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鸟的眼睛大小提供了寄生虫进化的线索

导读 科学家在《生物学快报》( Biology Letters)杂志上报告说,眼睛大小可能在鸟类寄生虫(在其他物种的巢中产卵的鸟类)与其宿主之间的竞争中发

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科学家在《生物学快报》( Biology Letters)杂志上报告说,眼睛大小可能在鸟类寄生虫(在其他物种的巢中产卵的鸟类)与其宿主之间的竞争中发挥作用,宿主有时会检测到外来的卵并排出或丢弃它们。

育雏寄生虫通过将养育工作交给其他物种而取得成功。东道主自己的幼鸟因与外星鸟类的竞争而受到影响。如果寄主鸟类无法识别不是它们自己的卵,那么与它们简单地饲养自己的卵相比,寄生虫可以产生更多的后代。

一些被育雏寄生虫瞄准的鸟类可以识别外来的卵。这些鸟会刺破或抓住卵并将其弹出,放弃寄生的巢穴,或者——在某些情况下——通过在旧巢的顶部建造一个新巢来供奉寄生虫的卵。这使他们能够将育儿的努力仅用于自己的后代。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校进化、生态学和行为学教授马克豪伯说,一些寄主鸟类无法识别自己巢穴中的外来卵,这有点令人困惑,他与伊恩·奥斯普雷共同领导了这项新研究。最近在佛罗里达大学生物学系和佛罗里达自然历史博物馆获得博士学位。

“鸟类的整体视力比我们人类好得多。它们有四种颜色受体,而不是我们的三种。它们还可以看到紫外线范围,”豪伯说。“在这项研究之前,我们不知道他们的眼睛是否适应了卵子排斥。”

为了研究眼睛大小与巢寄生之间的关系,研究人员求助于 1970 年代由芝加哥大学的学生斯坦利·里特兰 (Stanley Ritland) 收集的数据,他测量了博物馆藏品中 4,000 多种鸟类的眼球。Ausprey 和他的同事将 Ritland 的数据数字化,并探索了眼睛大小对各种特征的影响。例如,在最近发表的一项研究中,他发现眼睛较大的鸟类更有可能捕食昆虫或其他需要远视的猎物,而眼睛较小的鸟类则倾向于吃可以近距离观察到的花蜜或种子。

“拥有更大的眼睛类似于拥有更大的相机镜头,”Ausprey 说。“通过收集更多光线,大眼睛可以提高鸟类的视力,即在昏暗条件下和远距离分辨图像的能力。”

在分析不同鸟类的眼睛大小与其作为育雏寄生虫、寄主或非寄主鸟类的生活方式的关系时,Ausprey 发现育雏寄生虫的眼睛比寄主鸟类大——超出了它们较大的体型所导致的预期差异——并且相对于整体体重而言,眼睛较大的鸟类不太可能寄生在它们的巢穴中。研究人员发现,寄主鸟类的眼睛大小也与其识别外来鸡蛋的可能性呈正相关——除非这些鸡蛋看起来很像寄主自己的鸡蛋。

“非寄主鸟类的眼睛往往比寄主大,”豪伯说。“对此的一种解释是,寄生虫会捕食视力较差的鸟类。”

Hauber 合作开展了一项最近的研究,该研究确定了在寄生昆虫与其宿主之间的相互作用中发挥作用的特定大脑结构。但对鸟类的新研究首次展示了像眼睛这样的感觉系统如何促进寄生虫和宿主之间的相互作用,豪伯说。

Ausprey 说,这些发现是了解这种相互作用如何在鸟类中进化的重要一步。

“巢寄生对宿主种群施加了巨大的选择压力,对种群人口和当地物种的持久性产生了重大影响,”Ausprey 说。“令人难以置信的是,像眼睛大小这样一个简单的特征可以提供一个强大的窗口,让我们了解调节巢状寄生虫与其宿主之间共同进化军备竞赛的感觉系统。”

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