18世紀前中葉,歐洲的博物學家如達爾文、艾佛·羅素·華萊士(Alfred Russel Wallace)和亞歷山大·馮·洪堡(Alexander von Humboldt)等來到熱帶地區,發覺這裡的物種色彩鮮艷,與他們本國的動植物大異其趣。
達爾文在《一個自然學家的環球旅行記》(A Naturalist’s Voyage Round the World)說:「熱帶地區產生了引人注目的色彩」;德國地理學家馮·洪堡(von Humboldt)更寫道:「我們越接近熱帶地區,越見到更多結構多樣性、形態優雅和混合不同色彩的物種。牠們是保持青春和力量的有機生命。」
然而,對於達爾文等人的觀察,學界一直無法獲得證實。近日,科學家在先進科技協助下,終於找到支持這項「定律」的證據。
《自然-生態學和進化》(Nature Ecology & Evolution)期刊今年4月刊載了一項由謝菲爾德大學(University of Sheffield)生物科學學院(School of Biosciences)研究員克里斯·庫尼(Christopher Cooney)和加文·湯馬斯(Gavin Thomas)等人的研究,顯示生活在赤道附近鳥類的羽毛,確實更加豐富多彩。
研究團隊利用人工智能(AI),識別英國「自然歷史博物館」(Natural History Museum)收藏的24,000幅、共4,527個種的鳴禽標本,結果顯示曾棲息在赤道附近的熱帶鳥類羽毛顏色,比生活在地球兩極附近的非熱帶鳥類高20至30%。
位於赫特福德郡(Hertfordshire)特靈市的自然歷史博物馆,藏有世界上95%以上現存鳥類標本。研究團隊使用深度學習模型「DeepLabv3」,將每個標本分為1,500個點位,抽取出相片像數資料,計算出相片的色彩分數(Color Scores),以反映這些雀鳥標本的羽毛色調和飽和度的變化多寡。
研究發現,雀鳥標本距離赤道越遠,色彩分數越低。例如,歐洲及亞洲的大部份區域的家麻雀(Passer domesticus),通常只有簡單的棕色和灰色;而在亞馬遜低地棲息的仙唐加拉雀(Tangara chilensis),則屬於鳥類中顏色最豐富的種類之一。
研究團隊目前還未不完全清楚,為什麼熱帶鳥類身上的羽毛更加豐富多彩。其中一個結論是,熱帶和非熱帶物種之間的飲食差異,以及牠們棲息地,可能起着關鍵作用,例如熱帶鳥類經常以水果和花蜜為食,可能導致牠們顏色更豐富。
庫尼又指出,他這項研究,或多或少引證了英國博物學家華萊士的理論──動物外表的顏色,是一種天然的保護色。一些鸚鵡喜歡在常綠的森林中活動,身上綠色的羽毛善於隱蔽自己,有些鸚鵡喜歡在花叢中活動,羽毛就更加絢麗多彩。
另一方面,禿鷲主要棲息於低山丘陵和高山荒原與森林中的荒岩草地、山谷溪流和林緣地帶,冬季偶爾到山腳平原地區的荒漠和半荒漠地區。這些地區的特徵都是荒涼為主,顏色單調,沒有生機勃勃的色調,以大地的黃色和岩石的灰黑為主。因此牠們大部分羽毛的顏色跟環境一樣,也是較為單調,灰褐色為主。
海鳥的顏色通常是白色的,因為當牠們要捕捉魚兒時,白色要比黑色更有利於接近獵物。
其次,鳥類的顏色也與擇偶有關。庫尼發现,生活在森林中的物種比生活在森林外的物種更鮮艷。庫尼說,這可能是因為在更黑暗、樹木茂密的森林環境中,鳥類需要「更明亮、更鮮艷的顏色來吸引其他鳥類,以表明牠們的身份」。