行为生态学家Mark Hauber评论 “这是一篇即时经典文章,回答了一个看似幼稚却意义深远的谜团。”
长期以来,普林斯顿大学进化生物学家Mary Stoddard一直对鸟蛋多样化的形态感到着迷。同样是滋养保护小鸡胚胎,不同品种蛋壳形状咋就不一样呢?
幸运的是科学家Mary
Stoddard快速地找到了研究材料。过去100年间,加利福尼亚伯克利脊椎动物博物馆收藏了1400种蛋壳,并把它们拍照放到了网上。
于是,Stoddard和她的同事们写了一个名叫Eggxt
ractor的电脑程序,把蛋壳图像输进去,测量每个面的长度、宽度和构型,因为鸟蛋们有尖有长,所以还需要将它们分别与完美球体进行比较。研究人员总共测了将近5万个蛋。
要知道,鸡蛋的形状并非取决于外壳,而是由内膜决定。所以,Stoddard与哈佛大学物理学家L.
Mahadevan团队合作,又写了一个基于蛋膜特性和内部承受鸡胚压力程度的数学表达式。
然后,他们通过改变参数,用这个模型制造了大量模拟蛋壳。令科学家惊讶的是,几乎所有模拟蛋壳都能在现实中找到对应品,只有1种类似热气球的形状,无法找到匹配标本。
“
这很酷,所有现实鸟蛋都可以被公式化!
”德国波恩大学古生物学家Martin
Sander说。
Stoddard课题组为1000种鸟制作了家族树。他们意识到“卵形”是所有鸟蛋的共同特征,但是“卵形”跟鸟巢形状、鸟巢所处地理环境、鸟巢容纳幼鸟数量都没关系。
这项结论打翻了之前有关鸟蛋形状的所有观点。
作为考察指标的一部分,研究人员也评估了蛋壳主人们的飞行能力:翅膀长度和宽度的比值。
“曾经有人模糊地猜想,鸟蛋形状可能与飞行能力有关,但是这一观点一直不受重视。”Stoddard说。
今天报道在《Science》的文章足以说明,
鸟蛋形状的确与飞行能力有关
。
非常擅长飞行的鸟类(比如矶鹞,性孤僻、擅滑翔)的蛋更细长,更不对称,好像飞艇。几乎不飞或者很少飞的鸟(比如咬鹃,擅爬不善跳,飞行能力不行)的蛋更趋于球形。
虱子凭什么能跟人类一起进化?
Stoddard推测,圆形卵比细长卵需要更大的骨盆,长时间在空中飞行的鸟类身体极富流线型,体重更轻、骨骼更小,它们的蛋也随之进化为流线型以适应骨盆。
这项工作具有两个层面的重大意义。首先是对鸡蛋行业的价值,文中记录的蛋形和蛋膜数据对鸡蛋保鲜具有实际作用。其次,涉及鸟类的科普书可能需要重新编了,除了花纹颜色,鸟蛋形状也不可小瞧。