利用羽毛颜色和斑纹对红背伯劳（Lanius Ludovicianus）进行形态性别鉴定

摘要

我们提出一种通过观察红尾鵟第六枚初级飞羽的颜色和斑纹来目测鉴定其性别的实验方案。

摘要

红尾鵟是一种小型、两性形态相似的鸣禽，栖息于北美的草原生境中。根据繁殖鸟类调查数据，自20世纪60年代中期以来，该物种数量急剧下降。其下降原因尚不明确，目前正积极开展研究以填补这一知识空白。由于无法在野外直接辨别该物种的性别，相关研究受到阻碍，迄今为止性别鉴定仅能通过分子标记实现。本文介绍一种通过肉眼观察第六枚初级飞羽的颜色和斑纹来鉴定红尾鵟性别的实验方案。该方法的应用将有助于我们在比以往更精细的尺度上识别威胁因素，并检验多种生态学与进化生物学假说。该方法操作简便，结果可靠——我们建议在针对原地和异地种群的研究中广泛采用此方法。

引言

红背伯劳（Lanius ludovicianus）是一种分布广泛的北美雀形目鸟类，其地理分布几乎涵盖整个北美洲，栖息地类型多样，通常可描述为草原环境¹。它是北美地区仅有的两种伯劳鸟（雀形目）之一。伯劳鸟最显著的特征是其独特的猛禽状喙，使其能够捕食脊椎动物，以及将食物刺穿在荆棘或其他尖锐物体上的特殊行为。红背伯劳是唯一一种原产于该大陆的“真伯劳”（伯劳科，Laniidae）。在北纬40°以北繁殖的伯劳鸟通常为 obligate migrants（ obligate migrants^1,2,3），其越冬区域几乎完全位于非迁徙同种个体的分布范围之内^1,4。

北美繁殖鸟类调查数据⁵ 对于红尾鵟表明存在显著差异（3.18% 每年）^-1) 全分布区范围内的种群数量下降。红尾霸鹟是“飞鸟伙伴”（Partners in Flight）组织所列的24种 "常见鸟类数量急剧下降"即在过去40年中种群数量减少了超过50%，但缺乏其他显著的脆弱性因素，因而不足以被列为更高保护等级的物种 "关注列表" 状态⁶由于演替和人类开发导致的生境丧失可能是种群最初下降的原因^4,7但繁殖季节的种群数量持续下降速度超过了栖息地丧失的速度，表明存在其他限制因素，特别是在该物种为 obligate migrant 的地区^4,8. 对安大略省极危的红尾鵟种群进行的种群生存力分析结果表明，鸟类在生命第一年的越冬成功率是影响该种群动态趋势的关键因素^9,10结果还表明，该保护性繁育工作通过补充野生种群，使该物种避免了在这一地区的灭绝^9,10.

理解性别差异是生态学和进化假说中的重要组成部分。红背伯劳（Lanius ludovicianus）的羽色为单型性，因此无法通过手持个体进行可靠的性别鉴定。然而，基于适用于北方伯劳（Lanius excubitor）的一种方法^11,12，已证明可通过第六枚初级飞羽的着色模式对至少部分成年红背伯劳种群进行性别鉴定¹³。我们对该方法¹³进行了改进，增加了第二个变量，即第六枚初级飞羽羽轴色素沉着的程度，从而可在东部种群的大多数个体中可靠地识别性别，并检验了该方法在当年出飞幼鸟中的适用性（此前仅用于成鸟）。该方法无需特殊设备或昂贵的实验室检测，也不需要可能受观察者偏差影响的测量步骤。根据我们的结果，该方法易于掌握，一旦熟练，性别鉴定的准确性很高。本文提供了使用本方法在手持状态下鉴定伯劳鸟性别的详细操作步骤，并讨论了在今后针对这一具有保护意义的独特而神秘物种的研究与保护工作中纳入性别评估的广泛意义。

方案

本研究方案符合非洲狮园野生动物保护委员会的动物护理指南。

1. 根据初级飞羽第六枚羽毛的颜色和斑纹鉴定红尾鵟的性别

注意：可根据第六枚初级飞羽（P6）的颜色和斑纹特征，在手中对伯劳进行性别鉴定。简而言之，该技术要求观察者在视觉上沿初级覆羽下缘延伸一条假想线，然后评估棕色在羽轴（羽干）上穿过初级覆羽下方可见白色区域的延伸程度。

1. 用环志专用手法牢固握住鸟类，小心展开一侧翅膀，以便观察第六枚初级飞羽图1不要过度拉伸，以免对鸟类的肌肉组织造成损伤。
2. 定位P6羽毛：伯劳鸟有10枚初级飞羽，其中最后一枚（10^th）为最远端（最外侧）的羽毛，相较于其他9枚初级飞羽，其尺寸有所退化。与次级飞羽不同，除退化的第10枚外^th 初级飞羽，所有初级飞羽均带有一定程度的白色。从第10枚开始倒数可能更易于计数^th 比找到第一个初级羽毛再向前计数定位第6枚初级羽毛更为简便。
3. 评估羽轴（此后称为轴）中的褐色：该褐色是否至少延伸至白色部分的一半，并触及或几乎触及初级覆羽自然覆盖在初级飞羽上时的远端末端（距离身体最远且离 emergence 点最远的位置）？如果 "是"，该鸟为雌性（图2）。如果 "无"，则该鸟为雄性（图2).
4. 初级飞羽的着色模式和范围在个体间存在差异。若无法确定羽轴上的褐色是否至少延伸至初级覆羽白色区域远端的一半，或褐色边界不够清晰时，应采用次级判别方法。具体而言，需评估羽轴两侧羽片上褐色向白色过渡的对称性。图2）。如果羽片颜色由棕变白的交界处，在羽轴两侧的同一位置相接，则该鸟为雄性。如果该交界线在羽轴处不对称相接，形成一个台阶状或缺刻状，则表明该鸟为雌性（图2).
5. 如果仍无法确定个体的性别，可观察羽毛羽片上褐色与白色交界处的夹角。若羽片上的褐色部分与羽轴处的白色部分相交时形成较陡的夹角，呈倒置的 "V"，该模式表明这只鸟为雌性（图2）。如果该模式更倾向于一种 "M"，表示一只雄性鸟类（图2).

结果

雄性和雌性棕榈鸫的羽色总体上为单型性。然而，已证实可根据第6枚初级飞羽颜色分布模式来辨别性别^th 主要分布于美国加利福尼亚州大陆地区的种群¹³ 和北噪鸦¹²我们测试了Sustaita等人（2014年）的实验方案¹³ 以确定该方法是否适用于红尾鵟东北种群及更年轻的年龄组。我们开发了一种改进版的实验方案，旨在建立一种准确且易于使用、适合野外应用的方法。我们通过开展一项公民科学调查项目来测试改进后的方案。该调查被发送至非洲狮园（African Lion Safari，ALS）的电子通讯数据库，该数据库包含来自加拿大、美国及世界各地的订阅者。此外，我们还在ALS的Facebook页面上发布了该调查，共触达5,604人。总计有399人浏览了调查内容，其中120人参与作答。参与者被要求阅读一段关于如何根据羽毛图案判断性别的简要说明（内容与此处所述类似），然后根据展示第6枚初级飞羽羽毛图案的照片，对一组共26只伯劳鸟（n ...

讨论

本文介绍了一种仅基于视觉线索即可鉴定红背伯劳性别的简单且高效的方法，并对该方法的准确性进行了评估。我们的方法操作简便、快速，结果表明其准确率较高，且经过少量训练后准确率可进一步提升。我们的研究结果支持先前的研究¹³，即最初为北方伯劳开发的方法¹²同样适用于鉴定美国加州本土成年红背伯劳的性别。本研究进一步证明，该技术在该物种分布范围内的其他地区、不同亚种¹⁵以及飞羽已完全长出的当年幼鸟中同样有效。我们对原有方法¹³进行了简化，仅关注初级飞羽的羽纹模式，因为我们的目标是确定该方法是否可作为一种用户友好、易于掌握的技术，用于野外手持个体的性别鉴定——此前此类鉴定仅能在繁殖季节的短暂时期内实现¹¹。

确定红尾鹰雕的性别将有助于对该物种的生态学和进化假说进行更广泛的研究。种群中性别偏倚在种群统计学和生活史特征上的差异可能影响保护措施的有效性，因此需要相关偏...