“亚洲无蜂鸟”是咱们这些从小学课本里了解这种世界之最,进而对其发生爱好的人群的一个冲击。为了补偿这种惋惜,人们把外形、取食行为与蜂鸟极为附近,可是血缘上简直不沾边的太阳鸟称为“亚洲蜂鸟”,乃至把一种蛾子错当成蜂鸟,终究取名为“蜂鸟鹰蛾”(Macroglossum stellatarum)。
蜂鸟鹰蛾
现在已知的338种蜂鸟简直悉数集合于拉丁美洲,其间大多数品种散布在热带和亚热带的中美洲和南美洲,但也有一些品种日子于温带区域。鸟如其名,蜂鸟首要依托花蜜为食,当然也会像其他鸟类相同捕食一些小昆虫。
可是2004年德国鸟类学家杰拉尔德·迈尔(Gerald Mayr)在德国的巴登符德堡州发现了3000万年前的蜂鸟化石,然后改变了一直以来被以为的蜂鸟是美洲土著的观念,也在蜂鸟进化的研讨中迈出了重要一步。
这些蜂鸟化石保存于德国斯图加特的一个博物馆里。不同于其他较大体型的脊椎动物,蜂鸟并没有留下许多化石。在此之前,科学家们在巴西和巴哈马群岛的土层中发现了蜂鸟的化石。这些化石构成于地质年代的更新世时期,距今约260万到1万年。
迈尔新发现的蜂鸟化石并不是很完好,而且表现出的某些特征更像是雨燕,而不是现代蜂鸟。再加之蜂鸟一直以来被以为是美洲独有的鸟类,迈尔对其进行了愈加细心的调查与研讨后,终究供认这是前期的蜂鸟化石,并将其命名为“欧洲蜂鸟”。
不管“亚洲蜂鸟”太阳鸟和蜂鸟鹰蛾与蜂鸟在外形及日子习性上怎么地类似,咱们都要供认它们之间并没有特别亲缘联系的现实,反而好像八棍子撂不着的雨燕和蜂鸟却有着极深的根由。
蜂鸟(左)可以悬空啃咬花蜜,而太阳鸟(右)不可以
蜂鸟科、雨燕科及风头雨燕科同归于雨燕目,4200万年前它们的一同先人日子在欧亚大陆上。为进一步探求蜂鸟的进化,加州大学伯克利分校的吉米·麦奎尔(Jimmy McGuire)和他的搭档罗伯特·杜德利(Robert Dudley)用了长达十年的时刻,收集了284个品种的蜂鸟种的451只个别的DNA数据,并制作出了蜂鸟的系统发育树,将蜂鸟的进化进程较为完好地展现在大众面前。
蜂鸟的系统发育树
现有化石标明在大约4200万年前的欧亚大陆上,蜂鸟便开端从雨燕目种分解出来,随后踏上了前往美洲的路途。蜂鸟是不或许飞越海洋的,麦奎尔估测它们或许是经过其时的白令海峡的陆桥进入北美,然后向南来到南美洲。在更新世时期,白令陆桥对猛犸象等动物迁入美洲起到了重要的效果。
欧亚大陆与北美洲之间动物群的挑选性沟通
大约2200万年前,现代蜂鸟的先人悉数抵达了南美洲。南美洲为蜂鸟的爆发式进化供给了极佳的条件,尤其是安第斯山脉一带。比方在冰冷的高海拔区域,授粉昆虫相对较少,这就为蜂鸟的生计与开展腾出了空间。
蜂鸟长于使用生态位还表现在对孤立的山沟以及气候敏捷改变的峻峭山坡的习惯,别的安第斯山脉也为蜂鸟供给了栖息地,由此蜂鸟进化出了南美蜂鸟等九个不同的种。
随后一些品种的蜂鸟从头进入北美寻觅栖息地。大约在500万年前,蜂鸟前后共六次进入加勒比海区域。其间一个起源于北美的蜂鸟类群——bee hummingbirds,也参加了加勒比海的侵略,可是之后又与现存的世系一同在南美洲久居。
蜂鸟的这一进化进程适当风趣,好像也挺完美。可是跟着基因技能的开展,科学家们对鸟类基因组进行测序后发现,鸟类遍及短少脊椎动物感知甜味所需的甜味受体的编码基因。
生物学上的滋味首要有“酸、甜、苦、咸、鲜”五种,咱们也可以感知到这些滋味得益于味觉受体细胞种相应的受体,脊椎动物的甜味和美味是由一种叫做T1Rs的G蛋白偶联受体介导的。脊椎动物一共有三种T1Rs,T1R1-T1R3二聚体担任感触美味,而T1R2-T1R3二聚体可以感知甜味。
当然这些受体不是脊椎动物有必要的,比方猫等食肉为主的脊椎动物体内也不存在甜味受体,它们感觉不到甜味。而鸟类基因组中短少编码T1R2的基因序列,按理说也不会感触到甜味,可是蜂鸟这种首要以花蜜为食的鸟类,在没有甜味受体的情况下该怎么寻食呢?
科学家们用蔗糖水溶液和纯净水对蜂鸟做了一个挑选偏好的试验,成果证明蜂鸟更倾向于蔗糖溶液。这标明蜂鸟是可以感觉到“甜味”。随后他们在几个相同的蔗糖溶液中混入相同体积的阿斯巴甜等人工甜味剂溶液,构成新的混合溶液,一起另取一组蔗糖溶液混入蔗糖溶液作为对照组。试验标明蜂鸟对人工甜味剂有必定的排斥性。
试验中正在取食的蜂鸟
蜂鸟对蔗糖、果糖及葡萄糖这类富含于花蜜中的糖类表现出的灵敏性,标明它们可以特异地辨认花蜜。进一步的研讨发现蜂鸟辨认“甜味”的受体或许与其美味受体T1R1-T1R3二聚体有关。前期蜂鸟和雨燕的一同先人的一个分支的美味受体发生了变异,使其可以感触到花蜜的滋味,所以转而以竞赛更少、更简单获取的花蜜为食,逐渐开展成为现在的蜂鸟。
所以蜂鸟眼中的花蜜是甜味、美味仍是其他的滋味咱们也无法判别,只要它自己知道。可是有必要得说这种突变为蜂鸟的进化打开了新世界的大门。
蜂鸟的食源单一,均为花蜜,可是却具有极高的多样性,可以进化出上百个品种。别的值得一提的是,在有些当地最多可以共存25种蜂鸟,这样的竞赛莫非不会很剧烈吗?
细心调查各种蜂鸟,你会发现蜂鸟喙的形状与它们取食花朵的花冠形状构成了完美的对应。蜂鸟需求花蜜为食,保持生计,而花也可以借蜂鸟抵达传粉授粉的意图,二者在长时间的进化进程中相互习惯,一同进化。
这种特异性进化在长喙蜂鸟中表现地愈加显着。比方以美洲的攀缘植物西番莲的花蜜为首要食源的刀嘴蜂鸟,为了习惯西番莲11.4厘米长的花冠结构,从身体份额来看,刀嘴蜂鸟的喙是一切鸟类中最长的。这就导致了它们在资源挑选上专注而特化,相对来说短喙和直喙的物种在取食上则愈加随机。
刀嘴蜂鸟
许多由蜂鸟授粉的植物会开赤色、橙色和亮粉色的花朵,由于蜂鸟对这些色彩比较灵敏,而昆虫则并非如此,如此便避免了蜂鸟与昆虫的竞赛。在加利福尼亚南部海岸的圣克鲁斯岛,开黄花的灌木猴面花只靠蜜蜂授粉,而红岛猴面花可以招引蜂鸟。
此外以蜂鸟授粉为主的花其花蜜中含糖量偏低,一起含有较高的蔗糖;由于鸟类嗅觉不发达,蜂鸟授粉的花通常是无味的。而以昆虫授粉为主的花的花蜜较浓,而且通常以葡萄糖和果糖为主。
在不同品种的蜂鸟之间,也会由于取食花的形状以及喙形的不同以削减竞赛,世界上最小的蜂鸟(bee hummingbirds)的侏儒化便是一个极好的比如。若以西番莲作为食源,比较于刀嘴蜂鸟,它显然是没有优势的。而体型缩小化之后,与昆虫竞赛花蜜则更为有利。
可见蜂鸟会使用与自己匹配的资源来抵达取食功率的最大化,一起也长于使用不同的资源。所以不难理解为什么这些都以花蜜为食的鸟类能做到如此的多样化。
蜂鸟的行为活动好像都很极点:最小的体型、相对于身体最长的喙,以及在飞行时翅膀每秒可以拍动十几次乃至几十次;由于极高的推陈出新需求耗费很多的食物,蜂鸟中有些品种是有领地认识的,会维护食物来历不受其他蜂鸟的掠取,以保证自己未来的食物供给。此外,蜂鸟有一个扩展的海马体,使其对取食过的花的空间方位有必定记忆力,便于下一次取食。
2200万年来,跟着环境的改变,蜂鸟一直在以极快的速度重塑、开展着自己,而且在同一生态位进化出可以习惯不同环境的品种。这也难怪爬虫学家麦奎尔会对特长之外的蜂鸟发生如此之大的爱好。
现在蜂鸟依然处于一个动态多样化的进程中,迁移到美洲的蜂鸟填补了北美、南美和加勒比区域的生态位和空间位,而且深刻地影响着大陆植物群。在有些当地蜂鸟的数量抵达了饱满,而有些习惯于新环境的蜂鸟也在不断地呈现。
双峰驼和单峰驼
蜂鸟起源于欧亚大陆,可是却在欧亚大陆灭绝,这种在一个大陆上进化,迁移到另一个大陆之后在原家乡灭绝的现象也并非个例,咱们更为熟知的骆驼也是一个这样的比如。4500万年前,骆驼日子在北美洲,约300到700万年前,其间一个分支向南迁徙抵达南美洲,演化成美洲驼或许羊驼;而另一个分支经过白令陆桥抵达亚洲和非洲,演化成双峰驼和单峰驼。而在约258万年前,北美洲的骆驼完全灭绝。
可见生物的演化并不总是被局限于一个关闭的空间,生物进化还有许多种或许性值得咱们去探究。
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