雌性家麻雀喙部颜色季节性动态：一种潜在性选择信号的功能研究

本刊推荐：为探究雌性家麻雀(Passer domesticus)喙色变异的季节性规律及潜在功能，研究人员通过长期观测圈养种群，发现雌鸟上喙黄色斑块（类胡萝卜素色素）与角质喙明暗变化（黑色素调控）存在显著的繁殖周期相关性。黄色斑块在非繁殖期普遍存在，繁殖期消退；暗色喙在繁殖前期占比高。结果表明喙色可能作为雌性生理状态（营养、激素水平）的信号指标，为性选择与社会信号理论提供新证据。

　　

在鸟类世界中，绚丽多彩的羽毛一直是科学家研究性选择（sexual selection）现象的重点对象。然而，羽毛并非鸟类唯一可用来传递信息的特征。事实上，鸟类裸露部位的皮肤和喙部颜色同样具有快速变化的特点，能够反映个体生理状态、营养水平甚至繁殖状态。与羽毛颜色在换羽时定型并缓慢褪色不同，喙部颜色可在短时间内因个体状况（如营养摄入、应激压力或激素变化）而发生显著改变，因此成为研究动态信号机制的理想模型。

尽管已有大量研究聚焦于雄性鸟类的喙色变化，雌性喙色的功能与机制却长期被忽视。近年来的观察表明，雌性喙色同样存在显著的个体间变异，并可能受到饮食质量、应激反应和内分泌调节的影响。例如，在斑胸草雀（Taeniopygia guttata）中，雌鸟喙部的红色程度与其生存和繁殖成功率呈正相关；而在一些雀形目鸟类中，类胡萝卜素（carotenoid）所致的喙色可能与社会行为有关。尽管如此，针对雌性喙色季节性动态及其潜在功能的研究仍较为匮乏。

家麻雀（Passer domesticus）作为一种常见的模式物种，其雄性喙色变化已有较详细的描述：非繁殖期雄性喙呈浅棕色并带黄色斑块，而繁殖期则变为深黑色，这一过程受睾酮水平调控。然而，雌性喙色的变化规律却仅在一项早期研究中有过零星记载，且受样本量和年龄未知等问题限制，未能形成系统结论。在这一背景下，本研究通过对圈养家麻雀种群进行持续观测，旨在揭示雌性喙部两种颜色特征（上喙黄色斑块的存在与否以及角质喙的整体明暗）在不同季节中的变化模式，并探讨其与繁殖输出之间的潜在联系。

研究团队采用了一项简洁而有效的观测策略：在繁殖前（pre-breeding）、繁殖后（post-breeding）和非繁殖期（non-reproductive）三个时间点，对同一批雌性个体进行喙色特征记录。颜色特征被归纳为两类：一是上喙基部是否呈现黄色斑块（推测为类胡萝卜素沉积所致），二是喙的整体颜色分为浅色（light horn-coloured）或深色（dark brown/black）（可能与黑色素调控有关）。此外，通过视频监控和巢箱检查，研究团队记录了每只雌鸟的繁殖成功情况（即是否成功抚育至少一只雏鸟）。数据分析方面，采用广义线性混合模型（binomial mixed effects model）评估颜色特征随季节的变化，并运用卡方检验（chi-square test）分析颜色表型与繁殖成功率的关系。

研究结果揭示出显著的季节性动态。在上喙黄色斑块方面，繁殖前有46.43%的雌性表现出该特征，繁殖后这一比例骤降至7.14%，且所有成功繁殖的个体均未保留黄色斑块。然而，进入非繁殖期后，100%的个体重新出现黄色斑块。这种变化模式提示黄色色素可能受到繁殖活动（如产卵和育雏）导致的营养分配或氧化应激（oxidative stress）的影响，即使未成功繁殖的个体也表现出色素消退，表明社会压力或整体繁殖期应激也可能参与调控。

喙部明暗变化同样呈现规律性趋势：浅色喙个体的比例从繁殖前的60.71%逐渐增加至繁殖后的75.00%和非繁殖期的78.57%。统计模型证实，非繁殖期浅色喙的出现几率显著高于繁殖前。这一变化模式与雄性家麻雀喙色随繁殖状态转变的现象相似，表明激素（如睾酮）水平波动可能在其中发挥作用。先前研究显示，雄性喙色黑暗程度与睾酮含量和社会支配性相关，而雌性喙色的类似变化可能同样具有社会信号功能，例如在争夺资源或巢址时表征个体优势。

值得注意的是，繁殖前浅色喙个体更易表现出黄色斑块，但无论是黄色斑块还是喙色明暗，均未能预测繁殖成功率。这一结果暗示，喙色特征可能更侧重于反映个体即时生理状态而非直接决定繁殖输出。作者在讨论中指出，黄色斑块很可能源于类胡萝卜素沉积，其季节性消长可作为营养状况的指标；而喙部明暗变化则可能由黑色素调控，并与激素周期相关联。尽管某些黑色素装饰特征受遗传决定，但本研究未能就遗传影响给出结论，提示未来需通过更大样本和亲缘分析加以探索。

本研究通过简捷的表型分类方法，首次系统描绘了雌性家麻雀喙色的季节性动态，并揭示其与繁殖状态、营养分配和激素调控的潜在关联。尽管颜色量化存在局限性（未来需采用光谱分析等精确技术），但结果强烈支持雌性喙色在性选择或社会选择中具有信号功能的假说。该研究为后续实验干预（如类胡萝卜素补充、激素操纵）和行为学观测奠定了基础，同时拓宽了我们对雌性鸟类装饰特征进化意义的理解。

论文发表于《Journal of Ornithology》，由奥地利维也纳兽医大学（University of Veterinary Medicine Vienna）的研究团队完成，所有实验程序均符合动物伦理规范并获得国家相关部门批准。