2018年4月27日

鳥類與土壤的小故事

嚴融怡/畢業於中興大學土壤環境科學系,曾擔任中研院助理。喜好徜徉在知識之海當中,熱衷於自然科普寫作。



土壤作為萬物重要的生長源頭,對於鳥類也是同樣重要的。鳥類沒有牙齒,但卻具有相當於牙齒功能的特殊構造──「砂囊」,這個由強健肌肉所組成的胃囊,也被稱為「筋胃」。許多鳥類所吞下的食物都依靠砂囊蠕動摩擦來攪碎,所以鳥類會在土壤環境中挑取細砂吃進砂囊中,以增加磨碎食物的作用。這些吃入的細沙會隨食物一起排出體外,因此還必須定期補充。光就攝食而言,就可看出鳥類和土壤之間的依存關係。


自然界當中有很多鳥類需要在土壤環境當中找尋食物來源,也因此牠們演化出很多有趣的機制。地啄木是冬季有時會遷徙來到臺灣的迷鳥,牠是啄木鳥當中比較原始的類群,不像其他啄木鳥一樣攀附在垂直的樹幹上,也不會在樹上鑽洞,但喜歡搜尋森林底層枯枝落葉和土壤當中的螞蟻,特別是幼蟲和蛹,牠們發展出又長又黏的舌頭,用以舔舐土表的蟻丘和昆蟲。有時則以蹦跳的方式,沿著水平或傾斜的枝條於空中掠食。河口濕地與海岸濕地土壤常常可以看到的鷸科和鴴科鳥類,這兩種鳥類被人們合稱為「鷸鴴科」,但其實牠們不僅血緣關係遠,就連捕食的手法和生理結構也大不同。以紅腹濱鷸和歐洲金斑鴴這兩種鳥類為例,雖然牠們都屬於在廣闊地域出現的鳥類,兩者的覓食也都涉及精確地啄食(pecking)或撲衝(lunging)等動作;但紅腹濱鷸主要是依靠觸覺來覓食,而歐洲金斑鴴則主要是依靠視覺來覓食。鴴科鳥類的眼睛通常又大又明亮,因此像是金斑鴴和小環頸鴴等鴴科鳥類雙眼,都具備精確啄食的正面視野,而鷸科正面視野的範圍相對比較窄。

鴴科鳥類善於快速奔跑追捕在土面上活動的小動物,例如各類招潮蟹或是貝類,除了運用視線來偵查,牠們還會用腳快速在灘地上踩踏(foot-trembling)製造震動,將泥灘當中的小動物驚嚇出來,然後吃掉。鷸科鳥類如丹氏濱鷸、磯鷸、三趾濱鷸等,則具有長長的嘴喙,嘴喙上充滿了血管和神經,同時嘴喙表面分布大量的感覺窩(sensory pits),在這些感覺窩當中具有一種被稱為赫伯斯特氏小體(或稱為赫氏小體,Herbst corpuscles)的受器,這是一種機械感受器(mechanoreceptors),能夠感測無脊椎獵物埋入沉積物當中所造成的壓力梯度變化。因此鷸和鴴其實是各擅其長的泥土掠食者。鷸科鳥類根據嘴型(嘴喙的大小長短),也會將所吃食物做生態區位(niche)上的區隔,像是杓鷸類和濱鷸類的嘴長有別,所鑽入土洞覓食的深度及所採集獵物的種類也有所不同,這樣可以減少彼此因為食物競爭所造成的干擾。

在許多都會公園與校園草地上,常常可以看見的黑冠麻鷺,根據一些前輩的觀察,推測可能善於使用聽覺來感測牠們喜歡吃的各類蠕蟲在土壤中的位置,包含蚯蚓、甲蟲幼蟲、蝸牛、螃蟹、蛙類甚至小型蛇類等。但這方面在國內外還沒有更為詳盡的生理學研究報告,很值得後續進一步的研究。

許多鳥類會吃土中的小動物,也有許多鳥類會住土洞,住土洞的好處很多,包括掩蔽性高、可避免外界干擾、半封閉空間較能維持常溫而不受外界天氣影響等,因此在自然界其實有不少鳥類喜歡住在洞穴當中。有些鳥類不會自己挖洞,而是使用現成洞穴,即次級洞巢鳥(secondary cavitynesting birds),例如八哥和貓頭鷹等。

鳥類當中以泥做巢最多樣化的是燕科鳥類,當中有掘洞為巢穴的燕子(像是棕沙燕和灰沙燕),也有修築碗狀泥巢的燕子(像是與人比鄰而居的家燕或在橋下築巢的洋燕),還有的會建造鵝頸瓶般的封閉泥巢(例如赤腰燕)等。根據溫克勒(David W. Winkler)和謝爾登(Frederick H. Sheldon)在1993 年針對17 種燕科鳥類的燕巢型態與DNA 分子雜合實驗種系發生對應比較,發現燕科鳥巢的演化順序是土洞→碗狀巢→有覆蓋的碗狀巢→鵝頸瓶狀封閉巢。燕科鳥類對於土壤巢材的應用也隨演化而演進發展,這是十分有趣的情形。

鳥類的種類多元性高,牠們對環境的適應也相當多元,鳥類本身就有各類適應環境的策略,像是以葉子為主食的鼠鳥,常常肚子對著太陽,也許是為了讓肚子中的葉子比較高溫而容易被消化分解。有些鳥類還會灑尿在腳上用來散熱,這種特殊行為稱為尿汗。在自然界當中,鳥類其實是重要的生物監測員,牠們就像螞蟻一樣可以蒐集各處的環境樣本。像是巢材、食物搜集的過程等,都可能間接收集到環境中的不同樣本(如種子、花朵、植物的葉子或是土壤等等)。甚至鳥類自身的羽毛,也可能累積重金屬或各類有機汙染物,而成為科學家監測環境的重要對象。在自然界中,鳥類和土壤之間發生著許許多多的小故事,而鳥與土壤之間的關係也值得我們持續去探索。






延伸閱讀
1. Graham R. Martin and Theunis Piersma, Vision and touch in relation to foraging and predator
detection: insightful contrasts between a plover and a sandpiper, Proc. R. Soc. B, Vol. 276: 437-
445,2009.
2. James R. Gould、Carol Grant Gould 編著,黃薇菁譯,《動物是天才建築師》(Animal Architects: Building and the Evolution of Intelligence),商周出版,2009年。
3. S. Nebel, D.L. Jackson and R.W. Elner, Functional association of bill morphology and foraging
behaviour in calidrid sandpipers, Animal Biology, Vol. 55: 235-243, 2005.

2 則留言:

Unknown 提到...

您好!想請問"黑冠麻鷺善於使用聽覺來感測牠們喜歡吃的各類蠕蟲在土壤中的位置"是從哪一篇文獻或書籍得知的?我一直找不到相關的資料

小蟑螂的土土小窩 提到...

您好,我是作者嚴融怡。關於這篇文章當中所提到的黑冠麻鷺所具備敏銳聽覺的觀點,主要是源自於前人觀察所整理的經驗。這一類的觀鳥紀錄時常可見於一些生態刊物與網站,但是相比於鷸科嘴喙的觸覺研究,或是相對於鴴科的視覺研究、早期貓頭鷹的聽覺生理研究等等。筆者過去曾經搜找過不少資料,發現鷺科確實比較欠缺這方面較為嚴謹的生理學數據,而仍然停留在生態觀察的紀錄當中。特別是黑冠麻鷺並非歐美飛的鳥種,也是生理學上研究比較闕如的鳥種。

但是,在不少前輩的觀察當中,都認為黑冠麻鷺能夠深入土層抓取到較為深處的蚯蚓或蠕蟲,應該確實有搭配到敏銳的聽覺,而非僅只使用了視覺。甚至也有過觀鳥的前輩認為或許聽覺甚至比視覺還要重要。因此筆者當初在撰寫到這個部分時才會沿用部分前人的觀點。目前台大森林系袁孝維老師的實驗室也還在長期收集相關的公民科學(更多的觀察紀錄)以研究這個課題,以釐清這一部分的疑問。以下的網頁是其中一部分有提到黑冠麻鷺聽覺的紀錄:

中央研究院的黑冠麻鷺(中央研究院電子報)
http://newsletter_reviews.sinica.edu.tw/news/read_news.php?nid=330

史前館的黑冠麻鷺(史前館電子報)
http://beta.nmp.gov.tw/enews/no249/page_01.html

端肅的訪客 黑冠麻鷺棲息師大校園(師大青年)
http://ntnuyouth.org/?p=2756

A Breakfast Date With Malayan Night-heron in Taiwan (BESG)
http://www.besgroup.org/2015/09/11/%C2%A9-a-breakfast-date-with-malayan-night-heron-in-taiwan/