越来越多的证据表明,人类现在是地球上进化的主要推动力。从选择性育种到环境改造,我们正在改变我们的世界,以至于我们现在不仅在推动气候,而且在推动生命本身的方向。
通过仔细研究,国际团队发现,从城市到农村的变化之一是牧场的三叶草产生更多的氰化氢。白三叶草使用这种化学物质作为防御其草食性捕食者的防御机制。它还有助于他们抵抗干旱。
越来越多的证据表明,人类现在是地球上进化的主要推动力。从选择性育种到环境改造,我们正在改变我们的世界,以至于我们现在不仅在推动气候,而且在推动生命本身的方向。
在一个涉及26个国家160个城市的287名科学家的大型项目中,研究人员研究了城市化如何影响全球范围内的进化。他们去年发表的研究使用一种原产于欧洲和西亚但在世界各地的城市中都有发现的植物白三叶草(Trifolium repens)作为模型 。
“从来没有对这种规模的进化进行实地研究,也没有关于城市化如何影响进化的全球研究,”多伦多大学密西沙加分校(UTM)的进化生物学家Marc Johnson说。
他们沿着从城市延伸到郊区再到乡村的梯度收集了超过110,000个样本,发现城市中的三叶草现在更类似于另一个城市的三叶草,而不是在附近的农田或森林中发现的三叶草,无论气候如何。这是平行适应性进化的一个例子 - 当不同的种群受到不同位置的特定性状的相同选择压力的影响时。它表明,人类改变环境的方式在塑造这些特征方面比当地人口遗传学和气候等自然现象具有更大的影响。虽然城市化显然在世界各地具有许多共同特征,但尚未确定这些特征共同作用以推动同一方向的进化。
“我们只是表明,在全球范围内,这种情况经常以类似的方式发生,”UTM生态学家James Santangelo说。“为了使城市化推动平行进化,城市地区必须收敛影响生物体适应性的环境特征,”研究人员在他们的论文中解释说。
通过仔细研究,国际团队发现,从城市到农村的变化之一是牧场的三叶草产生更多的氰化氢。白三叶草使用这种化学物质作为防御其草食性捕食者的防御机制。它还有助于他们抵抗干旱。
最偏远的农村人口的牧场生产氰化氢的可能性比城市中心的工厂高44%。放牧似乎有利于农村地区比城市生产更多的氰化氢,因为城市放牧压力不大;在没有这种压力的情况下,干旱成为驱动因素。
尽管白三叶草种群之间沿着每个梯度都有很强的基因流动,这意味着这种化学物质的水平一次又一次地被强烈选择。
我们已经打破了海洋中动物的自然大小谱,部分是通过捕鱼选择性地去除大型鱼类,留下更多具有小鱼类基因的鱼类来创造后代。许多鱼类现在缩小了20%,生命周期平均缩短了25%。
我们行为的意外后果也在改变鸟类的形状。动物学家莎拉·奥托(Sarah Otto)在2018年解释说:“悬崖燕子的翼展在道路附近已经进化得更短,路边撞死的燕子的翅膀更长,这与在面对交通时增加机动性的选择一致。
这些最新发现为城市进化中的明确信号提供了另一个例子。 研究已经表明,与自然和非城市人类系统相比,城市化景观的进化变化率更高。“这是我们掌握的最令人信服的证据,表明我们正在改变[城市]生活的演变。除了生态学家和进化生物学家之外,这对社会也很重要,“UTM生物学家Rob Ness说。特别是因为预计到2030年,我们将比2000年城市化土地数量增加两倍。
研究人员已经积累了一个大型数据库,他们现在可以进一步研究人类对三叶草进化的影响。
通过更好地了解我们如何偶然推动这些变化,我们更有可能有意识地以知情和更安全的方式指导进化。“这些知识可以帮助保护地球上一些最脆弱的物种,减轻害虫的影响,改善人类福祉,并有助于理解基本的生态进化过程,”作者总结道。
这项研究发表在《科学》杂志上。