花园中的进化
我们总以为进化的过程是那么地漫长,实际上,当我们在自家花园里向黑头莺投喂食物之时,这些美丽的鸣鸟从里到外都悄悄地开始发生改变。
说起小时候的科学教育,每当提到物种进化,我们经常看到的都是一些令人毛骨悚然的画面,例如带着羽毛的恐龙化石,或是早期人类化石等等。人们用这些来使孩子们了解,各个物种是如何在几百万年间分化和改变而成的。同时,这也让我们对于进化产生了某种成见,以为这一过程定要跨越漫长的地质年代才会形成。其实,进化有时候会来得非常快,而且就发生在我们眼皮底下。
花园里越冬黑头莺的身影
黑头莺原本每年秋天飞到地中海沿岸过冬,但近40年来有些混乱了,是什么原因导致这些鸟儿在冬天飞向了相反的方向呢?
让我们来看看黑头莺吧。在英国,黑头莺像其他栖息的鸣鸟一样,这种迁徙鸟类过去很少踏足人们的花园,它们更喜欢栖息在森林、树丛或是矮灌木林里,每年秋天再飞到地中海沿岸过冬。但是最近40年人们发现,黑头莺抵达英国的时间表开始有些混乱了,而且更奇怪的是,它们似乎爱上了人类的花园。冬季,许多英国人都在自家的花园里发现了这些越冬候鸟的身影。
黑头莺的数量正稳定增加着,它们开始和山雀以及家雀争抢喂鸟器里的食物。一开始,大家以为这是本土的原生品种,可随着科学研究的深入,人们才发现,这其中的故事比想象中的要精彩得多。
首先,通过鸟类环志调查,研究人员发现,这些在英国过冬的黑头莺实际上来自于中欧地区,而且以往它们都是飞去南方过冬的。那么,是什么原因导致这些鸟儿在冬天飞向了相反的方向呢?我们知道,虽然不同鸟类的迁徙机制不同,但许多鸣禽的迁徙模型都是内在定型的,就仿佛一个内置的程序一般,往哪儿飞,飞多久,所有的指令几乎都出于本能,由遗传基因所控制。
不过,就像程序一样,有时候这样的指令也会出点小岔子。例如:有些鸟会飞错方向,有些鸟飞过头了什么的,但这些大都归咎于糟糕的天气、经验缺乏,或是运气差了些等等。早年有研究认为,一些来自远方的不速之客是因为基因突变而形成的变种,后来这一说法被推翻,事实上那些都是没有经验的幼鸟,在迁徙的过程中迷了路而已。
也许,就算基因错误能解释为什么早期有一批欧洲大陆的黑头莺来到英国过冬,可这群“移民”并没有从中获得好处,大部分的种群都随着时间逐渐消亡了。但是,最近这几群新近到来的黑头莺,不但捱过了英国和爱尔兰的冬天,还成功地飞回到它们的中欧老家。
科学家对此进行了研究,他们认为,这群颇具冒险精神的黑头莺会比那些在地中海沿岸过冬的同胞们更早地回到自己的繁殖地,并相互进行交配,它们的后代便可以遗传秋季往北飞过冬的行为。而且,由于黑头莺的迁徙并非由家庭领导,所以小黑头莺在整个迁徙过程中没有任何来自父母的指导,这也从另一个方面印证了,是由于遗传基因的改变而导致了黑头莺迁徙地的改变。更为重要的是,研究发现,这些到英伦三岛过冬的黑头莺,比起飞往地中海过冬的种群,其哺育的后代数量要多得多,这很可能是它们可以更早地抵达繁殖地而带来的好处之一呢!
温和的冬天......
是什么原因使得英国的冬天这么特别,能够使得黑头莺突破进化的常规呢?
科学家的研究证实了之前的假设:黑头莺确实在我们眼皮底下开始了自身的进化。往西北方向去过冬,这样的行为模式和遗传基因会导致后代的增加。于是,黑头莺种群里这样的行为出现得越来越多。那么,是什么原因使得英国的冬天这么特别,能够使得黑头莺突破进化的常规呢?
一个重要的方面来自于天气。从上世纪50年代开始,英国冬季严酷的气温便有所回升,不仅如此,几十年中,饲喂花园内光顾的鸟儿也成了英国人一项新的业余爱好,并且逐步发展成为一个年均价值200万英镑的产业。自然爱好者们不停地为鸟儿投放大量的黑芝麻、葵花籽、牛油块以及混合鸟食,当然还有传统的花生以及残羹冷炙等等。
相比之下,在地中海的越冬地过冬的黑头莺们,其主食一般为各类野生浆果。初冬时,对于野生和花园内的栽培品种,这些吃苦耐劳的鸟儿们往往会两者兼顾,金银花、栒子、花楸树果子、苹果,还有红豆杉它们都来者不拒。但到了深冬,野生的果实几近绝迹,鸟儿们便只能依靠在花园中翻捡食物过活了。
还有些例子可以用来佐证,正是因为气候变暖,以及人们在花园中摆放的喂鸟器增多,使得在英国越冬的黑头莺存活率大大提高。不过要确认这一点,还需要大量的数据。英国鸟类学基金会接下了研究的重任,这一历时20年的项目简直可说是鸟类学基金会成立以来最轻松的项目之一了:鸟类观察志愿者们每周都会定期把从自己花园中获取的观察数据上传到项目组,同时还会说明自己投喂的食物是什么。
要在这海量的珍贵观察数据中挖掘出黑头莺活动的规律可不是件容易的事。鸟类专家首先让观察者们注意黑头莺更喜欢吃哪种食物。志愿者们反馈的结果是:黑头莺更喜爱进食牛油块和葵花盘。专家随即运用项目获得的長期数据,将这两类食物对黑头莺出现概率的影响作了细致的分析;还考察了这些食物与黑头莺的栖息地城市化现象及冬季气温之间的相互关系。随着越来越多的黑头莺种群数据收集,这些鸟儿来此过冬的原因也渐渐地浮出了水面。
关键因素的组合
我们的行为对于环境能产生快速改变,花园中投放鸟食只是其中一个很小的例子。
透过数据分析,科学家们发现,花园中喂鸟器的普及,和人们是否提供稳定的食物,这两者导致了黑头莺分布的差异。同时,他们还发现,冬季的气温会直接影响黑头莺的数量。所以,综合来看,食物的数量以及暖和的冬季气温,是决定黑头莺越冬模型的两大最关键因素。值得一提的是,葵花盘的投放对于黑头莺成功越冬也有明显的帮助呢!
通过这些研究,科学家发现,仅仅只是将自家喂鸟器中填满食物,我们就可能改变一整个鸟类种群的遗传基因。不仅如此,在英国过冬的黑头莺,其外形也有了改变。比起那些在伊比利亚半岛越冬的同类,这些鸟儿长出了更窄更长的喙,使得它们更加容易地啄取到喂鸟器中的种子和牛油块。这样从里到外的改变,真是我们一天天重塑自己花园中鸟儿的最好明证。
当然,这样的改变从宏观上看仍然是微小的,这个冬季北飞的黑头莺种群还远没有形成一个独立分化的群体。如果它们继续和那些南飞过冬的伙伴们通婚,也许种群间的分化永远都不会到来,可不管怎样,仅仅几个世代的黑头莺之间就产生了这样巨大的差异,这也向我们清晰地展现了种群分化过程中最初始的一步。
既然说到这里,我们要知道,并非每家每户的后院都有黑头莺的光顾。在英国花园鸟类的数量及行为变迁史上留下名头的,还有很多其他有趣的鸟儿。例如,1921年被观察者记录下来的蓝冠山雀,就以自己常常撕开瓶口的铝箔吸取奶油的特技而闻名。不过当城里开始流行喝脱脂牛奶后,这些馋嘴的鸟儿们便逐渐消失了。取而代之的,是环颈鹦鹉的崛起,然后是家燕和雨燕族群的繁盛,它们已经可以直接在人类的建筑群中筑巢了。
最近20年里,金翅雀的数量也有了显著的提升。据调查,25年中,金翅雀的种群数量激增至250%。对此,英国鸟类学基金会着手开始新的研究,看是否喂鸟器在其中也起到了關键作用。另外两种体型更小的芦花黄雀和小朱顶雀,也展现出极强的适应性,对于新奇的食物,它们从不抗拒。
那么,这些鸟儿也处在进化中么?大多数情况下来说,不太可能。因为即便其展现出来的适应性改变再大,相互间学习如何挖掘新的食物来源,这一点对于鸟类来说并非受遗传基因控制。不过,这样的行为改变也确实会向我们提出一些新的问题,例如:这些鸟会不会长此以往开始依赖我们?这样对于它们来说到底是好是坏?
有些人认为,最好不要向鸟类提供食物,因为这会导致它们丧失自身搜寻食物的本领。幸运的是,这一点被研究证明是错误的。研究表明,鸟类会根据情况的不同,调整自己的取食策略。例如2015年11和12两月,由于天气温和,各种鸟类喜食的果实在野外环境中仍旧数量颇丰,挑剔的鸟儿们就纷纷抛弃了各家早已为其准备好粮食的花园,到广阔的林中大快朵颐去了。
我们的行为对于环境能产生快速改变,花园中投放鸟食只是其中一个很小的例子,而且至少现在看来,这一举动为我们和鸟儿带来了共同的好处:一来鸟儿们的食物得到了补充,二来我们也从中获得了巨大的乐趣。更重要的是,以黑头莺这一小巧的鸟儿为例,它们向我们展示了,鸟类在面对因人类而剧烈改变的环境面前,拥有重塑自身基因的强大能力。
作者:成琳岚
来源:《大自然探索》2017年第04期