#科学家们弄清楚了为什么热带地区有这么多色彩鲜艳的鸟类#你在窗外看到的鸟儿的颜色取决于你住在哪里。如果你离赤道很远,大多数鸟都会有单调的颜色,但是你离热带越近,你可能会看到越来越丰富多彩的羽毛。

艾伯丁裂谷中的一种蓝头太阳鸟:一个有彩色彩虹羽毛的热带鸟的例子。学分:约翰贝茨,菲尔德博物馆

　　长期以来，科学家们一直对热带地区为何有比其他地方更多色彩鲜艳的鸟类感到困惑不已，他们也想知道这些色彩鲜艳的鸟类是如何到达那里的：这些色彩鲜艳的羽毛是不是在热带地区进化而来的，或者热带鸟类是否有从其他地方来到该地区的色彩鲜艳的祖先。

　　在《自然生态与进化》杂志上发表的一项研究中，科学家建立了一个包含 9,409 只鸟类的数据库，以探索全球颜色的传播。

　　他们发现，彩虹色的多彩羽毛在鸟类生命之树中出现了 415 次，而且大多数都起源于热带地区以外——而且所有现代鸟类的祖先也可能有彩虹色的羽毛。

　　“几十年来，科学家一直有这样的假设，即热带地区有颜色更明亮、色彩更丰富的鸟类，”芝加哥菲尔德博物馆的研究科学家、该论文的主要作者查德·埃利亚森 (Chad Eliason) 说。

　　“我们希望找到一种机制来帮助我们理解这些趋势——这些鲜艳的颜色是如何出现的，以及它们是如何随着时间的推移在鸟类家族树中传播的。”

　　动物产生颜色的方式主要有两种：色素和结构。细胞产生黑色素等色素，黑色素负责呈现黑色和棕色。而结构色则来自光线从不同排列的细胞结构反射的方式。彩虹色，即根据光线照射物体的方式而变化的彩虹色，就是结构色的一个例子。

　　热带鸟类的色彩来自鲜艳色素和结构色的结合。埃利亚森的工作重点是结构色，所以他想探索热带鸟类色彩的这一元素。他和同事们仔细研究了 9,409 种鸟类的照片、视频，甚至科学插图——占科学界已知的 10,000 多种现存鸟类的绝大多数。研究人员追踪了哪些物种有彩虹色的羽毛，以及这些鸟类的栖息地。

野外博物馆收藏的天堂鸟类。学分:凯特·戈伦比耶斯基,菲尔德博物馆

　　随后，科学家们将鸟类颜色和分布数据与基于 DNA 的现有家谱相结合，显示出所有已知鸟类物种之间的关系。他们将这些信息输入建模系统，以推断虹彩的起源和传播。“基本上，我们做了很多数学运算，”埃利亚森说。

　　考虑到现代物种之间的关系和分布情况，以及物种形成的整体模式以及颜色等特征随时间变化的方式，建模软件确定了我们今天看到的鸟类颜色最有可能的解释：数百万年前，来自热带以外的色彩鲜艳的鸟类经常来到该地区，然后分化成越来越多的不同物种。该模型还揭示了有关所有现代鸟类祖先的惊喜。

　　背景是，鸟类是恐龙的一个特殊群体——已知最早的鸟类始祖鸟生活在 1.4 亿年前。一种名为新鸟类的鸟类亚群在 8000 万年前进化，这一群体成为 6600 万年前大规模灭绝中唯一幸存的鸟类(和恐龙)。

在野外博物馆收藏的蜂鸟,主要作者乍得。学分:凯特·戈伦比耶斯基,菲尔德博物馆

　　所有现代鸟类都是新鸟类的成员。埃利亚森和他的同事制作的模型表明，8000 万年前所有新鸟类的共同祖先都拥有彩虹色的羽毛，这些羽毛至今仍在鸟类家族树上闪闪发光。

　　埃利亚森说：“当我得知所有鸟类的祖先都是彩虹色时，我非常兴奋。”

　　“我们之前曾通过研究羽毛化石和羽毛中保存的色素生成结构，发现了彩虹色鸟类和其他长有羽毛的恐龙的化石证据。因此，我们知道彩虹色羽毛早在白垩纪就存在了——这些化石有助于支持我们模型中的观点，即所有现代鸟类的祖先也是彩虹色的。”

　　第一个新鸟类可能具有虹彩的发现可能对古生物学具有重要意义。“既然我们知道要寻找什么，我们可能会在化石记录中发现更多虹彩，”埃利亚森说。

　　虽然这项新研究揭示了虹彩是如何在数百万年的时间里在鸟类家族树中传播的，但仍存在一些大问题。“我们仍然不知道虹彩最初为何会进化，”埃利亚森说。

　　“鸟类可以利用彩虹色的羽毛来吸引配偶，但彩虹色也与鸟类生活的其他方面有关。

　　“例如，树燕在湿度变化时会改变颜色，因此彩虹色可能与环境有关，也可能与羽毛的另一种物理特性有关，如防水性。但更多地了解热带地区为何会出现如此多的彩虹色鸟类可能有助于我们理解彩虹色的进化原因。”

　　更多信息：颜色机制之间的转变影响鸟类的物种形成动态和范围分布，《自然生态与进化》(2024 年)。