专栏名称: DeepTech深科技
“DeepTech深科技”是与麻省理工科技评论官方独家合作的一个新科技内容品牌。我们专注于关注三个方面:1、基于科学的发现;2、真正的科技创新;3、深科技应用的创新。
目录
相关文章推荐
新浪科技  ·  【外媒:#OpenAI拟制造人形机器人#】据 ... ·  昨天  
雷科技  ·  太狠了!刚曝光的iOS 19,有点猛啊 ·  2 天前  
新浪科技  ·  #B站公布43部国创动画作品#12月21日晚 ... ·  5 天前  
51好读  ›  专栏  ›  DeepTech深科技

你是一只爱飞行的鸟么?别装,看你的蛋就知道了!

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2017-06-25 13:58

正文


在鸟类的世界里,每一只雏鸟都是从鸟蛋中孵化出来的,所不同的,是它们生下的蛋的形状是不一样的——鹬的蛋是泪滴状的,猫头鹰的蛋是高尔夫球状,蜂鸟的蛋则像一颗软糖。



那么,为什么蛋的形状存在着多样性呢?科学家首次对这一问题给出了令人信服的答案:蛋的形状由其对应物种的飞行时间决定。

 

图丨 Mary Stoddard


我们都知道,鸟蛋的基本作用就是提供给雏鸟营养和保护雏鸟的发育,而来自普林斯顿大学的进化生物学家 Mary Stoddard 却一直关心鸟蛋形状的多样性问题。幸运的是,在过去的一个世纪里,位于加州伯克利的颈椎动物博物馆收集了成千上万的蛋壳,这些蛋壳来自1400多个物种,并且已经将它们的图像放到了网上。

 

于是,Mary Stoddard 和她的同事编了一个计算机程序 Eggxtractor,通过这个程序将图片中的蛋都挑选出来,然后测量它们的长、宽以及形状。该研究团队用将近50000 颗蛋的测量数据同完美的球型作比较研究,看看这些蛋到底是尖了多少,长了多少。


这项研究最后发现:有的蛋尖,有的蛋长,有的蛋是又尖又长,而有的蛋则两者均无,但是却没有像热气球那样又扁又尖的蛋。



Mary Stoddard 清楚的知道,蛋的形状并非由蛋壳本身决定而是由内膜决定的,于是,她同哈佛大学的物理学家 L. Mahadevan 以及她的学生 Ee Hou Yong 基于内膜性质和内部雏鸟给与的压力,提出了描述蛋形状的数学表达式。


随后,她们基于这一表达式建立数学模型,通过调节内膜硬度和内部压力,模拟出了许多蛋的形状。“调节硬度、压力这些变量,能够使我们得到自然界中所有的蛋形。”

 


这项研究让相关领域内的专家感到惊艳。正如德国波恩大学的古生物学家Martin Sander 所说:“你知道所有蛋形的统一公式,这是一件多么酷的事情。”


在研究团队制作关于 1000 种鸟类的家族谱期间,她们发现,每一种鸟类都有其独特的蛋形。但之前提出的种种因素,诸如鸟巢类型,鸟巢地点,或者年轻的鸟占族群比例数量等等,都和蛋形之间没有明显的关联。

 

作为工作的一部分,她们研究了翅膀长宽比,这一代表飞行能力的参数,发现这个参数和蛋的形状有关。没人会注意蛋的形状可能与飞行能力有关这么一个模糊的假设,但该研究团队惊奇的发现,飞行时间对于蛋的形状是极其重要的,并将结论发表在了 6 月 22 日的《Science》上



飞行高手,诸如鹬和海鸠,倾向于把蛋生的又长又不对称,有点像飞艇的形状,可能是因为它们在空中的时间比较长所以需要轻盈、紧凑的身体。同时,那些短时间待在空中或者从不在空中的鸟类,比如热带的八色鸫和咬鹃,它们的蛋则更接近于球形。

 

Mary Stoddard 猜测,相比于偏长形的蛋,球形蛋需要更宽的骨盆。对于长时间飞行的鸟类会倾向于往骨骼更小巧更轻盈,身体更流线型进化,相应的蛋形也需往流线型进化以适应骨盆的进化。



 

如今,我们只需要比较一下鸟蛋形状就能猜出谁是鸟类里的飞行能手——可以拿着这个研究结果去对比某个鸟蛋,然后就立即能知道关于这颗鸟蛋的一些大致信息。


-End-

 

麻省理工科技评论

2017年“全球50大最聪明的公司”榜单发布会

时间:6月27日

地点:北京 · 国贸大酒店


报名方式:查看“阅读原文