羽毛是一种光滑、复杂的进化创新,使鸟类能够飞行,但除了用于飞行的坚硬的空气动力学羽毛外,杏耀主管鸟类还在身体和最外层羽毛之间保留一层柔软、蓬松的羽绒羽毛,以调节体温。
使用史密森学会收集的625000只鸟标本,萨哈勇敢,彼得·巴克研究员史密森国家自然历史博物馆,使一项新研究检查在249种喜马拉雅鸣鸟的羽毛,发现鸟类生活在高海拔地区有更多的松软下来,羽毛人类物质的类型与比鸟类从低海拔的夹克。这项研究发表在2月15日的《生态学》(Ecography)杂志上,研究还发现,体型较小的鸟类比体型较大的鸟类散热更快,它们的羽毛与体型比例更长,因此隔热层更厚。
在这么多物种中发现如此清晰的模式,强调了羽毛对鸟类适应环境能力的重要性,并表明增加羽毛数量可能是所有鸣禽(或研究人员所称的雀形目)共有的策略。此外,发现来自寒冷环境的鸟类往往有更多的羽毛,
杏耀主管 ,也许有一天可以帮助研究人员通过研究鸟类的羽毛来预测哪些鸟类最容易受到气候变化的影响。
巴夫说:“喜马拉雅山脉是地球上升温速度最快的地区之一。”“与此同时,气候变化正在导致暴风雪等极端寒冷事件的频率和强度增加。能够准确预测鸟类能够承受的温度,可以为我们提供一种新的工具,来预测某些物种可能如何应对气候变化。”
这项研究的灵感来自于一种叫金冠的小鸟,它是在一个寒冷的早晨在喜马拉雅山脉的shok -kharkh森林里进行野外工作时得到的。巴夫觉得自己很奇怪,这只大约和一茶匙糖一样重的鸟,怎么能在冰冷的空气中在树梢飞来飞去,他的手指已经麻木了。巴夫把双手插回厚厚的羽绒服口袋里,脑子里想的是:“喜马拉雅的鸟儿穿羽绒服吗?”
为了回答这个问题,Barve和他的合著者用显微镜对史密森学会收藏的249个来自寒冷高海拔喜马拉雅山脉的物种的1715个标本的胸部羽毛进行了拍照。然后,巴夫和他的合著者使用这些超级详细的照片来确定每根羽毛的绒毛部分相对于其总长度的确切长度。研究小组通过观察每根羽毛靠近基部的蓬松绒毛部分,并将其与大多数鸟类羽毛的流线型末端进行对比,得出了这一结论。
在仔细记录了所有绒毛部分的相对长度后,巴夫分析了结果,发现最小的鸟类和海拔最高的鸟类,那里的温度在最冷的时候,羽毛上的绒毛比例往往最高。分析表明,高海拔鸟类的羽毛比最大鸟类的羽毛长25%,最小的鸟类羽毛的长度是最大鸟类的三倍,这与它们的体型成比例。
过去的研究表明,来自寒冷栖息地的鸟类具有额外的绒毛绝缘,但巴夫说,这是第一个分析在寒冷环境和海拔15000英尺的如此大量物种的这种模式的研究。
巴夫说:“看到这么多物种之间的这种相关性,使我们的研究结果更加普遍,我们认为这些结果表明所有的雀形目鸟类可能都表现出这种模式。”“如果没有史密森尼博物馆的收藏,我们永远不可能看到这么多不同的物种,并了解这种更普遍的进化模式。”
卡拉·达夫(Carla Dove)是博物馆羽毛鉴定实验室的负责人,也参与了这项研究。她说,杏耀平台总代理她很高兴能与巴夫合作,以一种新的方式使用史密森尼博物馆的藏品。Sahas研究了1700多个标本。把它们都放在华盛顿特区市中心的一个地方,而不是去喜马拉雅山研究野生的这些鸟类,显然会有很大的不同。这使他能够在新冠病毒封锁席卷全球之前迅速收集到所需的数据,然后进行远程分析。”
巴夫说,他将继续这项研究,通过实验研究鸟类从羽毛中获得多少隔热物质,然后将其与羽毛的结构和羽绒的比例联系起来。Barve的目标是有朝一日开发出一种模型,让科学家们能够观察鸟类羽毛的结构,并预测羽毛给鸟类带来了多大的隔热作用——这种能力可以帮助研究人员识别易受气候变化影响的物种。
达夫说,利用这些结果来最终了解一些鸟类如何应对气候变化的潜力凸显了博物馆收藏的重要性。“我们在过去200年里收集了62万多份鸟类标本,等待类似的研究。我们不知道我们的标本将来会被用来做什么;这就是为什么我们要维护它们,不断提高它们。这些来自过去的标本可以用来预测未来。”