小小一只鸟,鼻子居然这么强大!

快讯,今日鸟类专家李大锤又开张了!嗯嗯,就是刚刚脱单那个500

我们知道鸟有很好的视觉,它们视觉范围比我们广,看得比我们远,还能看到更多的颜色甚至是紫外光;

我们知道它们看似坚硬的喙是非常好的触觉器官,它们相互理羽就像人相互爱抚一样;

我们知道它们有不对称的耳孔,能根据传入耳中的微小时差判定猎物方向……然而对鸟类嗅觉却一直争议很大。

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灰林鸮 ©大猫

美国著名博物学家约翰·詹姆斯·奥杜邦要对此负一定的责任。他在鸟类研究方面颇有盛名,但他对鸟的嗅觉有个奇怪的观点:

大自然不会授予个体超出必要的能力,如果它拥有很好的视觉,那就不需要太敏锐的嗅觉

他对这一想法进行了实验: 隐藏各种大型动物的尸体,看红头美洲鹫(Cathartes aura)会不会发现它们。结果它们总是找不到。

奥杜邦由此得出结论,红头美洲鹫是靠视觉寻找食物的,并就此发表了一篇题目非常长的论文。

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红头美洲鹫 来源见水印

奥杜邦的支持者之一,亚历山大·希尔用火鸡做了一项实验:

给火鸡提供两份食物,一份添加了带强烈气味的添加剂,结果火鸡还是吃了很多气味浓郁的食物,哪怕那些食物有毒性。

因此希尔认为,火鸡,有可能包括其它鸟类,都没有嗅觉。这个研究发表在 Nature 上,昭示着这一结果被世界顶级的科学杂志所认可。

这不符合常识,比如被我们当成不祥之兆的乌鸦,就不大可能是靠视觉得知的死亡信息。

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四起的乌鸦  ©大猫

虽然很多科学家也不认同这样的观点,但终究无法达成共识。

直到20世纪50年代,医学插画师贝琪在画鸟类呼吸道的插图时发现,大部分鸟的上喙中有三个腔,除了负责湿润温暖空气的两个腔外,第三个腔里包含了一个卷曲的鼻甲,骨叶上覆盖着很多微小细胞。

这些庞大而复杂的鼻腔和精致的鼻组织如果不是为了侦探气味,难道还有别的目的吗?

1960年,贝琪的这一结论和鸟的解剖图也发表在了 Nature 上。这篇论文使人们无法否认鸟类嗅觉的存在。

现在我们知道奥杜邦关于红头美洲鹫的实验有很多缺陷:

他使用的是腐败的尸体,而其实红头美洲鹫偏好新鲜尸体,并且他的研究对象应该是小黄头美洲鹫(Cathartes burrovianus),虽然长相差不多,但嗅觉灵敏度就大不同了。

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小黄头美洲鹫 图源网络

其实早在20世纪30年代,石油公司就知道红头美洲鹫拥有良好的嗅觉。天然气中会添加有腐烂气味的乙硫醇,这种气味时常会吸引美洲鹫到来。

一位美国的研究人员使用乙硫醇做了行为实验,气体放出后,大量美洲鹫翻过山飞来。

这不仅成功证明红头美洲鹫通过嗅觉觅食,还确定了是什么物质的气味吸引了它们。

作为事后诸葛亮,我们大概能够想到,夜行性的鸟的嗅觉会更灵敏一些。

几维鸟就是一种只在夜间觅食的鸟类,它属于无翼目,不仅不会飞,连翅膀都几乎退化到没有。根据解剖发现,它的嗅叶特别发达。

因为夜晚很难观察,实验人员在地上插了一些金属管子,管中装了潮湿的泥土,在某些管子里藏了它们经常吃的肉条,然后在管子上覆盖尼龙布。

几维鸟食用肉条必须要戳破这些尼龙布。这些管子之间的嗅觉梯度很小,然而几维鸟还是准确无误地探测到了食物。

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左图中仅有泥土,几维鸟没有光顾;

右图是几维鸟用嘴凿出的洞,泥土已经陷了下去

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褐几维 Apteryx australis 图源网络

觅食可能是嗅觉的重要作用之一,但绝不会是唯一用途。

信天翁是一种擅于飞行的鸟,卫星追踪数据显示,它们会跨越数千公里去觅食。它们属于管鼻类鸟,管状的鼻孔很明显与气味侦测有关,它们确实能够发现海洋中漂浮的鲸尸。

但它们还有另一项更难以置信的技能:跨越海洋定位到自己的繁殖地这有可能是靠嗅觉实现的

加州大学的生物学家内维特就曾发现,鲑鱼能靠嗅觉导航,从海里游回它孵化的那条河流。

管鼻类的海燕也有相似的技能,且被验证过:通过切断海燕的嗅神经使它们丧失嗅觉,海燕便没有办法再定位它们的繁殖地,而没有经过手术的海燕还是能找到回家的路

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漂泊信天翁 Diomedea exulans 图源网络

识别繁殖地还不算是最牛的。2012年,法国蒙彼利埃生态进化研究中心首次验证了暴风海燕(Hydrobates pelagicus)依靠嗅觉识别亲属,来避免近亲交配。

暴风海燕是一种群居性的海鸟,只在欧洲大西洋和地中海沿岸的岛屿上繁殖。

因为会在恶劣的天气中出现,它们被认为是暴风的制造者或预言者,也有人认为它们是水手的灵魂,因此对水手来说,这是一种不祥之鸟。

海燕的坏名声使得它总是跟女巫联系在一起,直到高尔基的《海燕》问世,“让暴风雨来得更猛烈一些吧” 使得海燕的形象勇敢高大起来。

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女巫凯莉和她的鸡 图源网络

海燕通常选择远离天敌的小岛上繁殖,因为适合繁殖的地方稀缺,后代通常也会选择在同一个岛上生活,这样可以避免探索新的栖息地的风险,但同时也要面对一个麻烦:

因为离得太近,后代在选择伴侣时遇到亲戚的概率特别大。

但神奇的是,在对一个岛上长达18年的观测中,3500多次的观测记录,从来没有哪只海燕是和近亲配了对的。

我们知道哺乳动物通常靠气味来识别家庭成员,鸟类的亲属识别机制一直不太清晰。

或许海燕也是用嗅觉来判断亲缘关系的?

在对海燕的实验中,研究人员使用了一种特殊的三角迷宫,将海燕放在迷宫的一端,另一端分别放置粘了亲属和非亲属气味的棉花。

实验结果显示,海燕总是选择有非亲属气味的出口。

 

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实验装置

这个实验证明了海燕确实使用气味来识别亲属,但同时有一个新的问题:

海燕每年只繁殖一只,这只雏鸟不可能见过之前的兄弟姐妹们,或许它能靠记忆识别父母的气味,但它是怎么识别出不熟悉的亲戚的气味呢?这还是个秘密。

科学的一个魅力就在于,它表现的是“现阶段的真相”,打脸和真香是研究的常见状态。

这代表着人类认知的局限,也预示着无尽的可能性。

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