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英科学家透视鸟巢里的科学
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科学人 网站
2005-04-03
“当你仔细观察一只鸟是如何筑巢的，你真的会惊叹不已。”
善于筑坝的海狸，长于设计迷宫般土丘的白蚁，工于打造纸质蜂巢的黄蜂……在动物王国，它们堪称优秀的建筑师，但科学家研究发现，与这些建筑师比起来，鸟类筑巢的“手段”和“技艺”似乎显得更为高明。鸟巢在我们的视野里是最普通不过的东西，但科学研究发现，它却是工程设计学上的奇迹，光建造鸟巢的材料就多得令人惊讶，从蜘蛛蛋丝到羽毛，可谓应有尽有……
大地回春之时，数百万只不同种类的鸟儿利用各式各样的材料———有天然的也有人造的，开始了它们的筑巢大赛。
这些鸟巢的绝大多数都是一次性的，它们仅仅作为鸟在一个季节内的栖息之所。它们的使用寿命并不长，但却被建造得极为精致。
多年来，英国格拉斯哥大学的生物学家迈克·汉塞尔博士孜孜不倦致力于鸟巢的研究，试图改变该领域乏人问津的局面。
汉塞尔博士一直对动物建造巢穴行为怀有浓厚的兴趣，并对此进行了相关研究。从20世纪80年代早期起，他的注意力就投向了鸟类的筑巢行为。
根据对现有的科学文献的查考表明，鸟巢并未因其广大的分布范围和庞大的数量而受到深入细致的研究；另外，世界范围内的博物馆所收藏的鸟巢数量极为有限，人们无法在馆内博览世界上的各样鸟巢。
对此，汉塞尔博士说：“我深切地感觉到，如果想要在鸟类的自然历史方面对它们有所了解，你必须拥有一系列的鸟巢藏品。”
现在，汉塞尔已经开始了对生活在英国的鸟类的巢穴的收集工作，并将这些所收集到的鸟巢收藏在格拉斯哥大学的汉特里安博物馆里。
对汉塞尔来说，对鸟类筑巢行为的研究是鸟类自然历史的一个重要组成部分，应该给予更大的重视。“人们常常会表达他们对一些鸟类使用工具能力的惊奇反应。毫无疑问，当人们看到鸟类的这种行为时会极为震惊。当你仔细观察一只鸟是如何筑巢的，你真的会惊叹不已。”
外观考究
鸟巢的建造通常都遵循美学原理
鸟巢看上去似乎是一种异常复杂的建筑，但当你靠近它仔细观察时，你会发现鸟巢的建造通常都是遵循美学原理却相对简单的设计。
汉塞尔将鸟巢划分为四个各自不同的组成部分或区域。有些鸟巢可能包括这四个部分的全部，其他的鸟巢包括其中的一个或两个。
观察发现，鸟巢基本上呈一个杯状构造，将鸟巢拢为一个整体。鸟巢的衬里可能是一绝缘层，而外层则可能由一薄层材料所覆盖，这层材料通常是做伪装之用。如果鸟巢是一种悬挂式建筑，为了保险起见，它还需要某种支撑以确保其稳性。
格拉斯哥大学研究人员现在仔细研究的一种鸟巢是一种长尾山雀鸟巢。在早春季节，这种鸟的雄性和雌性一起合作，共同建造自己的爱巢，汉塞尔将这种鸟巢形容为它是英国鸟所建造的使人印象最为深刻的鸟巢之一。“典型的是，这种鸟巢通常是被建造在金雀花丛或有刺灌木丛中，其上部分是一个圆屋顶结构，外形呈蛋状，其中一侧有出入口。
汉塞尔发现，这种长尾山雀使用的一种独特的“建筑材料”大大简化了组装巢室的工作。他说：“鸟巢的主要部分是一个袋状物，而组成这个袋状物的材料是由一种特别的蜘蛛丝所粘合在一起的苔藓构成。这种蜘蛛丝来自于蜘蛛的子囊中，用来包裹蜘蛛蛋的一种绒毛状物质。在被利用作为建筑材料的苔藓中还含有小的树叶。这些树叶和蜘蛛丝圈互相纠缠在一起。”
人们很早以前就已经知道蜘蛛丝是鸟类用来建造鸟巢的材料，但是人们认为被用来做建筑材料的粘性蛛丝取自蜘蛛网而并非是来自蜘蛛蛋。蜘蛛丝的粘性对整合整个鸟巢起着至关重要的作用。
规则简单
使用有限范围的建筑材料设计建造出一个非常漂亮的鸟巢
汉塞尔相信，这种相对简单化的筑巢法是一种重要的进化特征。他说：“当你看到一只鸟的时候，你或许能猜出它以何为食，但你不可能知道它建什么样式的鸟巢。鸟的尖喙表明它很有可能以昆虫为食，或者鸟的短而粗的喙则表明它用来啄破植物种子。从解剖学上来讲，鸟喙的这种适应性是为了进食，但绝不是为建造鸟巢。”
所以建造鸟巢应归结为它们的行为模式，而不是机体对环境的适应而具有的某种能力。因为这一点，所以进化压力必然要求山雀的筑巢行为尽量简单化。
例如，鸟类倾向于使用一种有限范围的建筑材料。汉塞尔说：“黑顶林莺就很好地说明了这一点。它的鸟巢全部是由草茎建造而成。这种鸟只是简单地将一根枯草茎折成一个多边形。它把这些多边形一个叠一个逐次堆积起来，随着各个折点的距离的不断增大，所以又形成了更大的多边形。最后形成一个非常美观的杯状建筑，给人一种强烈的这种建筑是经过美学设计的感觉。但实际上这种建筑只是由一种建筑材料构成，并遵循同一个建筑套路。这是鸟类巢穴所通常具有的一个特征：以一种极为简单的规则，并将其简单应用，从而设计建造出一个非常漂亮的鸟巢。”
选材苛刻
甚至用来筑巢的羽毛都出自某种特定鸟类
汉塞尔博士说：“在鸟建造巢穴时，第一步是先建造‘地板’。然后再利用由苔藓蛛丝组成的混合物建造鸟巢的墙壁。在建造巢穴时鸟儿们并没有采用什么特别复杂的设计，但这种鸟巢建筑看起来相当精致，既然有合适的混合型建筑材料，将这种材料组装为一个鸟巢就不是一件困难的事情了。”
在鸟室竣工后，山雀再利用一种薄片状浅色地衣和白色絮状蛛丝将其外层覆盖，聚苯乙烯塑料或报纸碎片也常被用来作为巢室的覆盖材料。最后，居室被与外界隔离开来。
每个山雀的鸟巢是由大约1500个羽毛包装而成。汉塞尔说：“这种情况非常有趣，因为我们在鸟巢周围并没有发现大量的羽毛。”
汉塞尔对山雀建造鸟巢极为感兴趣的一点是它们是如何找到如此巨大数量的专门用做建筑材料的羽毛呢？为了弄清楚这一点，格拉斯哥大学的研究人员在山雀靠近罗蒙湖的筑巢区周边地区抛洒了成堆的带有标记的鸽子的羽毛。在筑巢期结束后，研究人员将山雀的巢收集起来，并将其中的羽毛取走，计算它们的数量。
汉塞尔说：“通过这件工作我们终于发现山雀或许只需要飞出100米远的距离就能找到我们所抛撒的羽毛，而这些羽毛在一个鸟巢中所有的羽毛中所占的比例还不到3%。这似乎表明，尽管周围有大量的很明显的羽毛存在，但山雀并不会依赖于这些我们人为的帮助，它们在进化过程中已经具备了找到充足供给的能力。通常山雀所用来建造鸟巢的羽毛来自于一种特定的鸟类。”
[北京科技报]
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