鳥蛋形狀之謎

撰文|黃貞祥

鳥蛋形狀各異,有橢圓形、尖形和球形等,同樣是蛋,貓頭鷹蛋圓滾滾,蜂鳥蛋是橢圓形,鷸蛋的形狀則有點像雨滴的形狀。

這個謎團困惑了科學家數百年之久,為了解答謎團,美國普林斯頓大學的演化生物學家Mary Caswell Stoddard等人分析了1,400種鳥類的近5萬個鳥蛋的形狀。這些鳥蛋來自世界各地,在十九世紀末和二十世紀初收藏進了博物館,他們利用儲存在加州大學伯克萊分校的脊椎動物博物館的線上資料庫中的鳥蛋照片。

他們撰寫一個電腦程式來分析每個鳥蛋的形狀,建立了一個有關鳥蛋形狀的圖譜,包括貓頭鷹的圓形蛋到鷸的雨滴蛋等多種形狀的鳥蛋 。然後比較了不同鳥類譜系中的鳥蛋形狀,考量了鳥類的進食習慣、巢穴的地點,體型大小及飛行能力等資料。成功地以數學模型來解釋各類鳥蛋形狀的差異,找出鳥蛋形狀與不同鳥類關鍵特徵的關聯。

他們也就各種假設進行分析,包括鳥巢位置是否對鳥蛋形狀有影響,例如在懸崖築巢的鳥,下的蛋要是否夠尖才不易滾出巢,也假設鳥蛋形狀和鳥進食了多少鈣質有關。不過結果顯示,鳥蛋形狀與鳥翼形狀密切相關,關係到鳥翼形態以及飛行能力,而不受鳥類的進食習慣或築巢特徵等影響。擅長飛行的鳥往往會生下形狀不對稱或橢圓形的蛋。這個發現發表在《科學》雜誌(Science)上

具有空氣動力優點的鳥類,往往會產下長形或尖形的蛋。為了飛行,鳥兒的身體不能太圓滾滾,要盡量保持身體流扇易於滑翔,這使得牠們下的蛋也不可以太圓太寬。快速飛行的海鴿,以及要長途跋涉遷徙的候鳥鷸鳥,牠們的蛋都較尖。而小型貓頭鷹東美鳴角鴞則極少飛出領域範圍外,大多是短途飛行,鳥蛋圓滾像球。另外也發現,鳥蛋形狀多變的原因在鳥蛋的彈性內膜,而不是硬外殼。

未來他們希望能夠實際觀察鳥蛋在母鳥體內形成的過程,以進一步驗證這個假設。

鳥蛋形狀的二維圖譜(Spottiswoode, C. N. Science 356, 1234-1235 (2017))

 

原學術論文:Mary Caswell Stoddard, Ee Hou Yong, Derya Akkaynak, Catherine Sheard, Joseph A. Tobias, L. Mahadevan. Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science, 2017 DOI: 10.1126/science.aaj1945

參考資料: 

  1. Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. "How eggs got their shapes: Adaptations for flight may have driven egg-shape variety in birds." ScienceDaily. 22 June 2017.
  2. Speth Yin. Why Do Bird Eggs Have Different Shapes? Look to the Wings. New York Times.  22 June 2017.

 

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