У многих из нас тропики вызывают в воображении мысли о пышной растительности, сочетающейся с яркими и поразительно красочными птицами, насекомыми и другими существами.
Широко распространено мнение, что тропические регионы мира являются домом для самых красочных видов — идея, которая, вероятно, восходит к 19 веку, когда известные натуралисты, включая Чарльза Дарвина , отметили «богатое разнообразие цветов», обнаруженное в тропиках по сравнению с их родиной в высоких широтах.
И все же до сих пор убедительные доказательства этой географической закономерности в окраске видов были неуловимыми.
Одно из более ранних исследований показало, что тропические птицы Южной Америки были более красочными , чем птицы Северной Америки, а европейские птицы были наименее красочными. Но другие исследования, такие как изучение птиц вдоль восточного побережья Австралии, показали, что именно виды , живущие в засушливых регионах, а не ближе всего к экватору, имеют самый интенсивный цвет оперения.
Так что вопрос так и остался нерешенным.
В нашем новом исследовании , опубликованном в журнале Nature Ecology & Evolution, мы, наконец, обнаружили, что тенденция действительно верна — тропические виды певчих птиц действительно более красочны, чем их нетропические собратья, как и предположил Дарвин.
И мы думаем, что это может быть отчасти из-за потребности выделиться из толпы из-за более высокой концентрации разных видов, живущих вместе в тропических сообществах.
Изучение 4500 видов певчих птиц
Используя глобальную коллекцию образцов птиц в Музее естественной истории Великобритании, мы сфотографировали взрослых самцов и самок более чем 4500 видов певчих птиц со всего мира — от тропической райской танагры (Tangara chilensis) до высокоширотной бурой медведицы ( Цинклюс Палласи).
Мы выбрали певчих птиц (также известных как воробьиные ), поскольку они составляют около 60% всех видов птиц и поэтому широко представлены в музейных коллекциях.
Передовая компьютерная технология под названием « Глубокое обучение », способная научиться обрабатывать и классифицировать большие объемы сложных данных из изображений, помогла нам извлечь информацию из тысяч пикселей на каждой фотографии.
Затем мы смогли измерить оттенок и интенсивность цветов оперения на каждой фотографии с точки зрения красного, зеленого и синего света , а также ультрафиолета — это было важно, поскольку у птиц более широкий диапазон зрения, чем у людей, и они могут воспринимать цвета в темноте ультрафиолетовый световой спектр.
Используя эту информацию, мы получили точную оценку окраски каждого вида на основе количества различных цветов (или «цветовых локусов») в оперении каждой отдельной птицы.
Когда мы нанесли на карту различия в показателях окраски видов по всему миру, мы обнаружили убедительные доказательства того, что окраска птиц, как правило, самая высокая на экваторе и уменьшается с увеличением широты по направлению к полюсам — в частности, их оперение отображало примерно на 20–30% больше цветов, чем у птиц. живущие в более высоких широтах за пределами тропиков, будь то север или юг.
Интересно, что это верно как для самцов, так и для самок птиц, хотя иногда они могут сильно отличаться друг от друга.
Итак, мы подтвердили правильность наблюдений Дарвина — следующим шагом было выяснить, какие факторы могут вызвать этот цветовой градиент.
Преимущество цвета
Было несколько возможных теорий.
Возможно, более благоприятный климат вблизи экватора — например, с точки зрения температуры и количества осадков — позволил тропическим видам вкладывать больше энергии в развитие сложной окраски оперения. Или, может быть, влияние экологических факторов, таких как количество света в их среде обитания, могло повлиять на внешний вид птиц.
Чтобы проверить эти гипотезы, мы собрали информацию об экологических и экологических характеристиках видов в нашем исследовании и использовали анализ данных, чтобы выяснить, могут ли переменные помочь объяснить различия в окраске у разных видов.
Мы обнаружили, что цветовое разнообразие было самым высоким у птиц из густых закрытых лесных мест обитания, таких как тропические леса, а также у тех, кто питается фруктами и цветочным нектаром.
Обе эти черты более распространены в тропических широтах, поэтому это предполагает, что двумя возможными причинами эволюции цветового разнообразия могут быть потребность в ярко окрашенной визуальной коммуникации (такой как жесты и позы) в темных тропических лесах и способность приобретают красящие соединения (такие как каротиноиды) из фруктов в своем рационе .
И была также положительная связь между красочностью и разнообразием птичьих сообществ.
Среднее количество видов певчих птиц, живущих вместе в одном и том же месте, резко увеличивается по направлению к экватору, поэтому эта повышенная красочность может помочь им отличиться от всех других птиц в их богатых тропических сообществах — необходимый навык, чтобы избежать потенциально дорогостоящих взаимодействий с другими видами. , что может даже включать спаривание.
Продвигаясь вперед, точное определение местоположения глобальных «горячих точек» красок в разных регионах и среди разных видов поможет нам спланировать эффективные стратегии сохранения видов и среды обитания, которые сохранят цветовое разнообразие.
Как однажды сказал Альфред Рассел Уоллес, британский натуралист XIX века : «Вероятно, нет ни одного качества природных объектов, от которого мы получаем столько чистого и интеллектуального удовольствия, как от их цвета». Мы в долгу перед будущими поколениями, чтобы впечатляющая красочность мира природы оставалась неизменной.
