它世界 第251期 陕西省森林文化协会 华商报社联合主办 鸟类迁徙如何演化

无论是到非洲南部越冬的普通楼燕，还是往返于南、北极之间的北极燕鸥，这些迁徙的鸟类都带给我们关于鸟类迁徙活动的无限遐想和震撼。

鸟类迁徙或者不迁徙，以及如何迁徙，似乎是难解的自然之谜，然而现在这些谜题正在被科学家逐渐揭开。

有的迁徙距离几乎跨越全球

有的仅发生在一个山头上

对于鸟类而言，迁徙是一种非常直接的、为了追寻食物等资源需求的行为。很多鸟类在一年里进行两次长距离运动，这类运动在季节和路线上都十分精确，因此科学家将这种定向、定时、精确的运动统称为迁徙。

同样是鸟类的迁徙活动，它们的距离却长短不一：有些种类如穗口几乎可以跨越全球，而有些种类如克氏星鸦，迁徙仅仅发生在一个山头上，从高海拔到山谷只有区区几千米直线距离。

地球自身环境变化

驱动鸟类迁徙行为的演化

鸟类迁徙的行为是如何演化的？一个主流的看法是，鸟类的迁徙是从最初的、小尺度的分布区扩张演化出来的：鸟类每年需要扩张它们的分布范围以寻求新的食物资源和配偶。日积月累，鸟类的运动从繁殖地到觅食地之间的季节性运动开始，由于地球自身的气候变化及其导致的资源的周期性变化，鸟类主动地去适应这种变化，最终逐渐演化出鸟类迁徙的运动。

在这个演化过程中一个关键的驱动力量是地球自身的环境变化。一个近期有关新大陆莺类迁徙演化的研究清楚地揭示出，鸟类的迁徙并不是过去几千年演化的产物，也就是说迁徙能力是一个非常古老的、现生所有鸟类（甚至是整个脊椎动物）共同拥有的特征，为的是追寻离散分布在不同地方的资源。

北方起源和南方起源假说

数百年来，鸟类学家对于在北美洲繁殖、到南美洲越冬的鸟类迁徙起源和演化方式充满了争议，存在着两种假说：也许迁徙最初是在北美洲温带地区的繁殖鸟类，要到南美洲热带地区越冬；另外一种可能性即南美洲繁殖的鸟类需要扩张到北美洲温带地区寻找繁殖的机会。于是这两种可能性就成为了“北方起源”和“南方起源”的两种假说。

由密歇根大学教授Benja-min Winger博士领导的研究团队，使用系统进化比较分析方法，重建了北美许多迁徙鸟类的系统关系进化树，在这个树上有800种雀形目鸟类，包括北美的森莺、主红雀类、唐纳雀等。他们使用这样一个系统进化树结合模型来推演这些鸟类迁徙模式的祖先性状，即推断这些鸟类在历史上繁殖地和越冬地的变化，以此帮助他们来理解这些鸟类祖先的迁徙模式是如何演化的。

研究结果显示，大部分长距离迁徙的鸟类都是由在历史上向南美洲的热带越冬地扩张的祖先演化而来。反之，从南美洲的热带地区向北美洲扩张的鸟类则十分少见。

这个研究最核心的结果揭示了迁徙更可能是由北方繁殖的鸟类向南方扩张栖息地的产物，从而支持了迁徙“北方起源”的假说。

迁徙习性也可以丢失

有的迁徙特征和祖先完全相反

但是，还有许多曾经迁徙物种因为各种原因，丢失了迁徙的习性。比如1980年，阿根廷的鸟类学家在布宜诺斯艾利斯首次发现有家燕繁殖。家燕本是北美洲常见的夏季繁殖鸟类，冬天到南美洲越冬，然后返回。

当然，这不是一个孤立的错误事件。来自于康乃尔鸟类学实验室进化生物学实验室的博士后Shawn Billerman曾经的一项研究显示，这个阿根廷种群维持了几十年，这个种群可能是当初首先在阿根廷繁殖个体的后代，也有可能包括了新加入的、来自迁徙家燕中的“不安分子”。这些家燕的个体似乎可以丢掉它们的迁徙习性，而完全地改变为南半球的生活节奏，这也就意味着它们需要在南半球的夏季繁殖，比正常家燕的繁殖期推迟了六个月。而且它们在南半球的冬季，也就是北半球的夏季被记录到向北方迁徙。也就是说，在近40年的演化过程中，它们的迁徙特征和祖先完全相反了！

最大影响因素——气候

地球的气候变化曾经帮助推进鸟类物种迁徙行为的演化。但如今全球气候变化对于鸟类迁徙的影响更加迅速和剧烈。虽然气温升高的日子提前，昆虫结束休眠的季节变早了，但植物、昆虫和鸟类都有自身对于季节和物候的调节机制，因而鸟类存在着对于它们的迁徙时间与食物资源出现时间上的生态不匹配性，最有代表性的研究案例是欧洲的斑姬鹟。

长期以来，人们认为鸟类迁徙节律对于繁殖期时间的设定受它们身体内部的生物钟调控。这就意味着，鸟类使用昼夜长短的变化来识别一年当中的季节变化，而不是使用和气候有关的信号，比如说温度变化。最新研究表明，鸟类可以在生理上进行微调生物钟，而不是要等待自然选择的作用。比如，年轻的斑姬鹟似乎可以通过它们在巢里面体验到的昼夜长短变化来校准它们的生物钟，通过这种校准来调控它们秋季迁徙的时间，以利于来年春天适应提前迁徙的新节奏。

然而，这样的机制并不能解决斑姬鹟所面临的所有问题。斑姬鹟仍然较晚到达欧洲北部，因此错过了春季昆虫的爆发期。这并不是它们的生物钟出了问题，而是因为气候。当斑姬鹟在春季迁徙的时期经过南欧停歇地时，它们的身体条件正处于较差状态的时期，此时正需要捕食昆虫来补充体力。然而由于南欧的气候变化、物候提前的节奏并没有像北欧那样剧烈，从而影响了斑姬鹟以南欧的物候精确地掌握好它们的迁徙日程，但却最终导致其到达北欧的时间还是未能赶上昆虫大爆发。

斑姬鹟的研究也显示了鸟类迁徙中的一个悖论。迁徙是生物利用地球季节性变化的一种非常有利的方式，然而迁徙是一个消耗能量、充满不确定性的旅程，鸟类在这个过程中的任何一个节点上，都有可能经历各种不利状况。尽管如此，还是有上千种鸟类演化出迁徙的习性。这足以说明，对于鸟类而言，迁徙也许真的是一种在演化上值得尝试的“赌博”。（Panda，Crazybirdy编译） 华商报记者 宁峰 摄

听专家聊那些吃草的“大羊”

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