編者按:以下文章經許可轉載自對話,這是一個報道最新研究的線上出版物。
如果你今年夏天遇到一隻幼年杜鵑,你將目睹自然界最奇異的景象之一。杜鵑幼鳥是其他物種巢穴的入侵者,可以看到它們被不知情的養父母瘋狂地餵食,儘管它們通常明顯比寄主大許多倍。這不禁讓人想知道:這種鳥究竟為什麼要花費如此多的精力來撫養如此明顯無關的後代?線索來自於從成本和收益的角度來思考這個難題。
撫養杜鵑幼鳥通常是以犧牲寄主幼鳥為代價的。例如,普通杜鵑幼鳥以在孵化後幾天內將所有寄主卵或幼鳥從巢中移除而聞名。然而,少數其他杜鵑物種的幼鳥會與寄主自己的後代一起長大。然而,它們仍然會消除競爭——喜鵲寄主幼鳥經常死於飢餓,例如,因為 大斑杜鵑 幼鳥乞求更強烈的餵食。
支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
但寄生性可能並非總是代價高昂的。大斑杜鵑也寄生在禿鼻烏鴉身上,但由於烏鴉幼鳥比杜鵑大得多,它們永遠不會被超越競爭,烏鴉父母總是設法撫養一些自己的幼鳥。對於喜鵲來說,杜鵑的寄生是代價高昂的,而對於烏鴉來說則不然。
因此,當喜鵲將杜鵑趕出巢穴,或識別出外來卵並將其移除時,烏鴉卻不會這樣做。但可以肯定的是,即使成本很低,避免撫養別人的幼鳥也存在進化優勢。
18世紀後期,德國鳥類學家約翰·貝希斯坦提出了一個不同的觀點。他認為,寄主並沒有被利用,而是“欣喜若狂”地有機會撫養杜鵑幼鳥。照顧杜鵑幼鳥是“一種榮譽”。現代生物學家對這種觀點嗤之以鼻,因為自私自利,而不是慷慨大方,才是自然選擇進化的準則。然而,發表在《科學》雜誌上的一項為期16年的研究結果 表明,他可能有些道理。
透過以不同的方式看待這些物種之間的關係,由丹妮拉·卡內斯特拉里領導的這項研究揭示,烏鴉不進行防禦是因為它們實際上從巢穴中有杜鵑中獲益。該研究結合了16年收集的資料和仔細的田野實驗,表明含有杜鵑的巢穴比沒有杜鵑的巢穴產生更多的烏鴉幼鳥。更好的是,作者展示瞭如何得出這個完全違反直覺的結論。
當受到干擾時,大斑杜鵑幼鳥會分泌大量粘稠、有臭味的物質。作者測試了一個新穎的假設,即這種臭味物質可以阻止捕食者靠近巢穴。如果給貓和鷹餵食美味的雞肉,但在雞肉上塗上杜鵑的排洩物,這些典型的巢穴捕食者會被擊退。這表明杜鵑的排洩物是一種非常強大的防禦機制,如果捕食者來襲,很可能同時拯救杜鵑和烏鴉幼鳥。
因此,儘管烏鴉似乎對杜鵑表現得很慷慨,但實際上它們仍然是自私的——它們容忍杜鵑是因為杜鵑為它們的幼鳥提供了好處。
但是,烏鴉是否像貝希斯坦所說的那樣“歡迎”杜鵑呢?這可能比這更復雜一點。烏鴉群居築巢——它們茂密的巢穴通常在樹木光禿禿的樹枝上成群可見——同一田野地點的先前研究表明,較大群體的烏鴉巢穴不太可能被杜鵑寄生。如果撫養杜鵑對烏鴉幼鳥的生存如此有利,我們就會期望情況恰恰相反。也許有其他烏鴉幫助撫養幼鳥也有助於阻止捕食者——杜鵑排洩物的好處不再超過它們的成本。
在那些不驅逐同巢幼鳥的杜鵑物種中,許多物種也會散發出類似的臭味液體。因此,這項研究表明,現在可能是重新審視我們關於為什麼寄主也沒有進化出防禦機制的結論的時候了。在捕食者眾多的地區,即使杜鵑幼鳥帶來的最小優勢也可能足以阻礙寄主物種防禦機制的自然進化。
過去,當我們發現對寄生性沒有明顯防禦機制的巢寄生寄主時,我們得出了不同的結論。也許這些寄主會進化出防禦機制,但還沒有足夠的進化時間來這樣做——寄主落後了。雖然聽起來似乎合理,但這樣的解釋很少令人滿意,因為它們幾乎不可能被檢驗或證偽。然而,丹妮拉·卡內斯特拉里和她的同事們現在已經做到了這一點。雖然有臭味,但他們的解釋更令人滿意。
羅斯·索羅古德接受英國自然環境研究委員會 (NERC) 和科學協會 - 布蘭科·韋斯獎學金的資助。