【繽紛生態】鳥兒的胎教

■長期以來,科學家們擔心動物是否能應對地球氣候變遷。新研究發現,至少有一種鳴禽可能知道如何提前為後代作準備,牠們透過鳴唱通知可以聽到和了解外部聲音的蛋內胚胎。這是科學家首次發現用聲音來影響後代的生長、發育、行為和繁殖。

Photo credit: William Warby, CC BY 2.0
Photo credit: William Warby, CC BY 2.0

撰文|黃貞祥

斑胸草雀屬於雀形目梅花雀科,台灣寵物市場一般稱之為錦花雀,分布於澳洲全境,除了約克角半島、南部沿海地區、塔斯馬尼亞島。牠們身長10-11cm,主要以禾本科植物的種子為食。斑胸草雀與其他梅花雀科鳥類同樣有高度的社會性,雄鳥會唱情歌向雌鳥求偶。牠們是世界上最充分研究的鳥類之一,是僅次於雞而有全基因體序列的鳥,常用於當作脊椎動物腦神經、行為和演化研究的模式動物。

澳大利亞迪肯大學的行為生態學家Mylene Mariette在戶外鳥舍記錄鳥叫時注意到,當父母一方在孵蛋時,會發出迅速、高亢的叫聲。她和合作者Katherine Buchanan在鳥舍記錄了61隻公鳥和61隻母鳥的叫聲。他們發現,只有當最高氣溫升至高於26°C(78.8°F),這些鳥父母才會發出那樣迅速、高亢的的叫聲。但這種叫聲並非單純因為太熱而叫的,因為如果牠們沒在孵蛋,成鳥就不會那樣叫。

為了找出那些迅速、高亢的孵蛋叫聲,是否是為了讓雛鳥提早準備適應高溫,他們在準備的37.7°C(99.9°F)下孵了166顆蛋,在最後五天,他們對那些鳥蛋播放了孵蛋叫聲或一般的叫聲。

當雛鳥孵化後,在蛋中就聽過孵蛋叫聲的雛鳥比聽過一般叫聲的雛鳥更愛叫,而且平均體型更小。更小的體型,有更大的表面積對體積比,更容易散熱,而且也更少氧化物傷害等等。他們接著發現,在炎熱的天氣下,體重較小的鳥確實繼續在他們的第一個繁殖季節比對照組生產了更多的幼鳥,但控制組鳥兒在寒冷的條件下更成功。這個效果相當持久,即使經過了兩個繁殖季,聽過孵蛋叫聲的公鳥仍會偏好較熱的巢,而控制組則選擇較涼爽的巢。

孵蛋叫聲首先在童話鷦鷯(Malurus cyaneus)中發現,那是另一科的澳大利亞鳴禽。不像斑胸草雀,精湛的童話鷦鷯叫聲是一個教導胚胎的特殊「密碼」,以便孵化後從父母那取得食物。

Mylene Mariette認為,斑胸草雀為牠們的後代準備適應未來環境的能力是有道理的,因為牠們生活在澳洲內陸乾旱的棲息地,不管季節只要條件好就繁殖。

這個研究也顯示,即使像斑胸草雀這樣被許多實驗室大量飼養和研究的模式動物,在細心的觀察和好奇心下,仍然會有令人驚喜的有趣發現。

原學術論文:M. Mariette, K. L. Buchanan. Prenatal acoustic communication programs offspring for high posthatching temperatures in a songbird. Science, 2016; 353 (6301): 812 DOI: 10.1126/science.aaf7049

參考資料:
1. Virginia Morell. Video: Zebra finch call prepares their eggs for climate change. Science. Aug. 18, 2016. DOI: 10.1126/science.aah7211
2. American Association for the Advancement of Science. "Born prepared for global warming... thanks to their parents' songs." ScienceDaily, 18 August 2016.
3. Jonathan Webb. Zebra finch 'heat song' changes hatchling development. BBC News. 19 August 2016.

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作者:黃貞祥 現任教於國立清華大學分子與細胞生物研究所暨生命科學系,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

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