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2019/12/03 第131期 | 訂閱/退訂 | 看歷史報份 | 科學少年 | 粉絲團
 
編輯的話 鳥巢多變化,與科學家的思考
本期主打 鳥巢有創意
好文推薦 鳥巢多變化也是有道理的
聰明的木材會轉彎
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鳥巢多變化,與科學家的思考
編輯總監 陳雅茜
前一陣子,臺灣各大媒體突然紛紛出現有關鳥巢的報導,原來是中研院有一篇關於鳥巢演化的研究報告,登上了國際頂尖期刊《自然通訊》。這不是一件容易的事,也讓我們注意到鳥巢的世界多麼有創意,更好奇研究人員為何能想出這麼有創意的研究主題!於是《科學少年》製作了本期的封面故事〈鳥巢有創意〉,並專訪研究計畫主持人洪志銘博士。除了想讓大人小孩了解鳥巢世界的奧祕,也想讓讀者知道,科學家怎麼思考問題。想成為一名科學家,要擁有什麼樣的特質?又該用什麼態度面對研究工作呢?希望孩子在思考志向時,《科學少年》能提供一些幫助。
 
鳥巢有創意
撰文/張容瑱 企編/洪文樺、陳雅
你看過鳥巢嗎?至少看過燕子的巢吧?燕子做的巢像個碗,用泥丸和乾草堆砌而成,建在住家騎樓或屋簷下。燕子飛進飛出,餵養巢中的雛鳥,是我們熟悉的風景。但鳥巢都像這樣嗎?事實上,鳥巢有大有小,更有各式各樣的形狀,世界上沒有一模一樣的兩個鳥巢。看看這幾張照片─全都是鳥築的巢!你看得出來嗎?

全世界有一萬多種鳥類,大部分都會築巢。牠們為什麼要築巢?習慣在哪裡築巢?會使用什麼材料?又是築成什麼樣的形狀呢?鳥巢的奧祕與創意巧思,令人嘖嘖稱奇!

為什麼要築巢?

大自然裡很多動物都會建造窩巢,鳥類是箇中好手,堪稱動物界的建築大師。很多人以為鳥巢是鳥類生活、居住的「家」,但其實不是。鳥巢主要是鳥類為了繁殖,特地建造用來孵蛋、養育雛鳥的「搖籃」。

地球上所有的鳥都是卵生的,也就是生蛋來繁殖。這是因為鳥類要在天空飛行,身體愈輕愈好,讓後代在體外孵化是最經濟的方式。隨之而來的,就是需要一個能夠安置蛋、並且讓蛋順利孵化的地方,所以鳥巢就派上用場了。

為了成功繁殖下一代,不同的鳥類發展出各式各樣的鳥巢,有的很龐大,有的小巧玲瓏,有些構造很簡單,有些精細繁複,簡直是鬼斧神工。除了孵蛋、育雛,鳥巢也可以用來求偶。有些鳥類的母鳥會依據巢的設計、隱密程度、數量多寡等,評估公鳥是否強壯、健康,決定是否和牠交配。像公鷦鷯就會築好幾個巢向母鳥展示,巢愈多,獲得交配的機會就愈大。園丁鳥除了孵蛋用的巢,公鳥在求偶季會搭建涼亭狀的特殊鳥巢,叫「亭台」,收集各色花朵、果實來裝飾,吸引母鳥青睞。

各式各樣的鳥巢

築巢是鳥類天生的本能。一到繁殖時期,大多數鳥類就會在棲息的環境尋找適合的地方,四處收集材料,做出屬於自己的巢。但是牠們不像人類有靈活的雙手,怎麼築巢呢?答案是運用與生俱來的嘴喙、腳爪和身體!

嘴喙是鳥類築巢的主力,可折斷樹枝、撕開草葉,也能拾取蜘蛛絲、獸毛、苔蘚、泥巴等各種材料,有些鳥類還用嘴喙敲樹鑿洞、掘土挖泥。鳥爪則用來抓取和搬運巢材,耙土挖洞也很方便。另外,鳥類也會用腳踩踏或運用身體胸部推擠來為鳥巢塑形。 雖然都是靠一張嘴、一雙腳和身體,但是每種鳥築出來的巢都不一樣。無論是外觀形狀、尺寸大小,還是使用的材料、築巢的位置,都因鳥的種類而有所不同,差異很大。不過,我們可以依照外型結構把鳥巢概略分成幾種類型。有些是我們所熟知的模樣,或一眼就能看透;有些藏著奧祕,讓人大感驚奇,或甚至巧妙的運用天然環境條件。

一眼就看透:杯碗狀與平臺狀

最常見的鳥巢就像燕子巢一樣,是杯碗狀的,麻雀、白頭翁、綠繡眼、鶇鳥、蜂鳥等鳥類都使用這種巢型。杯碗狀巢大多呈圓形或半圓形,使用的材料很多樣,包括細枝、草莖、葉片、苔蘚、蜘蛛絲、泥巴等等,甚至還有唾液。......

沒有巢也可以?

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年12月 ]

 
鳥巢多變化也是有道理的
撰文/陳雅茜
看了這麼多奇奇怪怪的鳥巢,除了佩服鳥類的創意,是否也會覺得奇怪,為什麼同一種鳥會搭建同樣的巢,又為什麼有的鳥巢那麼簡單、有的卻那麼複雜?這其中有什麼道理嗎?鳥巢是否也和鳥類一樣會演化?

對於這個問題,中央研究院洪志銘博士的團隊有答案。他和端木茂甯博士與指導的學生方怡婷,歷經兩年研究後發表理論,刊登在國際知名的《自然通訊》期刊上。

鳥巢和鳥類一齊向前走

其實,鳥類並不是一開始就能搭建複雜的鳥巢。研究指出,遠古時代的鳥類最早不過是在地面上蹭一蹭,蹭出一個淺窩來下蛋。但6500 萬年前,地球氣候劇變造成恐龍大量滅絕,你可以想像,原本四處有恐龍活動的大地變得有多麼孤寂,但這對於逃過一劫的動物來說,卻可能是個好消息,因

為少了恐龍等於多出許多空間,可以讓更多生物利用─就好比姊姊出國去讀書,家裡多出的房間就能讓小弟利用一樣。於是,鳥類開始演化出大量物種(哺乳類也是),居住在大自

然各種不同的環境中,鳥巢的搭建方式也隨著環境不同而變得多元。有的鳥會堆疊平臺狀的巢,或取巧的利用其他動物所鑿的洞穴;比較厲害的鳥則自立自強,靠自己的嘴和爪開鑿洞穴來築巢。......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年12月 ]

聰明的木材會轉彎
科學少年編輯部
聰明的,其實是科學家!

看看這座有如麻花般扭曲的高塔,是德國的新地標,名叫烏爾巴赫塔(Urbach Tower),高14 公尺,超過四層樓,是用木板打造而成。更酷的是,這些木板彎彎的形狀竟然是自動扭曲形成,為建築師省下不少力氣,堪稱世界第一座自動塑形而成的塔。

木材一向是家具與建築的重要材料,傳統方法必須先令木材乾燥,再以機器緩慢施加壓力,才能讓木材彎曲成理想的形狀,相當耗時也耗費成本。水氣是木材必須排除的成分,以防日後膨脹或收縮;但瑞士的材料科學家卻反其道而行,先把不同的木板膠合在一起,再放置晾乾,由於不同的木材對水分的反應不同,有的收縮,有的不變,木板便朝向收縮比例較高的一側自動彎曲了。只要對木材有深入的了解,再搭配電腦運算,控制各個變因,就能讓木材依目的彎曲成合適的形狀。

這種自動彎曲的木板,在德國建築師運用下,經過切割、組合,最後變成美麗的烏爾巴赫塔,豎立在雷姆斯河谷的山丘上,有如一座小小庇護站,讓人可在其中思考,眺望美景。結合傳統木造和現代技術,這種聰明的木材未來可能出現在更多建築上。

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