目前,“大数据”一词可谓是媒体和公众关注的热门话题。在鸟类学研究领域,也有人用大数据去研究鸟类。不过,这次他们是从鸟蛋入手。
普林斯顿大学的Stoddard博士是一位生物学家。 她喜欢硏究鸟蛋的结构和功能上的多样性。“为什么鸟蛋的形状如此繁多?”她尝试解答这类问题。
通过对加州柏克莱大学的脊椎动物博物馆所收藏的5万只鸟蛋的进行大数据分析,她发现较尖形状的鸟蛋的不对称性较高。
在哈佛大学的数学家Mahadevan教授的帮助下,他们利用数学模型发现鸟蛋的形状受到两种压力影响,一种是蛋内的物质从内向外所形成的力量,另一种是鸟妈妈的输卵管环境从外向内的压力,而后者则从鸟蛋壳下薄膜的厚度反映出来(注意:不是蛋壳的厚度) 。
以前,曾有鸟类学家认为,在悬崖峭壁上筑巢的雀鸟,它们的蛋呈圆锥型(conical),因为较尖的鸟蛋即使滚动,也能像陀螺一样旋转,较难滚落悬崖。 雀鸟的饮食、环境、鸟巢的地点和类型,也和鸟蛋的形状都有关连。
但数学家发现,以上观点不完全正确。鸟蛋形状和大小,与鸟的爪翅指数(Hand-Wing Index, HWI ) 有关。 爪翅指数,是计算鸟的翅膀长度和形状,是一个能反映鸟类飞行能力的指标。 爪翅指数越高的鸟,飞行能力便越强。
Stoddard博士推断,鸟的飞行能力越强,蛋就越不对称,或者更加椭圆。 有些鸟会长时间飞行,因此它们拥有一个流线型的身体。 由于体重较轻,它们一般有较小的盆骨和输卵管,岛蛋在鸟妈妈体内形成的时候不能过宽。只有较长形及不对称的鸟蛋形状,才能最大保持蛋的容量。
普通海鸦
如普通海鸦的蛋呈较长型和不对称。 一些倾向飞短程和甚少离开自己地盘的雀鸟,如东美鸣角鸮,它们的蛋则呈球体形状。 较大型的鸟,如鸵鸟的蛋也倾向球形。
东美鸣角鸮
不过,飞行能力的高低和鸟蛋的形状之间的关系存在不少特例。如,鸵鸟的蛋往往是球形的,尽管它不会飞行。而不会飞的企鹅产的也是非对称性的蛋。研究人员这样解释,尽管企鹅不会飞,它们却是游泳高手,流线型的企鹅身驱即使在没有飞行的情况下,或许都能影响企鹅蛋的进化。
Stoddard博士认为, 蛋的形成,包括蛋黄、薄膜、气室、以及钙化的壳,就像是一种专门的设计去适应新的环境。
图片来自维基百科、HBW等。
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