鳥兒為什麼這樣紅?
2020-12-03 果殼網在很多小鳥眼中，鮮豔的紅色是魅力的代名詞，它在鳥類社交和伴侶選擇過程中起到了關鍵的作用。在挑選另一半時，很多雌性鳥類都會偏好那些羽毛或鳥喙顏色更鮮紅的雄性。
也就是說，在鳥兒們眼中憤怒的小紅鳥其實是個大帥哥？圖片來自：The Angry Birds Movie
鳥兒是如何披上紅裝的呢？在此之前，科學家們已經知道，鳥類羽毛、皮膚中的紅色和黃色都來自從食物中攝取的類胡蘿蔔素。不過要想形成紅色，還需要在鳥類體內經過某種酶的代謝才行。色素的分子結構與顏色密切相關，酶把黃色調的類胡蘿蔔素氧化，就形成了紅色的酮基類胡蘿蔔素。
通過代謝，黃色的類胡蘿蔔素轉化為紅色調的酮基類胡蘿蔔素。三文魚裡的蝦青素也屬於酮基類胡蘿蔔素。圖片來自參考文獻1
不過在此之前，這個過程究竟是由什麼基因控制、由什麼酶來執行還都是未知數。而現在，發表在《當代生物學》（Current Biology）期刊上的兩項新研究揭開了鳥兒紅色羽毛背後的秘密。兩組研究者分別獨立發現了讓小鳥變紅的關鍵代謝酶，和它背後的基因。
在兩篇論文中，研究者們都將紅色與黃色的鳥類個體進行了對比。其中一個研究團隊關注的是紅色與黃色的金絲雀。20世紀20年代，金絲雀愛好者將黃色金絲雀（Serinus canaria）與黑頭紅金翅（red siskins, Spinus cucullata）雜交，該雜交後代與黃色金絲雀回交，由此得到了紅色的金絲雀品種（red-factor canaries）。研究者們將它們分別進行全基因組測序，並進行對比，結果鎖定了兩個與紅色羽毛有關的基因區域：其中一個含有CYP2J19這種代謝酶的相關基因，而另一個則含有與表皮分化有關的控制基因。CYP2J19屬於細胞色素P450代謝酶家族，這個家族的酶多分布於肝臟，它們參與了包括藥物、毒物在內很多物質的代謝過程。
紅色金絲雀的培育過程。圖片來自：參考文獻1
另外一項研究也證實CYP2J19代謝酶是鳥兒變紅過程中關鍵的一環。這個研究團隊對不同品種的斑胸草雀（Taeniopygia guttata）進行了研究：那些野生型的個體有著紅紅的喙和腳爪，而一個家養品種卻是黃色的嘴。分析結果顯示，它們的差異也出在CYP2J19的表達上。由於第8號染色體上CYP酶基因簇的突變，黃嘴的個體在鳥喙組織中無法表達CYP2J19酶。由此看來，CYP2J19酶確實是讓鳥兒變紅的關鍵所在。
紅嘴（左）與黃嘴（右）斑胸草雀的差別：前者在視網膜和鳥喙處均表達CYP2J19代謝酶，而黃嘴的個體在鳥喙中卻缺乏這種酶。圖片來自：參考文獻2
除了皮膚和羽毛，視網膜也是酮基類胡蘿蔔素沉積的主要部位。大多數鳥類的視網膜視錐細胞其實都可以生成酮基類胡蘿蔔素，然而並不是所有鳥類有紅色的羽毛或者皮膚。科學家推測，這些鳥類其實都有潛在的產生紅色羽毛的能力，然而由於CYP2J19酶在不同組織中的表達調節差異，最終導致了體色的多樣性。
一直以來，科學家們都認為鳥兒身上鮮豔的紅色是傳遞給同伴的一種「信息」，它誠實地透露著鳥兒的身體狀況：顏色豔麗，也就意味著身體健康、營養有保障。而現在，給小鳥披上紅衣的關鍵代謝酶被發現，圍繞這種酶展開研究，也能幫助人們更好地理解小鳥們為何對紅色如此青睞。（編輯：窗敲雨）
一個強行科普：或許你會好奇，人能不能把吃下去的類胡蘿蔔素變成自己的色彩？某種意義上說其實是能的……如果一次性吃了很多富含胡蘿蔔素的食物，你可能會遭遇一種名叫「胡蘿蔔素血症」的情況，皮膚都被暫時染上黃色。不過別擔心，這種情況並沒有什麼危險。
參考資料：
- Lopes et al., Genetic Basis for Red Coloration in Birds, Current Biology (2016), http://dx.doi.org/10.1016/ j.cub.2016.03.076
- Mundy et al., Red Ketocarotenoid Pigmentation in the Zebra Finch Is Controlled by a Cytochrome P450 Gene Cluster, Current Biology (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.04.047
相關焦點
-
鳥兒為何這樣紅? 鳥的世界裡紅色羽毛有何特別寓意?
鳥兒為何這樣紅？ 鳥的世界裡紅色羽毛有何特別寓意？時間：2016-09-22 11:55 來源：中國數字科技館 責任編輯：沫朵 川北在線核心提示：原標題：鳥兒為何這樣紅？ 鳥的世界裡紅色羽毛有何特別寓意？ 在鳥的世界裡，紅色具有特殊的含義。 -
美國地質學會年會報告:秋葉為什麼這樣紅之謎
中國園林網11月12日消息： 秋天，大自然隆重換妝，樹葉從綠色變成了黃色或火焰般的紅色，為什麼會這樣呢？美國北卡羅萊納大學的研究生Emily Habinck試圖回答這個問題：因為紅色的樹葉能夠從周圍的環境和土壤中汲取儘可能多的營養，為樹木迎接冬天的來臨作準備。 -
百科解答丨鳥兒為什麼會飛?
小兔子在草地上蹦蹦跳跳，金魚在池塘裡歡快的遊泳，鳥兒神氣的在天上飛翔。人類非常羨慕小鳥在天空自由自在的飛翔，於是發明了飛機。 你知道小鳥為什麼會飛嗎，而人類就不會呢，下面就讓我們一起找找鳥兒會飛的原因吧。 不知道在小朋友們上自然課的時候，老師有沒有說過構造決定功能呢？正是因為鳥類特殊的身體結構才讓它們能夠飛翔呢。下面讓我們一起來了解一下吧。 -
鳥兒為什麼總喜歡在清晨鳴叫
很多養鳥兒肯定會發現了這種現象，自己養的鳥兒總是在早上開始打鳴。我每天都是被我養的畫眉鬧醒。現在我國很多農村地區也還是通過雞叫來表明一天的到來，從科學上來說鳥鳴可以被視為一種研究動物和人類語音信號的通用模式，為了解人類自身溝通能力的發展提供了幫助。 -
福州鼓嶺迎來紅頭長尾山雀等鳥兒避暑
紅耳鵯(圖片由福建省觀鳥協會會員「好鳥」、「烏鶇」拍攝)東南網7月26日訊（本網記者 馮川葉）今年這個「加長版」三伏天，熱得眾多人選擇空調房避暑，其實不僅是人們懂得避暑，鳥兒同樣如此。福建省觀鳥協會志願者表示，在距市中心13公里海拔800多米的鼓嶺之上，許多聰明的鳥兒早已在這片避暑勝地安營紮寨，歡度盛夏。 -
四川蒲江:樹上紅果果引來數十種鳥兒覓食,來看看你認識幾種?
夏天，有一種紅色的漿果深受鳥兒們的喜愛。作為觀鳥愛好者，自然會特別注意都會有些什麼鳥兒光顧這裡。通過一周左右時間的觀察，長期光顧的鳥類品種差不多30種。來看看你都認識誰？畫面中的鳥兒叫黃臀鵯，列入《世界自然保護聯盟》（IUCN） 2012年瀕危物種紅色名錄ver 3.1——低危（LC）。紅果果也是白頭鵯的最愛。作為人類的朋友，其實它吃大量的農林業害蟲，是農林益鳥之一，值得我們去保護。 -
鳥兒洗澡
鳥在梳理羽毛的時候不僅整理羽小枝，而且用鳥喙啄取尾脂腺所分泌的油脂，塗抹在羽毛上，以利於羽毛防水。清洗羽毛還可以清理掉羽毛上的寄生蟲，有利於飛行和身體的健康。 那麼鳥類洗澡的方式有哪些呢？鳥兒洗澡一般分為水浴和沙浴，大部分鳥類都採取水浴，而少部分尤其是地棲性的鳥類有洗沙浴的習慣。 -
鳥兒,睡覺嗎?
電線上打盹兒的北美小夜鷹你有想過嗎？它們都做什麼？它們真的睡覺嗎？答案是……是的，它們要睡覺的，可比起簡單的睡覺又要複雜一點點…… 鳥兒呢，有多種策略來應付需要閉閉眼睛的情況。看看下面有哪些吧！一隻紅尾鵟（亞成體）在ZZZZ~~~by Morgan Terrinoni -
大樹與鳥兒的對白
陽光下，一棵大樹正茁壯地生長著，大樹下面是綠綠的草地，唯一與大樹朝夕相伴的是大樹上面的一窩鳥兒。這天，鳥兒們又從外面覓食回來了。鳥兒們很開心，一個個嘰嘰喳喳地說個沒完，因為它們今天收穫頗豐，不但吃得飽飽的，還帶了許多好東西回來，包括美味的零食、漂亮的花環，潔白的棉絮，還有柔軟、韌性又極好的編織繩等等。這樣它們又可以把它們的窩弄得漂漂亮亮的了。大樹看見鳥兒們回來了，臉上露出十分欣慰的笑容。它喜歡看到鳥兒們開開心心的樣子，聽它們一個個嘰裡咕嚕地說一些關於外面世界的所見所聞。 -
為什麼鳥兒站在樹枝上睡覺不會掉下來?
人類和鳥類的肌肉作用方式有很大的區別，從而可以解釋為什麼鳥兒能「站」在樹枝上睡覺而不掉下來。德國的科學家發現，在進行「抓」這一動作時，人類和鳥的動作完全相反———人類是去主動地抓，而鳥兒卻是被動地抓。當我們人類想要抓住什麼東西的時候，需要用力使肌肉緊張起來；而鳥兒只有用力使肌肉緊張起來，才能鬆開所抓住的物體。 -
請給鳥兒一條生路
在公安部門的打擊下，已有若干鳥販落網，許多鳥兒被救。然而，沒想到上海崇明島仍有消息傳來：在東灘的苗圃內有幾十張鳥網。大的高5米，寬約 25 米 。上面還掛著虎斑地鶇和紅脅藍尾鴝等野鳥。人們解救時發現紅脅藍尾鴝已死。 -
十萬個為什麼 | 為什麼鳥兒在樹上睡覺時不會掉下來?
其實鳥兒也會睡覺。它們不只會睡覺，而且有的鳥兒會一隻腳站著睡覺。是不是很神奇呢？人也可以對鳥兒催眠，你讓它睡覺，它就會睡覺。你只要把鳥籠蓋上一塊不透光的布，營造出一個黑暗的小環境，鳥兒就會很快地睡著啦。那麼鳥兒站著睡覺的時候會不會從所站的地方掉下呢？其實鳥兒站著睡覺是一種本能，這和鳥類的肌肉結構有關係。比如說，人類在做「抓握」的動作的時候是主動的行為，需要消耗能量，但鳥類「抓」的動作是被動的，這一個動作並不需要費多大的勁。 -
噓,鳥兒築巢我家陽臺生寶寶
吳女士說，即便如此，她也知道，天空和大自然才是它們真正的家，希望珠頸斑鳩一家，此後能快樂地在溫州這片藍天上飛翔。紅嘴藍鵲在僑盛花園安家居民們要幫忙搭建「豪宅」專家說不驚擾是最好的愛市民金先生前天意外地發現，兩隻紅嘴藍鵲飛抵他所居住的僑盛花園小區安家落戶。 -
為什麼鳥兒可以飛翔?「羽毛」為什麼超「耐撕」?
每當看到鳥兒穿梭樹林，雄鷹翱翔天空，你在想什麼？你是否曾經想像自己像鳥兒一樣，擺脫重力的束縛，在天空中尋找自由的海洋？那麼，問題來了，為什麼鳥兒可以飛翔？其實，幼兒園的小朋友都知道，那是因為鳥兒有翅膀。 -
聖誕老人的馴鹿,鼻子為什麼這樣紅?
如果魯道夫出於某種原因而鼻部血管發生改變，很容易變得非常紅。（不過發光的話可能就沒辦法了……除非是某種附生的紅色螢光生物，此事稍後再提。）但這樣會導致一個額外問題：散熱。馴鹿的鼻子本來已經血管發達了，再增大血流量的話，熱量損失會更加嚴重，令魯道夫面臨體溫過低的危險，從而難以愉快地和其他小夥伴在冰天雪地裡玩耍[6]。 -
知識百科:為什麼鳥兒能飛翔?
像鳥兒那樣自由自在的飛翔是所有人的夢想。然而，人最終也只能借著「鐵翅膀」才能去領略天空的廣闊，不能真正自由的飛翔。鳥兒為什麼能夠自由翱翔呢?看了下面的文章，您自然就會明白了。 Everything about a bird is made for flight. -
紅嘴巨鷗首次在綿陽出現
「這是紅嘴巨鷗第一次在綿陽出現，在四川出現。」綿陽市愛鳥協會成員張建寧介紹，據他的觀察，目前共有3隻紅嘴巨鷗來到綿陽。「一是看尾巴，紅嘴巨鷗的尾巴像燕子一樣是岔開的，而紅嘴鷗是扇形的；第二就是看抓魚，紅嘴巨鷗是直接俯衝到水裡面去抓，而紅嘴鷗要輕一些，它就在水面抓。」張建寧說。 -
楊坤為什麼這樣「紅」?三亞太陽曬的→
他本人隨後對自己為什麼這樣「紅」進行了「解惑」——被三亞的太陽曬的。但仍有部分網友表示不相信「現在都冬天了，怎麼曬傷的？」此話一出，立馬遭到大批網友反駁「誰說三亞不曬的，我剛回來，全身曬傷。」「曬傷是因為紫外線，各位，不是你溫度沒３０度就不曬的。」而近期從哈爾濱特地奔著電影節來三亞的小周也對楊坤的「遭遇」感同身受。 -
春天花會開,鳥兒自由自在
歌手任賢齊唱過春天花會開，鳥兒自由自在。總之人間四月天正是鳥語花香的好季節棕背伯勞南京山美水美、鳥類資源豐富，你想知道現在的南京有哪些鳥兒在身邊吟唱？有多少種鳥兒在枝頭與我們為伴嗎？紅頭長尾山雀觀鳥帶來的第一個樂趣，是讓她重新認識了自己的故鄉。成為「觀鳥人」後的辛夷剛開始回溧水老家，總有些驚訝：「以前鳥是穿了『隱身衣』嗎？為什麼它們就在眼前，我卻從來沒有注意過顏色這麼豔麗、鳴叫這麼好聽的它們？」 -
成群結隊的鳥兒飛過 是留廈過年or廈回再見
黑尾蠟嘴雀北紅尾鴝 廈門網訊 據海峽導報報導 年關將至，有些鳥兒留「廈」過年，但這些鳥兒選擇展翅離去，期待來年再相見 「這是什麼鳥呀？」最近，市民常常拍到成群結隊的鳥兒，不知道它們是正準備動身離開，還是安居於鷺島，外出覓食；也有市民嚮導報記者反映，上個月還常看到的鳥類，這兩天怎麼卻不見蹤影了。 雁過留痕，哪些鳥兒來了鷺島呢？有些鳥兒選擇留「廈」過年，比如黑尾蠟嘴雀、鸕鷀、北灰鶲、北紅尾鴝等；而有些鳥兒選擇「廈」次再見，短暫停留後便飛走了，如白眉鶇、灰背鶇、燕隼、壽帶、黑腹濱鷸等。