信天翁科

信天翁科是鳥綱鸌形目中的一個科，這一科的鳥被籠統的稱為信天翁。它們是一種棲息於海邊的鳥類，亦是世界上最大的海洋鳥類。 信天翁的活動範圍位於南冰洋以及北太平洋。北大西洋不在它們的活動範圍，但當地的化石記錄顯示它們過去曾生活於此，另外偶爾也會有迷鳥到達這裡。漂泊信天翁的翼展可達到3.7米，是世界上現存的翼展最大的飛行鳥類。信天翁科通常被分為四個屬，但其下可分為多少個種還有爭議。信天翁在天空中的飛行十分高效，它們使用和技巧來最大程度的節省能量消耗。它們以魚、魷魚和磷蝦為食，捕食方式包括尋找屍體殘骸、水面掠食或潛水捕獵。信天翁是定居的，它們可以在大多數偏遠海島上築巢。藉助“儀式化的舞蹈”，雌雄個體能在幾年內形成配偶，這種關係可以持續一生。信天翁的繁殖季節可超過一年，包括從下蛋到雛鳥的出生，每次繁殖嘗試都會產一個蛋。中途島上一隻名為“智慧”的黑背信天翁是已知存活最久的野鳥，它最初在1956年由套上腳環。根據國際自然保護聯盟的記錄，在信天翁科22個物種中，有21種都或多或少受到生存威脅。其中，有2個種被評估為極危，7個種被評估為瀕危，6個種被評估為近危，還有6個種被評估為易危。過去，對信天翁羽毛的需求導致了其物種數量的下降。如今，威脅信天翁生存的因素包括外來物種，例如老鼠和流浪貓會偷走它們的蛋、攻擊雛鳥和成鳥；環境汙染；過度捕撈導致的食物匱乏；以及延繩捕魚。延繩捕魚給信天翁的生存造成了巨大的威脅，因為這種捕魚方法會設定許多誘餌，一旦信天翁嘗試攻擊這些誘餌，它們就會被魚鉤纏住，進而淹死。一些捕魚專案的相關者，例如政府部門以及保護組織、漁業從業者正致力於減少這類方法的附帶危害。分類與演化.演化.根據鳥類DNA分類系統，鸌形目的輻射適應始於3500-3000萬年前的漸新世時期，不過這個時間點也可能更早，在白堊紀晚期的岩石樣本中曾發現一個被認為屬於鸌形目，名為 的化石。分子證據顯示，風暴海燕是第一個從鸌形目中分離的，其次是信天翁，再之後是鸌科和鵜燕科。已發現的早期信天翁化石時間大約在漸新世至始新世之間，儘管其中有些遠古信天翁只是被歸屬到這個科，但外觀和習性與現代的信天翁並不相似。在南半球發現的化石證據表明，小信天翁屬和的分離時間大約在1000萬年前。北半球的信天翁化石記錄要遠多於南半球，並且在北大西洋——這個如今沒有信天翁活動的區域也發現了許多信天翁化石，其中大多數屬於北太平洋信天翁屬。分類.信天翁的分類還有爭議，目前最普遍認同的是4個屬下共有21個種。四個屬分別為信天翁屬。北太平洋信天翁屬被認為是信天翁屬的一個姐妹群，而小信天翁屬則被認為與烏信天翁屬比較接近。1965年，為了簡化當時對信天翁混亂的分類，信天翁科被重新分為了兩個屬："Phoebetria"。然而，美國自然歷史博物館的加里·納恩等人在1996年透過對14個不同物種信天翁的線粒體DNA分析得出，信天翁科應當被分為4個屬，而非僅僅2個。他們提議恢復兩個舊屬名，即太平洋信天翁的屬名 "Phoebastria" 和小信天翁屬的屬名 "Thalassarche"，而信天翁屬保留 "Diomedea"，烏信天翁屬則保留 "Phoebetria"。南極鳥類.信天翁科屬於鸌形目，與其它南極鳥類的關係如下：內部分類.信天翁四個屬下的22個物種如下：形態與飛行.信天翁的體型都比較大，成鳥平均身長達1米多，雙翅展開可達3至4米，體重達8至9千克，雄性信天翁一般比雌性體型大。它們擁有窄長的翅膀和長而有力的喙，喙末端形成一個向下的鉤。信天翁的喙由角質構成，喙的兩邊分別有一根“管子”，這是它們的鼻孔，鸌形目的舊目名 "Tubinares" 就源於這個引人注目的特徵。與鸌形目中的其它親緣物種不同，信天翁的鼻管分佈在喙的兩旁而不是上方。信天翁飛行時所用的技巧需要對飛行速度有準確的感知，它們使用鼻管獲得飛行速度，這與現代航空中皮托管的原理類似。與鸌形目同類一樣，它們依靠獨特的嗅覺來定位潛在的食物源，這有別與大多數依靠視覺尋找食物的鳥類。它們的爪沒有後趾，三個前趾都由蹼相連。信天翁腿部肌肉發達，這使得它們與成為了鸌形目中僅有的兩個可以在地面行走的成員。信天翁必須排出它們在飲用海水和食用海洋無脊椎動物時獲取的鹽分。在信天翁的喙的基部、位於眼睛上方有一個鼻腺，這個腺體可以起到濾出鹽分的作用，它可以分泌濃度為5%的鹽溶液，這些溶液從信天翁的鼻管排出，但是科學家尚不清楚其中具體的機制。大多數成年信天翁翅膀上方的羽毛呈現出深淺不同的暗色，翅膀背部則大多為白色，與海鷗類似。不同品種信天翁之間羽毛顏色可能不同：南方皇家信天翁的羽毛基本為白色，成年個體只有在翅膀邊緣才略微帶有暗色；而阿島信天翁則通體呈褐色，與其它品種未換羽的幼年信天翁類似。小信天翁屬和北太平洋信天翁屬有獨特的面部特徵，例如眼睛上方類似眼罩的結構，以及褐色或黃色的頸部羽毛。信天翁為成年繁殖而進行的換羽需要幾年時間才能完成。信天翁科中信天翁屬最大翅展可達3.4米，這是所有鳥類中最大的，其它幾個屬的信天翁的翅展要更小一些，大約在1.75米左右。 它們的翅膀僵硬，呈弧形，有加厚、流線狀的前緣。與其它具有巨大翅膀的海鳥類似，為了進行長途飛行，信天翁使用兩種飛行技巧：和。具體而言，動力翱翔是反覆的爬升至強風高度，然後順著風向下降，這種方法可以在垂直的中借取能量。在執行動力翱翔時，信天翁只需在飛行軌跡的頂端與底部的轉向時消耗較多能量，其餘時刻則處於比較輕鬆的借力飛行狀態。這種技巧可以讓信天翁在不拍擊翅膀的情況下一天行進1000千米。脊提升則是利用了海浪迎風側的上升氣流，信天翁的滑翔比很高，可以達到22:1至23:1，也就是說，它們在滑翔時的垂直高度每下降1米，在水平方向就能前進22米。 在滑翔時，信天翁透過一塊肌腱使展開的雙翅保持鎖定狀態，以最大程度減少肌肉能量的消耗，這是它們與共有的形態適應。信天翁將這些飛行技巧與一些可預測的氣象系統相結合，當南半球的信天翁向北前進時，它們沿著順時針方向飛行，向南前進時，它們沿著逆時針方向飛行。信天翁很好的適應了這種飛行方式，以至於它們在飛行狀態下的心率與休息狀態十分接近。此外，飛行時所需的能量也微不足道，遠低於起飛、著陸階段和捕食所需的能量消耗。有假說認為信天翁可能會在飛行過程中睡覺，但這個說法尚未得到證實。這種高效的飛行方式使信天翁成為了長程覓食者，它們僅需少量能量就可以在十分廣闊的區域尋找食物。信天翁的滑翔技巧允許它們藉助風力和海浪前行，但它們巨大的翅膀不適合作動力飛行，也即透過持續拍打的方式前行。當海面比較平靜時，信天翁會在海面上休憩，等待風的再次到來。儘管主動飛行十分耗費能量，但它們還是可以藉助主動起飛來規避危險狀況。北太平洋信天翁可以使用一種被稱為“襟翼滑翔”的飛行方式，在這種飛行方式中，它們先快速拍打翅膀，然後透過滑翔前進。準備起飛時，信天翁先要快速起跑，直到有充足的空氣為翅膀提供升力。信天翁的也為飛機的設計提供了靈感，德國航空工程師約翰內斯·特勞戈特和同事詳細研究了信天翁的飛行方式，希望將其應用於飛機制造，尤其是無人機和無人航空載具中。分佈.大多數信天翁生活在南冰洋區域，在南極洲與澳洲、非洲和南美洲大陸之間的海洋，少數生活在北太平洋和赤道地帶。北太平洋信天翁屬的四個物種是僅有的生活在北半球的信天翁，其中三種生活在日本、夏威夷群島和加利福尼亞之間的海域，而另一種加島信天翁則是在科隆群島繁育後代，在南美沿岸捕食。大多數信天翁生活在高緯度地區，因為它們需要借強大的自然風輔助飛行，而缺乏持續拍擊翅膀的能力導致它們難以越過低風帶。加島信天翁之所以能夠在赤道附近生活，是因為科隆群島附近秘魯涼流為當地帶來了強風。目前尚不清楚為什麼沒有信天翁在北大西洋海域活動，已知短尾信天翁是因為間冰期的海平面上升導致位於大西洋百慕大的繁殖地點被淹沒，不得向外遷移。有些來自南半球的迷鳥信天翁可能會進入北大西洋，並有可能在此生活數十年。曾有記錄一隻黑眉信天翁迷鳥進入了北大西洋，並在多年後來到蘇格蘭的塘鵝棲息地試圖繁殖後代。科學家使用衛星定位來追蹤信天翁的跨洋捕食。信天翁沒有季節遷徙的習慣，但在繁殖過後，它們的分佈範圍會變得十分巨大。南半球的信天翁經常會環繞南極洲飛行。 也有證據表明，不同信天翁物種在海上有不同的活動範圍。科學家對同樣在坎貝爾島上繁殖的和進行了比較，發現坎貝爾信天翁偏愛在區域覓食，而灰頭信天翁則傾向於在遠洋帶等純粹海洋區域覓食。漂泊信天翁對海水深度十分敏感，它們只在水深超過1000米的區域覓食，衛星圖與它們活動的軌跡如此匹配，以至於有科學家說“在海水淺於1000米的地方，對這些鳥來說似乎有一個‘禁止通行’的警告標誌一樣”。研究還顯示出似乎同一物種不同性別的個體也會選擇不同的活動範圍，特島信天翁在戈夫島繁殖，隨後雄性個體向西，而雌性個體向東前進。習性.捕食.信天翁主要以魚、頭足動物和蝦為食，有時它們也吃腐肉或浮游生物，它們也以船隻丟棄的廢棄物為食，因此它們有時跟船飛行。大多數對信天翁飲食習性的研究都是在它們的繁殖季節進行的，因為此時它們會集中回到產卵的島嶼。不同品種信天翁之間的飲食偏好各不相同，甚至同一品種不同族群也會有所差別，可能有些族群專注捕食墨魚，而另一些族群更偏好魚或磷蝦。根據對夏威夷兩個信天翁物種的研究，其一為黑腳信天翁，它們主要捕食魚類，而另一為黑背信天翁，它們主要捕食墨魚。科學家使用資料記錄器來追蹤信天翁的飲水狀況的嘔吐物。另外一些信天翁家族成員，例如黑眉信天翁和，它們捕食較小型的魷魚，因為這些魷魚死後往往會下沉入海底，所以這些信天翁不太可能以食腐方式為生。加島信天翁曾被觀察到具有，它們會騷擾鰹鳥以竊取它們的食物。人們以往認為信天翁主要以被水流、掠食者驅趕，或死後浮到水體表面的魷魚和魚類為食。但最近透過毛細管的研究發現，雖然有些信天翁可潛入超過5米的水下捕食，甚至可以達到12.5米。除了水面掠食和潛水的捕食方式外，它們還被觀察到透過空中俯衝的方式進行獵食。繁殖與舞蹈.信天翁有固定的，這些繁殖點一般為孤立島嶼，如果它們選擇在較大的陸地繁殖，那麼它們選擇的地點一般為大陸的岬角，例如位於紐西蘭達尼丁的。許多和黑腳信天翁會在疏林樹下築巢。 信天翁對繁殖點的喜好各不相同，有些喜歡非常密集的聚居地，另一些則偏好鬆散、間距較大的地點。所有信天翁聚居地在歷史上均沒有陸地哺乳動物的活動。信天翁通常會選擇回到自己的出生地繁殖，這種傾向十分強烈，以至於有對黑背信天翁的研究發現，它們的繁殖巢穴距離自己出生地的平均距離僅為22米。信天翁的壽命比許多鳥類都要長，它們為較少的幼鳥投入更多的精力。大多數信天翁物種的壽命都能超過50年，曾有記錄最長壽的是一隻被稱為“智慧”的黑背信天翁，它在1956年被套上腳環，當時它就已性成熟，而直到2021年1月它還被記錄到繁育了一隻幼鳥，也就是說它至少活了70年。它是有記錄的壽命最長的野生鳥和環志鳥。信天翁的性成熟較晚，大約到5歲時才性成熟，並且當它們發展到性成熟也不會立即開始繁殖，而是需要再等待幾年。在開始繁殖之前，年輕的信天翁會參加一個鳥群，在此它將花費數年時間學習這個物種著名的繁殖儀式和“舞蹈”。首次參與鳥群返回的信天翁就已具備了這個物種所特有的固定行為與姿態語言，但此時它還不能“閱讀”其它個體的行為，也無法對此作出回應。信天翁的繁殖表演包括各種動作的同步展示，例如、指向、鳴叫、拍打、凝視，以及對這些動作的組合，例如向天空鳴叫。信天翁旨在透過這些複雜的舞蹈儀式來篩選合適的伴侶。它們必須慎重選擇伴侶，因為哺育後代是一項十分耗費精力的工程，即使是那些產卵週期小於一年的物種也很少會在幾年內連續產卵。漂泊信天翁會花費一年多時間持續撫育幼鳥直到它們換羽。在每個產卵季節，信天翁會產下一枚亞橢圓形，白色底紋下點綴有紅棕色斑點的蛋。 如果這枚蛋被其它動物偷走或意外破損，信天翁也不會在這期間再次產卵。蛋的重量大約在200-510克。信天翁伴侶之間的“離婚”行為比較罕見，因為這會影響一生中可產下的卵數，只有在多年無法生育的情況下它們才會分開。所有生活在南半球的信天翁都會築巨大的巢，巢的原材料來自野草、灌木、土壤、泥炭，甚至是企鵝的羽毛，相比之下北半球的信天翁巢穴更加簡易。加島信天翁不會築巢，它們甚至會把蛋轉移到遠離繁殖領地的位置，可能相距達50米，有時這種行為會造成蛋的損失。信天翁的配偶雙方輪流孵蛋，持續時間為一天至三週，整個孵化期約為70至80天，這是所有鳥類中最長的孵化期。孵化是一個耗費精力的過程，成年信天翁在此期間每天會損失多達83克體重。孵化後的雛鳥是半透明的，它們仍需要持續三週的哺育與看護，直到可以自衛和調節體溫。在這期間，父母輪流給雛鳥喂小餐。育雛期結束後，雛鳥由父母雙方定期餵養。食物來自父母短途與長途的覓食，父母能獲取並儲存大約佔體重12%的食物，這些食物由魷魚、魚和磷蝦以及組成。胃油是一種富含能量的食物，比未消化的獵物更輕，易於攜帶。這種油是信天翁在中消化獵物後產生的，它們具有特殊的黴味。信天翁的雛鳥需要很長時間才能完成換羽，大型的信天翁需要280天左右，小型信天翁則大約為140至170天。與許多其它海鳥類似，小信天翁的體重將持續增長，它們利用這些能量來完成飛行羽毛的生長。在換羽完成後，幼鳥的體重與父母類似。大約有15%至65%的信天翁能存活到繁殖期。信天翁的換羽過程不需要父母的幫助，通常當父母定期回到巢穴時，幼鳥已經換羽完成並離開了。對信天翁幼鳥海上分佈的研究表明，信天翁具有先天的遷徙特徵，這是一種編碼在它們基因之中的導航路線，可以引導幼鳥的首次出海飛行。信天翁很少出現雜交的情況，因為不同物種繁殖地點基本不同。威脅與保護.信天翁的生存狀況受到人類直接與間接的影響。歷史上波利尼西亞人和阿留申人會捕獵信天翁，有時這種捕獵造成了某些區域吸引，導致被困而淹死。據估計，每年有大約100,000只信天翁死於延繩捕魚。不受監管的海盜漁業更加劇了這一問題。在中途島曾有黑背信天翁與飛機相撞導致的傷亡事故，以及軍事行動的被迫中斷。1950年代至1960年代初，科學家研究了對這類事故的控制方法，例如殺死周邊鳥類、平整土地以消除上升氣流、破壞鳥類築巢點等。交通管制塔和訊號塔等建築在1964-1965年殺死了大約3000只信天翁，隨後它們被拆除。1993年中途島海軍航空設施的關停消除了信天翁與軍用飛機相撞的問題。近來島上人類活動的減少降低了信天翁所受的生存隱患，儘管軍事設施附近的有毒塗料仍威脅著它們的健康。信天翁的羽毛在20世紀初一度非常流行，這導致僅在1909年，中途島和萊桑島就有超過300,000只信天翁被捕殺。信天翁所受的另一威脅來自外來物種，例如老鼠和流浪貓。這些動物可能會攻擊信天翁幼鳥和成鳥，也可能會偷取它們的蛋。信天翁的繁殖地點在歷史上並沒有哺乳動物的活動，所以即使是小如老鼠的入侵，對它們的威脅也是十分巨大的。例如在戈夫島，家鼠的入侵導致了特島信天翁幼鳥被攻擊或捕食。外來物種也可能對信天翁造成間接威脅，例如家牛的引入導致了阿姆斯特丹島的過度放牧，使得信天翁難以獲得足夠的築巢材料，進而對阿島信天翁的繁殖造成了困難；在另一些島上，外來植物的引入也導致了類似的問題。誤食塑膠垃圾也是信天翁以及許多其它海鳥的一個生存威脅。自1960年代的首次記錄以來，海洋中塑膠垃圾的數量急劇增長，這些塑膠來自船舶丟棄、海上傾倒、海灘或隨河流衝入海洋的廢棄物。信天翁無法消化塑膠，塑膠佔據了胃部或砂囊原本用於存放食物的空間，從而導致它們飢餓而死。對北太平洋信天翁的研究顯示，塑膠的攝入導致了信天翁體重和身體狀況的下降。此外，塑膠還會透過反芻餵給幼鳥。一項針對中途島黑背信天翁幼鳥的研究表明，與死於意外的幼鳥相比，自然死亡的幼鳥攝入的塑膠更多。儘管反芻的塑膠不足以造成幼鳥直接死亡，但這些塑膠會帶來生理壓力，並導致幼鳥的飽腹感，從而減少食物攝入，降低生存機會。科學家和保護組織正與政府合作，一同致力解決信天翁所面臨的漁業威脅。他們呼籲在漁業中減少使用延繩捕魚法，並透過使用藍色餌料、調整餌料深度、增加魚線重量等方法來降低信天翁所面臨的生存威脅。例如，一個研究團隊與紐西蘭的漁民成功測試了將長線捕魚的餌料放置在信天翁所能接觸到的海水深度之下。在過去的10年間，普遍認為這些技術在福克蘭群島小鱗犬牙南極魚捕撈中的推廣減少了對黑眉信天翁的誤傷。環保主義者也在致力於海島恢復專案，希望透過移除對本地族群造成威脅的外來物種來保障信天翁的生存。2001年，有13個國家通過了《》，該條約於2004年正式開始生效，這是信天翁等海鳥保護領域的一個重大進展。這13個國家分別為：阿根廷、澳大利亞、巴西、智利、厄瓜多、法國、紐西蘭、挪威、秘魯、南非、西班牙、英國和烏拉圭。該條約要求各參與國採取特定措施來減少誤傷和汙染，並移除繁殖島嶼上的外來威脅物種。與人類的關係.文化.信天翁曾被認為是“最具傳奇性的鳥類”。塞繆爾·泰勒·柯勒律治在其《古舟子詠》中將信天翁作為中心意象，用以指代上帝所創萬物的純潔與美好。就來自這部詩篇：當一個人身處困境，他就被稱為“脖子上掛著一隻信天翁”，這是對殺死信天翁的水手的懲罰。曾有傳說，水手認為傷害或殺死信天翁預示著災難的降臨，這個傳說可能部分來自《古舟子詠》。根據詹姆斯·庫克在1772年的記錄，現實中的水手經常射殺並食用信天翁。不過也有曾記載一些水手捕捉並釋放信天翁的行為，這或許是因為他們相信這些信天翁是死去水手的靈魂，他們不願殺死這些信天翁，以免遭來厄運。合恩角航行者的標誌是一隻被鉤子勾住的信天翁頭顱，而船長甚至還可從合恩角航行者組織中獲得“信天翁”的封號。夏爾·波德萊爾曾在詩歌《信天翁》中以一隻受水手囚禁與嘲弄的信天翁隱喻那些遭受社會詰難的詩人：Le Poète est semblable au prince des nuéesQui hante la tempête et se rit de l'archer;Exilé sur le sol au milieu des huées,Ses ailes de géant l'empêchent de marcher.在高爾夫球運動中，當球手打出低於標準桿數三桿時，會被稱為信天翁。在毛利文化中，人們使用信天翁的翅骨製作長笛。將黑背信天翁稱為""，視其為祖先的神聖象徵，黑背信天翁也可能是夏威夷神鳥的原型。 日本神話則相反，它將短尾信天翁視為愚蠢的象徵，稱其為"ahodori"，這或許是因為短尾信天翁常常無視陸地捕食者，從而被採集羽毛的獵人輕易捕獲。觀鳥.信天翁非常受觀鳥愛好者的喜愛，它們的繁殖點往往也是生態旅遊的熱門目的地。在許多沿海城市都有定期的觀鳥旅行，組織前往遠洋帶觀察海鳥。透過放置魚油等餌料，這些遊船可以輕易的吸引到信天翁的駐留。海鳥繁殖點旅行也十分受歡迎，每年有大約40,000人到訪在紐西蘭的繁殖點。