山雀的歌聲為達爾文的性格置換理論提供了即時證據

科羅拉多大學博爾德分校領導的一項新研究表明，博爾德的山雀進化出了不同的音調，以避免與它們的表親混淆。發表10 月 9 日在演化生物學雜誌。

研究結果為查爾斯·達爾文的著名理論之一提供了即時證據，並揭示了人類活動的壓力如何影響野生動物的演化。

山雀常見於北美西海岸和落基山脈的高海拔針葉林中，是一種發聲動物。它們不斷地吹著歡快的“蜜蜂蜜蜂蜜蜂蜜蜂”歌曲來吸引配偶或保衛自己的領地。

黑頂山雀是它們的近親。這兩隻鳥看起來很相似，除了山雀的眼睛上方有一對白色的眉毛狀條紋。黑頂山雀往往生活在，並且在某些地區，例如科羅拉多州的博爾德縣，這兩種鳥的棲息地重疊。

論文的資深作者之一、生態學和進化生物學系副教授斯科特·泰勒想知道這種獨特的生活安排是否會促使山雀進化出不同的特徵。他的團隊的假設是基於達爾文的“角色置換”理論，該理論表明，密切相關棲息地重疊的物種往往在特徵上存在差異，例如外觀和叫聲，以減少不同物種之間的競爭或昂貴的雜交。

加拉巴哥雀就是一個典型的例子。加拉巴哥群島上這些密切相關的鳥類進化出了不同的喙形狀和大小，專門吃不同類型的種子，減少了競爭。

在博爾德，兩種山雀共存，研究人員想知道這些鳥是否開始哼唱不同的曲調。

「對於鳥類來說，鳴叫是個體相互識別的一個重要特徵，」該論文的第一作者、生態學和進化生物學系的應屆畢業生奧利維亞·泰勒（Olivia Taylor）說。

為了探索這一點，該團隊與西安大略大學和康奈爾大學的研究人員合作，他們錄製了 2000 多首山雀歌曲。他們在博爾德對黑頂山雀和山山雀進行了採樣，這兩個物種在那裡共存。他們還追蹤了加州的山雀種群和紐約的黑頂山雀種群，每個物種都單獨生活在那裡。

他們發現博爾德山山雀的叫聲與加州的山雀不同。博爾德的山雀用更多的音符吹口哨，而不是常見的四音符“蜜蜂蜜蜂蜜蜂蜜蜂”歌曲。例如，他們的許多歌曲都有五到六個音符，這比生活在同一地區的黑冠山雀的兩音符歌曲要長得多。

與加州山山雀及其黑頂山雀相比，博爾德山山雀也更有可能包含一兩個介紹音符（歌曲開頭的短鳴聲）。

“我們的耳朵無法真正聽到這些較長的介紹性音符，我們只是在錄製和分析歌曲後才注意到這一點。但是鳥類的聽力比我們的好得多，所以它們當然可以區分它們，”史考特說泰勒（Taylor）在科羅拉多大學博爾德分校山地研究站領導了博爾德山雀研究六年。

先前的研究表明，當黑冠山雀共存時，它們比山山雀占主導地位。如果山雀靠得太近，黑頂山雀通常會將它們趕走，而山雀通常會等待黑頂山雀吃完離開後才接近餵食器。

雖然這兩個物種可以相互繁殖，但黑頂山雀和山山雀產生的雌性雜交後代可能是不孕的。

唱出不一樣的歌作者說，可以幫助山雀區分朋友或敵人並避免雜交。

「相互雜交會產生繁殖成本。從演化的角度來看，不孕的雌性在繁殖中是一個死胡同。也許雜交的雄性也會遭受一些我們還不知道的生理成本。鑑於這兩個物種都適應了在不同的海拔地區，一些雜交品種可能很難在高山的寒冷冬天生存，」斯科特泰勒說。

幾百年前，山雀棲息在博爾德的針葉林中，而黑頂山雀的數量可能比今天少得多。當定居者搬進來並種植灰燼和此外，他們還為黑頂山雀創造了絕佳的棲息地。因此，現在黑頂山雀的數量可能要大得多，而且這些鳥與當地山雀的互動也更加頻繁。

奧利維亞泰勒說：“看看這些物種如何應對最終由人類帶來的壓力，這是非常有趣的。” “為此，我認為記錄和了解我們對野生動物的影響以及它們如何適應共存非常重要。”