杜鵑常常是古人筆下的“情種子”,很早的時候人們就描述過它們的寄生行為。然而隨著氣候的變化,杜鵑與它的寄主物候越來越不匹配,種群數(shù)量迅速下滑。假如古人知曉,恐怕他們將再次為杜鵑而悲情涌動。
杜鵑,又名布谷鳥,屬鵑形目杜鵑科,主要分布于熱帶或溫帶的樹林中。在杜鵑科所有種類中,有大約三分之二的種類可以筑巢、孵化以及哺育幼鳥,而另外約三分之一的種類則需要以寄生的方式繁育后代,這種將卵產(chǎn)在其他鳥的鳥巢中且由義親代為孵化和育雛的行為被稱為巢寄生。除了杜鵑科外,文鳥科、鴨科、擬鸝科、響蜜鴷科中也會出現(xiàn)巢寄生行為,其中杜鵑的巢寄生行為最為典型。
詩情畫意的杜鵑
事實上,自古以來,這種家喻戶曉的鳥兒就備受關(guān)注。杜鵑作為詩歌中常出現(xiàn)的意象,為文人墨客提供了無限靈感,例如大詩人李白的《蜀道難》中“又聞子規(guī)啼夜月”的名句,又如唐代詩人李商隱“望帝春心托杜鵑”的感慨等。最有趣的是杜甫的這篇《杜鵑》,稱杜鵑由古蜀國國君杜宇的精魂所化,以致于當杜鵑在百鳥的巢穴中產(chǎn)卵,百鳥們好像百姓畏懼君王一樣,唯唯諾諾地尊奉這些王子公主。
杜甫在另外一篇《杜鵑行》里也提及了杜鵑在晚春(四月五月偏號呼)出現(xiàn),也注意到杜鵑借巢產(chǎn)卵寄生的現(xiàn)象(寄巢生子不自啄,群鳥至今與哺雛)。杜鵑的出現(xiàn),在七十二物候中,是在芒種(公歷6月6日左右)節(jié)氣之內(nèi)的,曰:芒種之日螳螂生,又五日鵑始鳴,又五日反舌無聲。古人對杜鵑帶有詩情畫意的觀察與解釋,在今天又有了怎樣的變化呢?
氣候變化改變杜鵑的寄生行為
有報道將杜鵑列入“動物界中的十大騙子”排行榜,而杜鵑憑借其高超的巢寄生行為獲得了榜首的位置。杜鵑真的有那么大的本事嗎?通過研究發(fā)現(xiàn),杜鵑可以模仿其他鳥類卵的形狀、顏色而產(chǎn)下相似的卵,它們趁寄主外出覓食的時候,便偷偷溜進寄主的巢里,將自己的卵快速地產(chǎn)在巢中,有的杜鵑甚至還會在離開之前將寄主的卵推出巢外。其他鳥類飛回巢中時,分辨不出有外來者侵入,就會把杜鵑的卵當成自己的卵盡心盡力地孵化。為了能夠獲得養(yǎng)母獨有的寵愛,杜鵑的卵提前孵化出來,之后杜鵑幼鳥便會狠心地將其他還未出世的“兄弟姐妹”推出巢外,待自己羽翼豐滿之后,便會拋下自己的“養(yǎng)母”,遠走高飛,可見杜鵑真是天生的“騙子”。
雖然杜鵑這種巢寄生的行為令人不恥,但從生物學上來看,這是杜鵑繁殖后代的一種技巧,是動物世界里讓人為之驚嘆的生存智慧。然而由于人類社會中溫室氣體的大量排放,近年來全球氣候發(fā)生變化,氣溫的不斷升高使部分地區(qū)的杜鵑發(fā)生物候遷移,不能再順利地進行巢寄生,從而嚴重地影響了杜鵑的繁殖。物候,主要指動植物的生長、發(fā)育、活動規(guī)律與非生物變化的反應(yīng),例如植物的萌芽、開花等現(xiàn)象,動物的交配、繁育、換毛、遷徙等現(xiàn)象。在全球氣候不斷變化的過程中,部分遷徙的杜鵑以及它們相對應(yīng)的寄主對氣候變化的響應(yīng)有所不同,從而導(dǎo)致物候不匹配(亦稱物候遷移),進而影響了杜鵑的巢寄生行為。
目前,對杜鵑及其寄主物候遷移現(xiàn)象的研究主要在歐洲開展。歐洲的杜鵑主要進行長途遷徙,而它們的主要寄主既有短途遷徙的,也有長途遷徙的,以短途遷徙的為主,但無論是長途遷徙還是短途遷徙,它們由越冬區(qū)到達繁殖區(qū)的時間十分接近,這樣杜鵑便會趁寄主產(chǎn)卵后外出覓食時,將自己的卵魚目混珠地產(chǎn)在寄主的巢中。2009年,妮古拉·塞諾(Nicola Saino)等人對歐洲地區(qū)60年間里,杜鵑及其43種主要寄主春天到達繁殖區(qū)時間的變化進行了對比,發(fā)現(xiàn)在氣溫逐漸升高的背景下,杜鵑的短途遷徙寄主到達繁殖區(qū)的時間共提前了14.6天,長途遷徙寄主到達繁殖區(qū)的時間也提前了6天,而杜鵑僅提前了5.3天。杜鵑主要的短途遷徙寄主比杜鵑提前9.3天到達繁殖區(qū),這使得晚到的杜鵑無法獲得合適的時機,將自己的卵產(chǎn)在寄主的巢中,進而影響了杜鵑的繁殖,導(dǎo)致杜鵑種群數(shù)量下降。
微進化有助于杜鵑適應(yīng)新環(huán)境
杜鵑及其寄主由于氣候變化而發(fā)生物候不匹配的現(xiàn)象,其他鳥類以及一些昆蟲,如蝴蝶,也因氣候變化而發(fā)生物候遷移的現(xiàn)象。事實上,這種影響還擴大到海洋中的浮游動物和藻類種群中。氣候變化的影響如此巨大,為什么不同的生物群落對氣候變化的響應(yīng)有差別呢?科學家們給出了以下三個觀點:一、特定活動的物候適應(yīng)范圍對氣候變化的響應(yīng)會因不同物種自身的特殊性而變化;二、某一活動對氣候變化的響應(yīng)可能被另一活動的發(fā)生時機所驅(qū)使,例如鳥類在越冬季節(jié)提前脫毛將驅(qū)使鳥提前進行遷徙;三、不同物種的內(nèi)在基因不同,調(diào)控物候期的內(nèi)在基因?qū)夂蜃兓龀霾煌憫?yīng)。
還有科學家對杜鵑及其寄主之間物候不匹配的現(xiàn)象進行推測,認為杜鵑的短途遷徙寄主之所以能夠比杜鵑提前9.3天到達繁殖區(qū),是因為它們發(fā)生了微進化。微進化又稱種內(nèi)進化,是指由于基因突變、基因流、遺傳漂變或自然選擇導(dǎo)致的等位基因頻率的改變。在氣候變化、氣溫升高的自然選擇下,短途遷徙寄主對環(huán)境改變更為敏感,其調(diào)控物候期的內(nèi)在基因發(fā)生微進化,進而出現(xiàn)提前遷徙的現(xiàn)象。
如若希望杜鵑及其寄主間的物候不匹配現(xiàn)象消失,從杜鵑自身來看,只有期望杜鵑也能盡快適應(yīng)氣候變化,也發(fā)生微進化,這樣才能與它們的寄主的遷徙物候保持一致。研究者也應(yīng)加強這方面的研究,評估物候遷移對杜鵑的影響。
(作者單位:中央民族大學生命與環(huán)境科學學院)
知識窗
我國古代人民非常善于觀察總結(jié)物候現(xiàn)象,其中蘊含著豐富的民族生態(tài)學信息。我們可對比古代的各種文獻記錄,來分析更大時空尺度內(nèi)的氣候變化及對物候的影響。事實上,這種做法已經(jīng)在國際上得到越來越多的重視。
以杜甫的這首詩《杜鵑》為例。情感豐富的杜甫觸景生情,寫下這首“借景喻情”的古詩。盡管古詩飽含封建教化思想,認為杜鵑是由古蜀國國君杜宇的精魂所化,并誤以為杜鵑將卵產(chǎn)在百鳥巢中,百鳥“不敢嗔”,還“禮若奉至尊”。但是排除這些內(nèi)容,我們能發(fā)現(xiàn)杜甫是一位敏銳的觀鳥者,他描述了杜鵑的分布位置,“我昔游錦城,結(jié)廬錦水邊”,還大致描寫了杜鵑棲息的環(huán)境,“有竹一頃馀,喬木上參天”,以及鳴叫時間,“杜鵑暮春至,哀哀叫其間”等,這些都是非常珍貴的歷史文案。如下就讓我們欣賞一下這首古詩。
《杜鵑》
作者: 杜甫
西川有杜鵑,東川無杜鵑。
涪萬無杜鵑,云安有杜鵑。
我昔游錦城,結(jié)廬錦水邊。
有竹一頃馀,喬木上參天。
杜鵑暮春至,哀哀叫其間。
我見常再拜,重是古帝魂。
生子百鳥巢,百鳥不敢嗔。
仍為喂其子,禮若奉至尊。
鴻雁及羔羊,有禮太古前。
行飛與跪乳,識序如知恩。
圣賢古法則,付與后世傳。
君看禽鳥情,猶解事杜鵑。