所有现存鸟类都有一个“彩虹色”祖先

鹦鹉、巨嘴鸟和其他色彩鲜艳的热带鸟类通常都生活在热带地区。生活在更北和更南的鸟类往往有更淡的羽毛。这些羽毛差异的起源困扰了科学家几个世纪：五颜六色的羽毛是在热带地区进化而来的，还是热带鸟类的祖先从其他地方迁徙到该地区？

对鸟类家族树的最新研究发现，彩虹色的彩色羽毛起源于 415 次。在大多数情况下，它们起源于热带地区之外。所有现代鸟类的祖先也有可能拥有彩虹色的羽毛。7 月 26 日发表在《自然生态与进化》杂志上的一项研究中详细介绍了这一发现。

动物王国的色彩和虹彩

动物产生颜色的一种方式是通过细胞产生的色素。在鸟类中，黑色素产生黑色、灰色、棕色和橙色。类胡萝卜素被特殊的羽毛结构用来产生那些更明亮的色调。

另一个过程是通过结构色。这是由于光线从不同排列的细胞结构反射的方式所致。彩虹色——肥皂泡发出的彩虹光——就是结构色的一个例子。

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“彩虹色的工作原理是滤除某些波长的光，但将其他波长的光反射回眼睛，”这项研究的合著者、芝加哥菲尔德博物馆的研究科学家查德·埃利亚森告诉《大众科学》 。“因为你看到的颜色取决于光穿过彩虹色物体的距离，所以当你改变视角时，你会看到不同的颜色。这就是彩虹色现象。”

热带鸟类的鲜艳色彩是由鲜艳的色素和彩虹色等结构色混合而成的。

“我们做了很多数学计算”

在这项新研究中，研究小组建立了一个包含 9,409 种鸟类的数据库，以研究颜色在世界各地的传播情况。研究小组仔细查阅了大多数有科学记录的现存鸟类的视频、照片和科学插图。在此过程中，他们追踪了哪些鸟类有彩虹色的羽毛，以及这些鸟类的分布地点。

然后，他们将鸟类颜色数据与基于 DNA 的现有家谱相结合。这有助于他们确定所有物种之间的关系。据 Eliason 说，“我们做了很多数学运算”，并将信息输入建模系统，以确定虹彩的起源和传播。

该模型表明，数百万年前，来自热带以外的色彩鲜艳的鸟类来到该地区。随着时间的推移，它们分化成许多不同的物种。所有这些数学计算也让人感到惊讶。

色彩缤纷的惊喜

从技术上讲，现存的鸟类是恐龙的一个特殊群体，模型表明，当今所有存活的鸟类的共同祖先都拥有在鸟类家族树上仍然闪闪发光的彩虹色羽毛。

已知最早的鸟类始祖鸟生活在 1.4 亿年前。一种名为新鸟的鸟类亚群在大约 8000 万年前进化，成为 6600 万年前大规模灭绝事件中唯一幸存的鸟类，这场灭绝事件导致大多数其他恐龙灭绝。现代鸟类是新鸟的成员，模型表明彩虹色羽毛可以追溯到这个遥远的时代。

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科学家通过寻找导致现代鸟类呈现虹彩的结构来寻找虹彩的证据。

“在这种情况下，这些结构是羽毛中的黑色素层，”埃利亚森说。“如果我们在化石中看到类似的层或结构，我们可以假设那些灭绝的动物也能产生虹彩。”

这一发现可能对古生物学具有重要意义，但仍有许多工作要做。

“接下来的步骤是研究在祖先鸟类的身体上哪里发现了虹彩，为什么有些鸟类使用虹彩结构色而其他鸟类使用非虹彩结构色来传递信号，同时也要研究虹彩的生物学功能，以了解为什么它与鸟类的扩散/扩大范围有关，正如我们所发现的，”Eliason说。