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注。杜鵑作為詩歌中常出現的意象,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,也注意到杜鵑借巢產卵寄生的現象(寄巢生子不自啄,群鳥至今與哺雛)。杜鵑的出現,在七十二物候中,是在芒種(公歷6月6日左右)節氣之內的,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?通過研究發現,杜鵑可以模仿其他鳥類卵的形狀、顏色而產下相似的卵,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,近年來全球氣候發生變化,氣溫的不斷升高使部分地區的杜鵑發生物候遷移,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、發育、活動規律與非生物變化的反應,例如植物的萌芽、開花等現象,動物的交配、繁育、換毛、遷徙等現象。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的寄主對氣候變化的響應有所不同,從而導致物候不匹配(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,它們由越冬區到達繁殖區的時間十分接近,這樣杜鵑便會趁寄主產卵后外出覓食時,將自己的卵魚目混珠地產在寄主的巢中。2009年,妮古拉·塞諾(Nicola Saino)等人對歐洲地區60年間里,杜鵑及其43種主要寄主春天到達繁殖區時間的變化進行了對比,發現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的時間共提前了14.6天,長途遷徙寄主到達繁殖區的時間也提前了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,這使得晚到的杜鵑無法獲得合適的時機,將自己的卵產在寄主的巢中,進而影響了杜鵑的繁殖,導致杜鵑種群數量下降。
微進化有助于杜鵑適應新環境
杜鵑及其寄主由于氣候變化而發生物候不匹配的現象,其他鳥類以及一些昆蟲,如蝴蝶,也因氣候變化而發生物候遷移的現象。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范圍對氣候變化的響應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可能被另一活動的發生時機所驅使,例如鳥類在越冬季節提前脫毛將驅使鳥提前進行遷徙;三、不同物種的內在基因不同,調控物候期的內在基因對氣候變化做出不同響應。
還有科學家對杜鵑及其寄主之間物候不匹配的現象進行推測,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,是因為它們發生了微進化。微進化又稱種內進化,是指由于基因突變、基因流、遺傳漂變或自然選擇導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,短途遷徙寄主對環境改變更為敏感,其調控物候期的內在基因發生微進化,進而出現提前遷徙的現象。
如若希望杜鵑及其寄主間的物候不匹配現象消失,從杜鵑自身來看,只有期望杜鵑也能盡快適應氣候變化,也發生微進化,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境科學學院)
知識窗
我國古代人民非常善于觀察總結物候現象,其中蘊含著豐富的民族生態學信息。我們可對比古代的各種文獻記錄,來分析更大時空尺度內的氣候變化及對物候的影響。事實上,這種做法已經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在百鳥巢中,百鳥“不敢嗔”,還“禮若奉至尊”。但是排除這些內容,我們能發現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,結廬錦水邊”,還大致描寫了杜鵑棲息的環境,“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。