马克斯·普朗克动物行为研究所(MPI-AB)的研究发现，每年有数百万只鸟类为了避开寒冷的冬季而进行迁徙，但在温暖气候中停留并未能显著节省它们的能量。科学家们通过在野生黑鹂体内植入小型记录器，从秋季到次年春季，每30分钟记录一次黑鹂的心率和体温数据——这是首次在整个冬季以如此大规模连续监测自由飞行鸟类的生理状态。
这些数据为深入理解迁徙与定居策略的真实能量成本提供了前所未有的视角，并揭示了迁徙前鸟类节能的一种全新机制。研究成果已于9月18日发表在《自然生态与进化》杂志上。
该研究的首席作者、MPI-AB的研究员尼尔斯·林内克(Nils Linek)表示：“我们从未想过，鸟类通过避开寒冷的冬季并未获得整体的能量优势。”他指出：“长期以来，教科书中的假设认为动物迁徙到温暖地区会消耗更少的能量，但我们的发现表明，这些节省的能量并没有如预期那样累积。”相反，迁徙的能量学比理论所预测的要复杂得多。”
动物迁徙是生物如何适应季节变化的一个壮观示例。然而，根本问题——为什么迁徙——一直是科学界的难题，因为长期研究自由生活动物的生理存在诸多挑战。
在这篇新论文中，来自MPI-AB和耶鲁大学的研究人员通过部署传感器来测量黑鹂在年度迁徙过程中的能量消耗，并将生理数据与模型结合，计算出预测的体温调节能量消耗，从而揭开了这一谜题的重要部分。
传感器数据显示，迁徙的黑鹂在出发前三周通过降低新陈代谢为迁徙做准备，从而节省了大量能量，这可能使得迁徙飞行的能量消耗显得微不足道。
林内克指出：“它们实际上是在调低内部的恒温器，以便为未来的旅程节省能量。”然而，当候鸟在温暖的越冬地区时，它们似乎并没有减少每日的总能量消耗。
“这并不是我们所预期的，”耶鲁大学生物多样性与全球变化中心的研究报告首席作者之一斯科特·扬科表示。“我们的能量模型预测表明，迁徙肯定会带来能量盈余，因为在温和气候下保持温暖的成本大幅降低。”
那么，理论上的能量盈余迁徙去了哪里呢？Linek表示：“在这一点上，我们只能推测，但我们认为候鸟在更温暖的越冬地点可能面临其他生理适应或隐性成本。这些因素可能包括在新环境中保持警惕的需求、免疫功能或未知的压力源，这些都可能抵消它们应享有的热优势。”
研究小组在德国南部对黑鸟进行了研究。与整个欧洲的许多种群一样，德国黑鸟种群是“部分迁徙的”，这意味着一些个体向南迁徙，在西班牙和法国等温暖地区过冬，而其他个体则全年留在较冷的繁殖地。
研究人员通过手术将微型心率和体温记录仪植入120只野生鸟类体内；记录仪每30分钟记录一次数据，从9月开始一直记录到次年5月设备被拆除。研究小组还用无线电发射器跟踪了这些鸟，发射器会发出信号，表明候鸟在9月份离开德国，并在次年的3月和4月返回。研究人员分析了来自记录器的数据，总计约100万个数据点，以比较候鸟和留鸟之间的体温和心率差异。
该研究的合著者、MPI-AB博士生塔玛拉·沃尔克默(Tamara Volkmer)表示：“通过生理数据，我们能够以惊人的细节观察鸟类如何进行和经历迁徙，从迁徙飞行本身，到它们如何恢复，再到它们在冬季的活动。”“通过记录迁徙的长期、详细的能量测量，我们可以看到它们令人印象深刻的往返旅行的隐性成本。”
这项研究的发现表明，在温暖气候下，迁徙的风险和挑战并未被节能所抵消，这进一步揭示了迁徙背后的进化驱动因素的新问题。Linek表示：“这可能会影响我们对不同鸟类迁徙及其潜在机制的理解。”
作者们指出，这项研究对预测物种对未来气候变化的反应具有重要意义。资深作者Jesko Partecke是MPI-AB的小组负责人，他研究黑鸟迁徙已有二十年，他表示：“了解迁徙的生理基础意味着我们可以更好地预测哪些物种可能适应，哪些物种可能改变迁徙模式，以及随着全球变暖，哪些物种可能面临更大的风险。”
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希望本篇文章《研究人员评估了自由飞行鸣禽迁徙生活方式的能量消耗》能对你有所帮助！
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