達爾文進城:城市叢林如何推動演化

2020-12-03 騰訊網

都市生活

如今,越來越多的人生活在城市之中,1960年代,城市人口約佔全世界人口的34%,而2018年,這個數值已經上升到55%,據估計,2050年,全世界70%的人將生活在城市之中。

全球城市化導致了巨大的環境變化,侵佔了許多野生動物的棲息地,它們也得從鄉下進城討生活。城市的生活不同於鄉下,野生動物必須快速適應城市的環境,方能生存下去。

進城生活的種種生物

城市中的演化(Evolution in an Urbanizing World)也是目前生物演化研究的一個熱點。

1.拒絕燈火誘惑的飛蛾

城市的夜晚霓虹閃耀,產生了持續不斷的光汙染。

面對這種無情的刺激,許多物種必須改變自己的習性,產生適應燈光的演化特性。

飛蛾

對於飛蛾來說,燈光的誘惑是致命的,一方面,會令自己陷入飛蛾撲火的不歸路;另一方面,也會落入城市蜘蛛的天羅地網之中。

街燈上的蜘蛛網

原本生活在橋下的蜘蛛,通常會躲避光線,在陰暗的地方織網。現在也演化為適應燈光,在吸引飛蛾的街燈邊織網。

生存的博弈是如此的殘酷,城市的飛蛾開始拒絕燈光的誘惑,不再赴火而行。

這種改變是後天學習而來,還是已經改變基因的烙印呢?

瑞士一位科學家做了個實驗,將一批城市飛蛾和鄉下飛蛾的幼蟲放在同一個環境裡飼養,等它們長成飛蛾後,一起放到一個黑暗的籠子裡,籠子的頂端裝著燈泡。在開啟燈光後,鄉下飛蛾圍繞在燈光邊上,而城市飛蛾則均勻地分散在籠子裡,忽略燈光的存在!

城市飛蛾已經實現遺傳特性的改變。

2.更加高調的小鳥

「一群麻雀撲稜著翅膀,飛過秋日的田野,啁啾的鳴叫帶著麥浪的香氣「。

——這是我們在鄉間常常看到的景象。

鳥類的鳴叫包含多種含義,例如宛轉悠揚,以吸引雌鳥;短促單調,以聯絡同伴。

隨著進城生活,鳥類的鳴叫聲也在發生變化。

銀繡眼鳥(Silvereyes)

銀繡眼鳥(Silvereyes)是澳大利亞常見的鳴禽,在城鎮和鄉村隨處可見。墨爾本大學的多米尼克·波特文(Dominique Potvin)是鳥類專家,他帶領團隊記錄了澳大利亞東海岸的14個銀繡眼鳥種群,以研究城市環境對鳥類鳴叫聲的影響。

路上行駛的汽車是城市的主要噪聲汙染來源,其音高在1kHz~4kHz之間,這對銀繡眼鳥來說可是個糟糕的消息,因為它們鳴叫聲的範圍為2kHz~6kHz,極易受到城市噪聲的幹擾,這可怎麼辦?

研究結果表明,城市銀繡眼鳥提高了「嗓門」,其音調明顯高於其鄉村表親,鳴唱(singing)的音調高195Hz,而叫聲(calling)則高90Hz!

所以,在城市生活的銀繡眼鳥必須變得「高調」,否則它們的叫聲可能不能被伴侶聽到,無法繁殖後代;不能有效地用鳴叫聲與同伴進行交流,難以保護它們自己和幼鳥。

3.大腳丫子的蜥蜴

生活在波多黎各的蜥蜴(Anole lizards)堪稱適應城市生活的教科書級例子。

攀在牆壁上的蜥蜴

最初這種蜥蜴生活在巖石和樹林之間,然而進城生活的它們需要面對光滑的玻璃和牆壁。

城市蜥蜴(左)和鄉下蜥蜴(右)的腳趾

因此它們進化出了更長的趾掌,並且腳趾上有更多的角質鱗,以增加附著力。

鄉下蜥蜴(上)和城市蜥蜴(下)

華盛頓大學的溫切爾·克裡斯丁(Winchell Kristin)是研究蜥蜴的專家,在實驗中她發現,鄉下蜥蜴在光滑的斜坡上無法正常爬行,而城市蜥蜴則表現得應對自如,健步如飛。

4.不想被風吹走的蒲公英

再介紹一個關於植物的。

蒲公英是種充滿浪漫氣息的植物,在成熟的季節,白雪般的花朵隨風飄向遠方,有人說,蒲公英的花語是「無法停留的愛」。

然而現在,這份愛恐怕得留下來了。

在夾縫土壤裡生長的蒲公英

在正常情況下,蒲公英的種子會隨風飄散到很遠地方,擴大種群生存的地盤。

然而在城市,這種策略就行不通了,因為城市到處都是混凝土,通常一株蒲公英生長的地方,可能就是附近唯一的泥土地,所以最佳的策略就是老老實實待在媽媽的身邊。

因此城市蒲公英進化出更重的種子,不會被風吹走,能夠直接降落在母體的周圍。

並且,這個進化在繁衍5-12代後就完成了,可以說非常快速!

通過以上的例子,我們看到生物在人類創造的生態環境裡快速適應進化,或許我們會驚嘆一聲,太厲害了!

然而事實上,在每一個成功適應進化的故事背後,或許都會有數十種城市物種滅絕的情況出現。

城市對人類而言,是個舒適的生活區;然而對大自然的其它生物來說,卻是多麼極端的環境。

它們得經過多少努力,才能和我們一起在城市裡生活。

參考

【1】Darwin Comes to Town: How the Urban Jungle Drives Evolution

【2】Urban Evolution: How Natural Life Adapts to Human Cities

【3】Potvin D A , Parris K M , Mulder R A . Geographically pervasive effects of urban noise on frequency and syllable rate of songs and calls in silvereyes (Zosterops lateralis)[J]. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2011, 278(1717):2464-2469.

【4】Winchell K M , Reynolds R G , Prado-Irwin S R , et al. Phenotypic shifts in urban areas in the tropical lizard\r, Anolis cristatellus[J]. Evolution, 2016, 70(5):1009-1022.

【5】Cheptou P O , Carrue O , Rouifed S , et al. Rapid evolution of seed dispersal in an urban environment in the weed Crepis sancta[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2008, 105(10):3796-3799.

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