一项新研究表明，鸟类的眼睛大小可以揭示其生物学和行为的广泛模式，包括它们住在哪里、吃什么以及如何捕猎，为未来的保护工作提供了潜在的路线图。
相对于所有陆生脊椎动物的身体，鸟类有一些最大的眼睛，仅次于青蛙。由于味觉和嗅觉范围有限，鸟类主要依靠视觉来导航、寻找食物和躲避捕食者。然而，令人惊讶的是，与其他特征(如喙形和体型)相比，鸟类的眼睛大小如何影响它们的行为却知之甚少，自从查尔斯·达尔文 (Charles Darwin) 对雀类的经典著作以来，科学家们就对这些特征进行了精心研究。
佛罗里达自然历史博物馆奥德威生态系统保护实验室最近的博士生 Ian Ausprey 说：“在进行文献搜索时，我真的很震惊地发现，没有关于鸟类眼睛大小与环境之间关系的权威出版物。” .
以前对鸟眼的研究范围有限，通常只包括特定地区的几十个物种或鸟类。考虑到 1970 年代后期，一名研究生测量了博物馆藏品中 4,000 多种鸟类的眼睛，创造了同类中最大的数据集，因此这种科学知识的差距更加明显。
Ausprey 依靠这一资源分析了 2,777 种物种的眼睛大小——约占世界鸟类多样性的三分之一——表明这一单一特征比对大小、解剖结构等研究得更深入的特征更能预测鸟类的居住地和行为方式和运动。
大眼睛增加对森林砍伐的敏感性
Ausprey 在与秘鲁安第斯森林的同事进行实地考察时萌生了这项研究的想法。在五年的时间里，研究人员测量了秘鲁鸟类的眼睛，并将小型光传感器连接到十几种唐雀、雀、鹪鹩和啄木鸟，以确定这些鸟类如何应对因农业而增加的森林破碎化程度.
他们的结果令人不安：大眼睛的鸟类避开农田，继续减少森林栖息地。但研究人员还可以使用眼睛大小来预测这些鸟类在哪里交配和产卵以及它们吃什么，为未来的保护工作提供宝贵的信息。
Ausprey 想知道这种模式是否适用于所有鸟类，而不仅仅是秘鲁的鸟类。但是，由于分布在七大洲的 10,000 多种物种，要回答像眼睛大小如何影响鸟类行为这样广泛的问题需要数年时间。
幸运的是，Ausprey 需要的数据已经以论文的形式收集到了，这是斯坦利·里特兰 (Stanley Ritland) 在芝加哥大学攻读博士期间完成的近 2,000 页的大部头书。
“他花了很多时间在博物馆里旅行，从保存在酒精中的标本中提取眼睛，然后测量它们，”Ausprey 说。“他为数千种鸟类以及哺乳动物和爬行动物做了这件事。”
然而，里特兰毕业后离开了学术界，并且从未在科学期刊上发表过他的数据。研究人员使用最初归入芝加哥大学图书馆的大量数据集的一小部分来回答小规模的问题，但迄今为止缺乏全面的分析。
尽管数据可用，但将其数字化的耗时任务仍然存在。Ausprey 聘请了两名本科生 Savannah Montgomery 和 Kristie Perez，他们花了五个月的时间将 Ritland 的测量结果转录成电子表格，以便进行分析并与科学界更广泛地共享。
由于眼睛的大小往往会随着体型的增大而增大，因此 Ausprey 将每个物种的所有测量值按质量标准化，并有意省略了在光学极端条件下活动的鸟类，例如远视猛禽和夜行猫头鹰。科学家们已经知道这些物种的眼睛异常大。
相反，他专注于陆栖鸟类，它们在靠近地面的地方寻找食物，并且在白天最活跃。
光影定义鸟类视觉
随着眼睛大小与一系列行为特征进行比较，鲜明的模式开始形成。
眼睛较大的鸟类生活在靠近赤道的地方，在那里，地球上的热带雨林带创造了黑暗的林下栖息地。无论纬度如何，最靠近森林地面狩猎或觅食的鸟类都有大眼睛以吸收尽可能多的光线，而那些在天空中停留时间较长的鸟类则相应地缩小了眼睛以减少眩光。
“明亮的灯光会导致一种叫做残疾眩光的东西，”Ausprey 说。“当你照亮鸟类时，它们会改变它们觅食的方式。它们对实验捕食者的声音也有不同的反应。”
科学家担心这种行为变化可能会对鸟类林下专家产生负面影响，其中许多人已经因森林砍伐而流离失所。
“林下热带鸟类可能对碎片化特别敏感，因为它们适应了黑暗的森林环境，无法应对与森林边缘和人类改造的栖息地相关的亮度的快速变化，”Ausprey 说。
眼睛大小也与饮食密切相关。大眼睛不仅能吸收更多光线，还能增加焦距和分辨率，相当于用更长的镜头升级你的相机。
吃昆虫的鸟类有更大的眼睛，更适合远距离发现猎物，无论它们是生活在林下还是开阔的栖息地。眼睛相对于体型最小的鸟类通常是花蜜饲养者，暗示它们在寻找食物时可能更多地依赖颜色而不是形状。
Ausprey 还分析了鸟类进化过程中眼睛的变化，发现一旦特定群体的眼睛变大，它们就会保持这种状态。这意味着密切相关的群体，如蜂鸟和雨燕科，可能拥有截然不同的眼睛。
然而，在一个家庭中，物种之间的大小并没有太大变化。Ausprey 说，例如，捕蝇器会花费大量时间出动和捕捉猎物，这需要远距离的双眼视觉。
“事实证明，如你所料，捕蝇器往往有更大的眼睛。所有的雀类和唐雀等吃水果和种子的人往往都有很小的眼睛。”
集合提供了理解自然世界的工具
对于 Ausprey 来说，Ritland 几十年前收集的数据提供了对鸟类多样性和行为的无与伦比的一瞥，这可能有助于保护未来的物种。
“将近半个世纪的时间过去了，但相同的数据集仍然是相关的，”Ausprey 说。
里特兰完全依赖于酒精保存的博物馆藏品，这意味着他测量的相同标本仍然可供科学家在自然界中缝合图案。
在他开始测量时，他在参观博物馆时遇到的一些鸟类已经相当古老，其中包括库克船长第一次环球航行期间收集的两只鸟类。
“博物馆藏品是无价的、不可或缺的，而且基本上是不可替代的，”里特兰在一封电子邮件中说。
Ausprey 对在秘鲁的安第斯云雾林中收集眼睛大小数据的困难有第一手的了解，在使用 Ritland 的工作时获得了对自然历史收藏的新尊重。
“作为一名生态学家，很明显，收集对于提供我们在实地无法轻易收集的性状数据非常宝贵。”
