越來越多的證據表明,人類現在是地球進化的主要驅動力。從選擇性育種到環境改造,我們正在改變我們的世界,以至于我們現在不僅在推動氣候,而且在推動生命本身的方向。
現在,在一個涉及 26 個國家 160 個城市的 287 名科學家的大型項目中,研究人員研究了城市化如何影響全球範圍内的進化。他們使用白三葉草(三葉草)作為模型——一種原産于歐洲和西亞的植物,但在世界各地的城市中都有發現。
多倫多大學密西沙加分校 (UTM) 的進化生物學家馬克·約翰遜 (Marc Johnson) 說:“從來沒有對這種規模的進化進行實地研究,也沒有對城市化如何影響進化進行全球研究。”
他們沿從城市、郊區到鄉村的梯度收集了超過 110,000 個樣本,他們發現城市中的三葉草現在更類似于世界外另一個城市的三葉草,而不是附近農田或森林中的三葉草,無論氣候如何。
這是平行适應性進化的一個例子——當不同的群體對不同位置的特定性狀具有相同的選擇壓力時。它表明,人類改變環境的方式對塑造這些特征的影響比當地人口遺傳和氣候等自然現象更大。
雖然城市化顯然在世界範圍内具有許多共同特征,但尚未确定這些特征是否共同作用以推動朝着同一方向發展。
UTM 生态學家 James Santangelo 說:“我們隻是展示了這種情況在全球範圍内經常以類似的方式發生。”
研究人員在他們的論文中解釋說:“城市化要推動平行進化,城市地區必須在影響生物體适應性的環境特征上趨同。 ”
仔細觀察,國際團隊發現沿城市到農村的變化特征之一是工廠生産氰化氫。白三葉草使用這種化學物質作為抵禦草食性捕食者的防禦機制。它還幫助他們抵抗幹旱。
最遠的農村人口中的植物産生氰化氫的可能性比城市中心的植物高出 44%。與放牧壓力不那麼強的城市相比,放牧似乎有利于農村地區産生更多的氰化氫;在沒有這種壓力的情況下,幹旱成為驅動因素。
盡管沿着每個梯度在白三葉草種群之間存在強大的基因流動,這意味着這種化學物質的水平一次又一次地被強烈選擇。
我們已經打破了 海洋中動物的自然體型範圍 ,部分原因是通過捕魚有選擇地去除大魚,留下更多帶有小魚基因的魚來創造後代。現在,許多魚的 體型縮小了 20% ,它們的生命周期平均縮短了 25%。
我們行為的意外後果也在改變鳥類的形狀。
動物學家莎拉·奧托(Sarah Otto )在 2018 年解釋說:“懸崖燕子的翼展在靠近道路的地方變得更短,被路殺的燕子有更長的翅膀,這與在面對交通時增加機動性的選擇一緻 。 ”
這些最新發現為進化中的清晰城市信号提供了另一個例子。研究已經表明,與自然和非城市人類系統相比,城市化景觀的進化變化率更大。
“這是我們擁有的最令人信服的證據,表明我們正在改變 [城市] 的生命進化。除了生态學家和進化生物學家之外,這對社會也很重要,” UTM 生物學家 Rob Ness說。特别是與 2000 年相比,我們預計到2030 年城市化土地的數量将增加三倍。
研究人員已經積累了一個大型數據庫,他們現在可以進一步調查人類對三葉草進化的影響。通過更好地了解我們是如何偶然推動這些變化的,我們就有更好的機會能夠有意識地掌控方向盤并以一種知情和更安全的方式指導進化。
“這些知識可以幫助保護地球上一些最脆弱的物種,減輕害蟲的影響,改善人類福祉,并有助于理解基本的生态進化過程,”作者總結道。
有話要說...