鹦鹉、巨嘴鸟和其他 色彩鲜艳的热带 鸟类 通常就生活在热带地区。而生活在更北或更南地区的鸟类羽毛则相对朴素。这些羽毛颜色差异的起源 长期以来一直困扰着科学家：是五彩斑斓的羽毛在热带进化而来，还是热带鸟类拥有色彩鲜艳的祖先，它们从别处迁徙到该地区？
对鸟类家谱的最新研究发现，虹彩色彩羽毛起源于 415 个独立事件。在大多数情况下，它们起源于热带地区以外。所有现代鸟类的祖先很可能也拥有虹彩羽毛。这些发现的详细信息刊登在 7 月 26 日于《自然生态与进化》杂志上发表的一项 研究 中。
动物界的色彩与虹彩
动物产生颜色的方式之一是依靠细胞产生的 色素。在鸟类中，黑色素 产生黑色、灰色、棕色和橙色。而 类胡萝卜素 则通过特殊的羽毛结构产生更鲜艳的色彩。
另一种方式是通过 结构色。这是由光线在不同排列的细胞结构上反射的方式产生的。虹彩——肥皂泡上那种彩虹般的光泽——就是结构色的一种。
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“虹彩的原理是通过过滤掉某些波长的光，然后将其他波长的光反射回你的眼睛，”该研究的合著者、芝加哥菲尔德博物馆的研究科学家 Chad Eliason 告诉《Popular Science》。“因为你看到的颜色取决于光线在虹彩物体中传播的距离，所以当你改变观察角度时，你会看到不同的颜色。这就是虹彩现象。”
热带鸟类的鲜艳色彩来自于鲜明的色素和虹彩等结构色的结合。
“我们做了很多数学计算”
在 这项新研究 中，研究团队建立了一个包含 9409 个鸟类物种的数据库，以研究颜色在全球的分布情况。他们仔细查看了大多数已科学记录的现存鸟类物种的视频、照片和科学插图。在此过程中，他们记录了哪些物种拥有虹彩羽毛，以及这些鸟类位于何处。
然后，他们将鸟类着色数据与一个基于 DNA 的现有家谱相结合。这有助于他们确定所有物种之间的亲缘关系。据 Eliason 介绍，“我们做了很多数学计算”，并将信息输入到一个建模系统中，以确定虹彩的起源和传播。
该模型表明，来自热带以外地区的色彩斑斓的鸟类在数百万年前来到了这个地区。 随着时间的推移，它们分化成许多不同的物种。在这项大量的数学计算中，还有一个惊喜。
一个色彩斑斓的惊喜
现存的鸟类在技术上是 一种特殊的恐龙类群，而模型表明，所有现存鸟类的共同祖先都拥有虹彩羽毛，这些羽毛至今仍在鸟类家谱中闪耀。
已知最早的鸟类——始祖鸟——生活在 1.4 亿年前。一个叫做“今鸟亚纲”的鸟类亚群 大约在 8000 万年前进化，并成为 6600 万年前那场 导致大多数其他恐龙灭绝 的大灭绝中唯一幸存下来的鸟类。现代鸟类属于今鸟亚纲，该模型表明虹彩羽毛可以追溯到那个时期。
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科学家通过寻找现代鸟类中引起虹彩的结构来寻找虹彩的证据。
Eliason 说：“在这种情况下，这些结构是羽毛中层叠的黑色素。”“如果我们能在化石中发现类似的层或结构，我们就可以假设那些已灭绝的动物也能产生虹彩。”
这一发现可能对古生物学产生重要影响，但仍有许多工作要做，以了解更多。
Eliason 说：“接下来的步骤是研究祖先鸟类身上虹彩出现在身体的哪个部位，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进行信号传递，以及研究虹彩的生物学功能，以了解为什么它与我们发现的鸟类迁徙/扩张区域有关。”
