態的特徵，因而造成三種不同外觀樣貌的白頸蜂鳥：（顏色鮮豔的）雄性色雄鳥、（顏色鮮豔的）雄性色雌鳥、（一般顏色的）異色雌鳥。

依據達爾文的性選擇理論，我們可以猜測，或許雄性色雌鳥的羽毛顏色，是為了要在成年後做為雄鳥的配偶選擇時，可以對雄鳥有較大的性吸引力，因此在成長過程中才會有這樣保留鮮豔色彩的情形？

從實驗中找到答案，雄蜂鳥的跋扈全曝光

為了搞清楚原因，研究人員設計了一個實驗，他們在一個餵食器的周圍擺放了三種組合的兩個不同標本進行實驗：（1）異色雌鳥與雄性色雄鳥（不同性別、不同羽毛顏色）（2）異色雌鳥與雄性色雌鳥（同性別、不同羽毛顏色）（3）雄性色雌鳥與雄鳥（不同性別、相同羽毛顏色），並觀察白頸蜂鳥對標本的對待方式，觀察牠們會不會依據毛色而對不同個體而有不同。

結果，研究人員觀察到，與性選擇假說的預測相反，雄性在交配選擇上，仍然是對異色雌鳥（顏色比較黯淡的一般雌鳥），而不是雄性色雌鳥（長大過程中保留了鮮豔羽毛顏色的雌鳥），表現出更為明顯的偏好，只要實驗組中有異色雌鳥的標本，所有雄鳥第一次選擇發生交配行為的對象都是異色雌鳥。

另一方面，研究人員還觀察到，白頸蜂鳥的個體交互行為中，雄鳥對異色雌鳥表現出攻擊性的狀況是 100%，卻不會對雄性色雌鳥表現出攻擊性，顯示出羽毛顏色才是雄鳥選擇性攻擊的原因，而不是性別本身。而在這個實驗的影像紀錄中，研究人員同時觀察了四周其他蜂鳥的互動，發現這些對標本的攻擊行為模式，與其他蜂鳥互相追逐的觀察結果一致：

雄性色蜂鳥（無論實際上是雄鳥或雌鳥）更常對其他各體進行攻擊，並且異色蜂鳥被追逐與攻擊的機率遠高於雄性色蜂鳥（無論實際上是雄鳥還是雌鳥）。

這樣的觀察結果讓研究人員更加確定，雄性色的羽毛可以幫助雌鳥免於雄鳥的攻擊，因此雌鳥將自己偽裝成雄性，可以降低自身受到雄鳥騷擾的機率，而這件事甚至比吸引雄鳥交配還要更重要。除此之外，雄鳥也會對有更多食物資源的餵食器展現出更高的控制性，因此雄鳥會傾向透過啄食或碰撞來攻擊雌鳥，以獲得對食物的支配地位。而雄性色雌鳥因為較不會受到雄鳥攻擊，而能取得更多的食物資源。

「這項研究的其中一個靈光一閃，是當我意識到所有幼年雌性都有艷麗的顏色的瞬間。」現任華盛頓大學（University of Washington）、前康乃爾大學鳥類學實驗室（Cornell Lab of Ornithology）和史密森尼熱帶研究所（Smithsonian Tropical Research Institute）的鳥類學家傑‧福爾克（Jay Falk）說，「在生物界中，一個幼體看起來像雄性的生物是很不尋常的事情，所以一定有些原因在對他們的演化進行作用。」

大多數具有兩性異態的鳥類羽毛顏色往往更接近雌性，因為較不顯眼的顏色有助於保護脆弱的雛鳥免受捕食者的侵害。雄鳥較不會對雄性色個體進行攻擊的這件事情，正好可以解釋蜂鳥幼鳥顏色的特殊性。

白頸蜂鳥幼體為鮮豔顏色的事實同時也說明了，對他們來說，比起外在的捕食者，他們更需要想辦法免受自己的同類傷害。

物種演化——仍有等待挖掘的謎團

當然，性選擇理論在生物的演化中的確會發揮一定的作用。只是包括這個實驗，目前有越來越多的證據顯示，生物之間基於非性相關的社會互動也可能在外觀的演化中發揮作用，因而改變生物的性狀。研究團隊也希望在未來的研究中，利用他們的發現，來了解其他物種演化出性別異態的性狀的原因與方式。

「其實研究這件事，你不需要去找一隻你不認識的動物，來探詢有趣的事實或是啟發性的結果，蜂鳥是很多人都喜歡的動物，很多人都和蜂鳥很熟悉，但是他們仍有一些我們沒有注意到或研究過的謎團。」福爾克說「想挖掘有趣的生物事實，你可以從看看每個人都喜歡的動物開始。」

參考文獻

1. 2021，《Male-like ornamentation in female hummingbirds results from social harassment rather than sexual selection》
2. EOL，《Oiseau Mouche A Collier》

Kevin Dale, 美國哈佛大學的電腦科學研究所研究生，發展出了幾乎不需要複雜手動操作或是昂貴硬體的簡單技術，能讓你輕易更換影片中的正在講話的人臉，唯妙唯肖，難以判斷是被修改過的

Dale將他的論文全文放在網路上供人下載，不過我發文這時卻載不下來，因此還沒有深入看。這樣的技術如果更普及，對影像工作者來說就事倍功半了，然而如果這樣的技術真的普及到人人都能做，你會想用來幹嘛呢？

資料來源：Video Face Replacement