棕头鸦雀卵色多态性的地理变异及其进化适应性

Variation of bird species living in different habitats create rare opportunities to test evolutionary hypotheses, such as the role of natural selection in maintaining egg color, e.g. inter- and intra-clutch variation; and behavioural traits, e.g. egg and parasite recognition. In light of these, the project will focus on evolutionary adaptation and variation of egg coloration and behavioural traits of the vinous-throated parrotbill between mainland China and Taiwan population, and among populations across mainland China, by using fiber spectrophotometer measurement, model egg and dummy experiments in the field. There has been so far little work to be done in a mutiple-cuckoo species system in China, which is much different from a single-cuckoo species system in Europe, and thus this will help to test and confirm evolutionary hypotheses well at large scale.

同一物种生活在不同的生境，会面临不同的进化选择压力，这为检验进化理论提供了难得的机遇。本项目采用光纤光谱仪量化卵色，比较中国大陆和台湾不同地理种群的棕头鸦雀卵色的窝内、窝间变异程度，以了解鸦雀卵色进化的适应性意义；通过野外模型卵和杜鹃标本反应实验等方法，探讨在不同寄生压力下，中国大陆和台湾不同地理种群的棕头鸦雀对外来寄生卵的识别能力和对寄生性鸟类杜鹃的不同识别反应，以了解鸦雀对杜鹃巢寄生的反寄生行为适应。对杜鹃-鸦雀这一巢寄生系统进行深入研究，不仅填补中国杜鹃种类繁多但却少有研究的空白，而且通过比较研究和国际合作，可提高我国在杜鹃与宿主协同进化研究领域的影响和学术水平，对丰富和完善鸟类巢寄生协同进化理论具有重要现实和理论意义。

杜鹃宿主的卵色多态性，是宿主反寄生适应的重要策略之一。本项目以大杜鹃(Cuculus canorus)-鸦雀 (Paradoxornis spp.)这一协同进化系统的卵色多态性为主要研究内容，探讨杜鹃宿主卵色变化的地理适应意义。. 在研究中，我们进一步把卵色多态性拓展到大杜鹃-红嘴相思鸟 (Leiothrix lutea)（开放巢鸟类）、大杜鹃-北红尾鸲(Phoenicurus auroreus)（洞巢鸟类）的不同系统中。我们的研究表明，至少在鸦雀、红嘴相思鸟、北红尾鸲等这样被大杜鹃寄生的宿主中，其卵色多态性的地理变异是不同选择压力下的进化权衡。. 从系统发生的角度，我们探讨了鸦雀科 (Paradoxornithidae)鸟类的卵色和斑点的进化适应性，加深了对卵色多态性现象的理解。. 对分布在大陆不同种群的棕头鸦雀（被杜鹃寄生），以及台湾种群的棕头鸦雀（没有杜鹃寄生）的卵色的窝内、窝间变异和卵识别能力的比较结果显示，台湾的种群卵色变化小，卵识别能力低于大陆所有种群（包括北方的韩国棕头鸦雀种群）。我们的研究表明，杜鹃寄生的选择压力是宿主卵识别能力进化的主要驱动力。. 通过对欧洲和亚洲（中国）的大杜鹃的蓝色卵的遗传分析，发现欧洲寄生红尾鸲（Phoenicurus spp.）、产纯蓝色卵的大杜鹃，与中国寄生鸦雀 (Paradoxornis spp.)、产蓝色卵的大杜鹃，两者地理上距离遥远，但两者的蓝色卵的遗传机制为母系遗传。这一结果，揭示了大杜鹃的蓝色卵基因位于w染色体上，进一步深化了人们对杜鹃与其宿主之间卵色分裂选择的协同进化机制的理解。