|
文 ｜ 《中国科学报》记者 胡珉琦 古希腊哲学家亚里士多德、疫苗接种先驱爱德华·詹纳、演化论奠基人查尔斯·达尔文，以及英国玻璃生产商埃德加·钱斯，这几位来自不同时代和领域的人会有交集吗？ 有，且是因为大自然中最为“臭名昭著”的“骗子”——大杜鹃（俗名布谷鸟）。它从不抚养自己的亲生骨肉，相反，却将卵产在其他鸟类的巢中。当大杜鹃雏鸟孵出之后，还会残忍地把寄主的卵和雏鸟推出巢外。 以上这些人都对大杜鹃的这一巢寄生行为进行过观察、研究，他们有一个共同的身份——博物学者。 在大自然中，巢寄生并不普遍，具有这种习性的鸟种还不到1%，而像大杜鹃这样的案例，更是极端。所以，它吸引了许多人前赴后继地踏入这一研究领域。 这其中就包括英国皇家学会院士、剑桥大学动物学系荣休教授尼克·戴维斯，他是现今大杜鹃行为生态学研究领域的殿堂级人物。 过去30年，他像侦探一样，侦破出了大杜鹃欺骗寄主的各种“叹为观止”的手段，并最终写成了一个自然界的“破案”故事，抽丝剥茧为读者揭示了欺骗行为背后的演化奥秘。 “家庭”破坏者一百多年前，在英格兰伍斯特郡的庞德·格林公地里，世人第一次通过摄像头看到了大杜鹃雌鸟在寄主巢中产卵的过程。 最令人惊讶的是它的速度。一只大杜鹃雌鸟从落到寄主草地鹨的巢中产下卵，再到飞走，全程仅耗时8秒钟。 12天之后，这枚大杜鹃卵顺利孵化。刚出壳的杜鹃雏鸟跟另两只也才孵出不久的草地鹨雏鸟和一枚尚未孵化的卵共处一巢。 这时，大杜鹃雏鸟摇摇晃晃地顶着卵爬上巢的边缘，伴随着最后奋力地扇动翅膀，把草地鹨的卵挤出了巢外。 紧接着，大杜鹃雏鸟又把注意力集中到了其中一只草地鹨雏鸟身上，尝试把它也推出去。直到亲鸟回巢，它才不得不放弃。 这一幕出现在一部名为《大杜鹃的秘密》的纪录片里。所有人不禁想问：大杜鹃到底是如何骗过寄主的？ 其实，英国很多早期的鸟卵收藏者就发现，大杜鹃卵无论是色彩还是图案都有着很高的多样性，欧洲其他鸟类的卵都不及大杜鹃这么丰富多彩。关键是，大杜鹃卵的颜色和图案跟一些特定寄主的卵很相近。 在每一窝被寄生的巢当中，大杜鹃和寄主的卵的发育状况也相差无几。且在产卵过程中，大杜鹃雌鸟会先迅速移走一个寄主卵才产下自己的卵。 不仅如此，有博物学家通过观测大杜鹃雌鸟产卵和大杜鹃雏鸟孵出的时间，计算出草地鹨的卵需要13天时间孵化，而大杜鹃的卵只需12天。这也意味着，只要大杜鹃雌鸟把握好合适的产卵时机，相对较短的孵化时间会使它的雏鸟有机会把寄主的卵在孵化之前推出巢穴。 大杜鹃雌鸟不仅对自己领域内的寄主巢有着非凡的观察力，同时也是厉害的“操盘手”，不断调整产卵节奏，从而使自己的寄生机会最大化。 这些发现，经过了2300多年的积累。事实上，这是一场鸟类观察的接力，正是许多博物学前辈的发现奠定了后来大杜鹃行为生态学研究的基础。 掌控细节的“魔鬼”尼克·戴维斯从6岁开始观鸟，他在成为剑桥大学的一名生物学专业学生时，在距离学校15公里处的威肯草甸沼泽，第一次观察到大杜鹃的巢寄生行为，留下了深刻的印记。而当他正式入职剑桥时，就把研究对象锁定在了大杜鹃身上。 “我不只是想要了解大杜鹃是怎样行事的，还要解释为什么它们会这样行事。”尼克提出了一系列重要的科学问题。他和合作伙伴忠实于观察，认真琢磨，进而形成假说，并利用野外实验来验证自己的观点和直觉。 尼克首先对大杜鹃卵本身提出了疑问：为什么不同族群的大杜鹃要产“模拟寄主”的卵？ 实验表明，寄主之一的芦苇莺确实很在意巢内卵的样子。如果大杜鹃卵拟态寄主卵的颜色和图案，就更容易骗过寄主。 紧接着，他又对产卵流程本身发问：为什么大杜鹃雌鸟要等到寄主产卵之后，才到寄主巢中产卵？为什么它产卵会如此迅速？ 在检验产卵时机时，尼克发现当芦苇莺还未开始产卵时，如果大杜鹃把自己的卵放入它的巢穴中，会遭到芦苇莺的强烈排斥，有可能被直接扔出巢穴。 “任何在我还没开始产卵时就出现在巢内的卵都不会是我自己的，扔掉没商量。”尼克认为，芦苇莺所采取的策略非常合理。 大杜鹃的产卵速度是最引人注目的地方，最快的只需要4秒，最长的也不过16秒。尼克找到的理由是，如果大杜鹃停留时间过长会刺激寄主增加排斥卵的概率。 大杜鹃的非凡之处还在于，它能在一定程度上控制产卵活动的时间。产卵前，它会密切“监视”寄主巢的情况。这期间，它的卵会从输卵管降入泄殖腔内，从而保持待产状态。这样它真正造访寄主巢时，就可以用最短时间产卵，降低寄主的警觉。 “卵的拟态、产卵时机和快速产卵，都是为了增加寄主接受寄生卵的概率。那么，大杜鹃雌鸟为何要在产卵之前移除寄主的卵呢？”得到答案的尼克不禁感叹，大杜鹃对细节的把控到了可怕的地步。 移除寄主卵可以为大杜鹃自己的卵腾出空间，保证巢内不会有太多的卵而影响寄主的孵化效率，这不难理解。然而，大杜鹃移除寄主卵有时是一枚，偶尔也会是两枚，极个别情况下可达三枚。之所以如此，是跟寄主的反应息息相关的。 当芦苇莺的卵数控制在三枚时，它们不会弃巢；但若是减少到两枚时，有的寄主就会弃巢；如果再降至一枚，芦苇莺几乎总是弃巢。有意思的是，尽管芦苇莺几乎总会抛弃仅剩一枚卵的巢，但它们却不会丢下孵化出的任何一只雏鸟。这就对大杜鹃的策略产生了深远影响。 “既然巢内卵数大为减少将导致寄主弃巢，那大杜鹃产卵时能移除的寄主卵的数量就是有限的。而由于寄主并不会抛弃雏鸟，孵化出的大杜鹃雏鸟就可以高枕无忧地把巢内的其他卵或雏鸟排挤掉。” 尼克认为，所有这些问题的答案在于，大杜鹃的策略都是为寄主的防御而量身定做的。 不容忽视的是，这些“诡术”不仅仅局限于成年大杜鹃，有些最让人惊讶的伎俩恰恰来自大杜鹃雏鸟。 寄主为什么会心甘情愿地像照料自己的亲骨肉那样努力饲喂别人家的孩子呢？ 尼克发现，当一只大杜鹃雏鸟乞食时，它的叫声并不像是一只雏鸟所发出的，而更像是一整窝饥饿的雏鸟都在叫的状态。在大杜鹃雏鸟乞食叫声额外的刺激之下，寄主会给雏鸟带回更多的食物。 而随着大杜鹃雏鸟的长大，它的乞食叫声也随之加强。到两周大的时候，它乞食叫声的频率已经等同于两窝芦苇莺雏鸟了。原因是，芦苇莺父母是依靠听觉线索来调整喂食频率的，当大杜鹃雏鸟发出更强的听觉信号，就会促使寄主带回足够多的食物。 从大杜鹃成鸟到卵再到雏鸟，它们完整演绎的“欺诈”套路实在令人“叹为观止”，但这并不完全依赖于大杜鹃自身。 尼克解释，大杜鹃的诡计是和寄主的防御共同演化而来的，它们之间就像一场“军备竞赛”，双方你来我往针锋相对，各自演化出对策与反制措施，成为生物领域协同演化的经典例证。 一头是狂热，一头是理性过去 30 年间，威肯草甸沼泽一直是尼克的户外实验室。“在这里，每一年都有新的发现，相应的，也就提出了新的问题，科学由此焕然一新。这样的旅程永无止境。” 尼克从小就是一个狂热的观鸟爱好者，连他自己也不知道早年对博物学的热情到底从何而来。“父母的确鼓励过我，但他们和我的两个弟弟、一个妹妹都没有为之着迷。” 本书译者、广西科学院朱磊博士风趣地把这种现象形容为“一个家庭出现的'基因突变’”。 国外有许多类似的科学家都是从个人兴趣爱好出发，最后站在了相关科研领域“金字塔”的顶端。 朱磊说，其实在国内有着比英国更理想的观测研究大杜鹃的生态系统，因为有巢寄生行为的杜鹃种类更多，同时也对应着更为多样的寄主。这意味着研究工作更加复杂，难度更大。 “但是，我们无论是行为生态学的发展程度，还是研究队伍的规模，都远远不及国外。”朱磊告诉《中国科学报》，在国外，每年与行为学、行为生态学相关的国际会议都是千人级别的规模，召开频率甚至能达到一年两次，而这其中几乎没有中国学者的身影。 “一方面是因为我们缺乏博物学的传统，另一方面是一项好的行为生态学研究往往需要长年累月的坚持和投入，我们目前的科研体系很难包容这样的研究。”朱磊认为，这是国内行为生态学比较弱小的根本原因。 没有出类拔萃的科学研究，也就很难面向公众进行高质量的科学传播，两者相辅相成。尼克不仅是科学界的大拿，同时也是科普领域备受尊敬的写作者。 “在书中，他把科学思维、研究方法、实验过程完整地呈现出来，让读者能够知其然、知其所以然。”朱磊认为，这样的内容尤其对观鸟人群、博物爱好者有着重要启示。 近年来，中国的观鸟队伍在不断壮大，但在社交媒体、数码摄影时代，他们中的多数人还是把拍到更多种类、更稀有的鸟类作为目标，而透过鸟类的眼睛看世界，提出追问，并借助科学方法寻找答案似乎还未成为人们孜孜以求的方向。 “不要把观察鸟类仅仅当作娱乐，我们可以更严肃、认真地对待它，以便更深层次地理解地球上一些令人惊奇的自然景象。”朱磊如是说。 |
|
|
