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「腹部按摩」與「電擊取精」:科學家如何完成瀕危鴞鸚鵡的人工授精

鴞鸚鵡(Strigops habroptilus)是紐西蘭特有的不會飛的鳥類之一,也是全球最瀕危的物種。這種鳥類在人類700年前抵達紐西蘭之前,從未接觸過哺乳動物(蝙蝠除外),因此對人類及隨之而來的其他動物毫無防備,導致族群數量急劇下降,1990年代一度僅剩51隻。如今,牠們僅存於三個保育島嶼上,這些島嶼已清除老鼠等威脅。

然而,這樣的保護措施仍不足以讓鴞鸚鵡恢復健康族群數量,部分原因在於牠們獨特的繁殖系統。這些島嶼上的鴞鸚鵡只在「芮木樹」大量結果的年份繁殖,而這種情況可能相隔長達五年。紐西蘭保育部的安德魯·迪格比博士告訴IFLScience,在鴞鸚鵡已滅絕的紐西蘭地區,牠們可能曾以其他更頻繁結果的樹種為繁殖時機,但仍非每年繁殖。

「有一隻雌性鴞鸚鵡在1981年首次築巢,下一次繁殖竟等到2006年,」迪格比說道。這隻雌鳥至今仍在世,研究團隊希望牠能很快孵出幼鳥,但這樣的繁殖週期顯然不利於快速恢復族群,尤其每次產卵僅1-3顆。

更糟的是,僅約40%的卵能成功孵化,許多從一開始就無法受精。迪格比將此主要歸因於人類到來後,鴞鸚鵡族群隔離導致的近親繁殖。其他問題包括母鳥孵化不足導致卵被凍死,以及在某些島嶼上,鴞鸚鵡與海燕爭奪巢穴。雖然鴞鸚鵡通常能贏得這些爭鬥,甚至殘忍殺死海燕,但卵也可能在打鬥中被壓碎。

面對如此多不利因素,其他物種可能被放棄,但紐西蘭人深愛他們的鳥類,而鴞鸚鵡尤其具有魅力,其古怪習性更增添人氣。

因此,每當芮木樹結果時,研究團隊便全力以赴。2009年,他們嘗試了可能是史上首次的野生鳥類人工授精,雖然當時成效不彰,但團隊持續努力,並在2019年取得重大進展。

鴞鸚鵡雌鳥在產卵前常與多隻雄鳥交配,讓精子競爭決定誰能成為幼鳥的父親。這種行為的雌鳥繁殖成功率遠高於那些一季只與一隻雄鳥交配的個體。然而,在小族群中,多重交配並不總是發生。

迪格比與同事決定複製這種自然行為。每隻鴞鸚鵡都配有追蹤器,讓團隊能掌握雌鳥何時造訪雄鳥在繁殖季搭建的「單身公寓」。一旦雌鳥完成一次交配,團隊會評估其選擇是否為「合適配對」——用迪格比的話說,這聽起來像《柏捷頓家族》的情節,但為了避免近親繁殖,他們寧可謹慎行事。

當團隊認為雌鳥能找到更好的物件時,便會進行人工授精,通常使用多隻無關雄鳥的精液。他們特別希望能傳播珍貴的「峽灣地」基因——這是紐西蘭主島上鴞鸚鵡最後的棲息地。雖然當年被移往保育島的峽灣地個體均已去世,但其中一隻名為「理查·亨利」的雄鳥留下了後代,這些後代成為增加基因多樣性的關鍵。

收集鴞鸚鵡精液是項艱鉅任務。過去,生物學家曾戴上特殊帽子,希望帽緣能引導精液流入試管,甚至嘗試偽裝成雌鳥的遙控車,但效果都不理想。2019年,團隊採用了腹部按摩與電擊洩殖腔刺激兩種方法,最終發現按摩法更有效且較不具侵入性。完成「貢獻」的雄鳥會獲得堅果作為獎勵。

整個過程極具挑戰性,因為鴞鸚鵡精液必須新鮮使用,品質「每小時都在下降」。為縮短延遲,精液樣本甚至透過「精子直升機」無人機跨島運送。通常會混合多個樣本以提高受精機率,但仍需捕捉到雌鳥——這絕非易事,因為鴞鸚鵡在茂密森林中的奔跑速度勝過人類,爬樹能力更是一流。

成功捕捉後,雌鳥會被輕柔固定,清潔洩殖腔後插入窺鏡與導管。完成程式後,研究人員會模擬交配後的尾部動作,再給予獎勵並釋放。迪格比幽默地避談這些特殊經歷是否曾讓他質疑人生選擇。

由於受精卵的損失率仍高,團隊常將真卵帶回人工孵化,留下仿製品給雌鳥,並在孵化前歸還讓親鳥撫養(雄鳥在這方面毫無幫助)。這些努力並非徒勞——2019年,鴞鸚鵡數量已回升至142隻,當年人工授精的12隻雌鳥產下20顆卵中有14顆受精(70%),遠高於未人工授精的29%受精率。

更重要的是,理查·亨利的兒子「辛巴達」首次成功繁殖,延續了珍貴的峽灣地基因。團隊希望未來能減少幹預,讓鴞鸚鵡更能自主繁殖,特別是在孵化方面。迪格比認為,這些經驗不僅能應用於預期明年到來的下個繁殖季,也可能幫助其他瀕危鳥類——儘管沒有物種的繁殖方式像鴞鸚鵡這般獨特。

這項研究已發表於《PLOS ONE》開放取閱期刊。