研究方法
研究人员于爱尔兰大萨尔蒂岛(Great Saltee)和英国威尔士格拉斯霍姆岛(Grassholm)捕捉并跟踪北鲣鸟个体,分别于2015年跟踪北鲣鸟14只,2016年跟踪20只,2017年跟踪31只,2018年跟踪6只。研究涉及的71只北鲣鸟个体均佩戴GPS跟踪器、时间深度记录器、三轴加速度计等。GPS跟踪器和时间深度记录器于腹侧与2-3根中央尾羽固定,而三轴加速度计则固定在背部以接近重心。佩戴的各种仪器总质量小于个体质量的2%。对于阿萨尔蒂岛捕捉的北鲣鸟个体,额外采集羽毛2-3根以进行性别鉴定。
北鲣鸟的俯冲过程可大致分为三个阶段:侧身翻滚(向左或向右)、收起翅膀、向海面俯冲。
图2 北鲣鸟俯冲潜水示意图
通过加速度计数据识别潜水行为后,根据公式计算北鲣鸟侧身翻滚角度(Roll),计算公式为:
其中,侧身翻滚指个体在x轴上的旋转情况,公式(1)中x代表向前的加速度,y代表横向加速度,z代表垂直方向的加速度。
每秒计算一次侧身翻滚角度,取潜水最初5秒内侧身翻滚角度的平均值作为单次潜水的侧身翻滚角度。倾身翻滚角度为负值表示左侧翻滚,正值表示右侧翻滚。当北鲣鸟进行俯冲潜水并侧身翻滚时,记录的度数从0开始。
对每个个体的多次侧身翻滚进行统计后,可计算个体的偏侧化指数(LI),计算公式为:
Wilcoxon秩和检验用于检验来自大萨尔蒂岛的个体中是否存在性别特异性的侧化。R语言中pwr包用于进行功效分析,检验本研究中得到的偏侧化结果是否与样本量大小有关。R语言中rptR包则用于计算个体侧身翻滚的可重复性。
研究结果
本研究记录到51只个体(大萨尔蒂岛的14只北鲣鸟个体和格拉斯霍姆岛的37只北鲣鸟个体)共计2133次潜水过程。如图3所示,经过计算后发现22只个体在侧身翻滚时具有右偏好,26只个体具有左偏好,3只个体在侧身翻滚时无偏好。
图3 北鲣鸟侧身翻滚方向及角度统计图
北鲣鸟个体ID标注于左轴,并记录潜水次数于ID后。侧身翻滚的偏侧性情况以颜色表示,红色代表不具有偏侧性,绿色代表向左,蓝色代表向右。
对于大萨尔蒂岛的北鲣鸟个体,偏侧性与性别无关(W = 198,p = 0.65)。功效分析显示,本研究中得到的偏侧化结果基本符合实际分布(h = −1.00, n = 48, α > 0.80, p = 0.0623)。
个体侧身翻滚方向的可重复性极强(R = 0.878 ± 0.0512,p < 0.001),而与日期相关的可重复性较低(R = 0.037 ± 0.024,p < 0.001),在日尺度上排除了环境变化对侧身翻滚方向的影响。同时,个体侧身翻滚角度也具有高度可重复性(R = 0.751 ± 0.0537,p < 0.001);考虑左/右/无侧化状态时,翻滚角度的可重复性略有下降(R = 0.749 ± 0.0572,p < 0.001);侧身翻滚角度的日期可重复性较侧身翻滚方向略高(R = 0.141 ± 0.0487,p < 0.001)。
本研究以北鲣鸟为研究对象,首次展示了海鸟在觅食过程中的行为偏侧化。北鲣鸟觅食过程中可能向左或向右进行侧身翻滚,对于同一个体,这一行为具有偏侧性而非随机发生,但对于北鲣鸟群体,向左与向右翻滚的比例大致相同。同时,对于翻滚方向相同的个体,翻滚角度具有个体差异。捕食过程中的行为偏侧化多与感觉偏侧化有关,北鲣鸟在俯冲潜水前通过视觉线索对猎物进行定位,推测俯冲过程中的行为偏侧化可能增加成功觅食的机会,但具体机制尚不明确。
参考文献
译者简介
赵媛媛 2020级本科生
回归暖气拥抱的北方人,AEE组新手司机;
fafa与白萝卜激推,近期沉迷于开发自留地;
正在通过粪便DNA条形码技术研究海鸟食性。
编辑:赵媛媛
审核:潘达、牛晓童、何希敏