达尔文进城:城市丛林如何推动进化
繁华的城市
如今,越来越多的人生活在城市之中,1960年代,城市人口约占全世界人口的34%,而2018年,这个数值已经上升到55%,据估计,2050年,全世界70%的人将生活在城市之中。
全球城市化导致了巨大的环境变化,侵占了许多野生动物的栖息地,它们也得从乡下进城讨生活。
城市的生活不同于乡下,野生动物必须快速适应城市的环境,方能生存下去。
进城生活的各种生物
城市中的演化(Evolution in an Urbanizing World)也是目前生物演化研究的一个热点。
1.拒绝灯火诱惑的飞蛾
城市的夜晚霓虹闪耀,产生了持续不断的光污染。面对这种无情的刺激,许多物种必须改变自己的习性,产生适应灯光的演化特性。
飞蛾
对于飞蛾来说,灯光的诱惑是致命的,一方面,会令自己陷入飞蛾扑火的不归路;另一方面,也会落入城市蜘蛛的天罗地网之中。
街灯边上的蜘蛛网
原本生活在桥下的蜘蛛,通常会躲避光线,在阴暗的地方织网。
现在也演化为适应灯光,在吸引飞蛾的街灯边织网。
生存的博弈是如此的残酷,城市的飞蛾开始拒绝灯光的诱惑,不再赴火而行。
这种改变是后天学习而来,还是已经改变基因的烙印呢?
瑞士一位科学家做了个实验,将一批城市飞蛾和乡下飞蛾的幼虫放在同一个环境里饲养,等它们长成飞蛾后,一起放到一个黑暗的笼子里,笼子的顶端装着灯泡。在开启灯光后,乡下飞蛾围绕在灯光边上,而城市飞蛾则均匀地分散在笼子里,忽略灯光的存在!
城市飞蛾已经实现遗传特性的改变。
2.更加高调的小鸟
“一群麻雀扑棱着翅膀,飞过秋日的田野,啁啾的鸣叫带着麦浪的香气“。
——这是我们在乡间常常看到的景象。
鸟类的鸣叫包含多种含义,例如宛转悠扬,以吸引雌鸟;短促单调,以联络同伴。
随着进城生活,鸟类的鸣叫声也在发生变化。
银绣眼鸟
银绣眼鸟(Silvereyes)是澳大利亚常见的鸣禽,在城镇和乡村随处可见。墨尔本大学的多米尼克·波特文(Dominique Potvin)是鸟类专家,他带领团队记录了澳大利亚东海岸的14个银绣眼鸟种群,以研究城市环境对鸟类鸣叫声的影响。
路上行驶的汽车是城市的主要噪声污染来源,其音高在1kHz~4kHz之间,这对银绣眼鸟来说可是个糟糕的消息,因为它们鸣叫声的范围为2kHz~6kHz,极易受到城市噪声的干扰,这可怎么办?
研究结果表明,城市银绣眼鸟提高了「嗓门」,其音调明显高于其乡村表亲,鸣唱(singing)的音调高195Hz,而叫声(calling)则高90Hz!
所以,在城市生活的银绣眼鸟必须变得「高调」,否则它们的叫声可能不能被伴侣听到,无法繁殖后代;不能有效地用鸣叫声与同伴进行交流,难以保护它们自己和幼鸟。
3.大脚丫子的蜥蜴
生活在波多黎各的蜥蜴(Anole lizards)堪称适应城市生活的教科书级例子。
攀在墙壁上的蜥蜴
最初这种蜥蜴生活在岩石和树林之间,然而进城生活的它们需要面对光滑的玻璃和墙壁。
城市蜥蜴(左)和乡下蜥蜴(右)的脚趾
因此它们进化出了更长的趾掌,并且脚趾上有更多的角质鳞,以增加附着力。
乡下蜥蜴(上)和城市蜥蜴(下)
华盛顿大学的温切尔·克里斯丁(Winchell Kristin)是研究蜥蜴的专家,在实验中她发现,乡下蜥蜴在光滑的斜坡上无法正常爬行,而城市蜥蜴则表现得应对自如,健步如飞。
4.不想被风吹走的蒲公英
再介绍一个关于植物的。
蒲公英
蒲公英是种充满浪漫气息的植物,在成熟的季节,白雪般的花朵随风飘向远方,有人说,蒲公英的花语是「无法停留的爱」。
然而现在,这份爱恐怕得留下来了。
在夹缝中生长的蒲公英
在正常情况下,蒲公英的种子会随风飘散到很远地方,扩大种群生存的地盘。
然而在城市,这种策略就行不通了,因为城市到处都是混凝土,通常一株蒲公英生长的地方,可能就是附近唯一的泥土地,所以最佳的策略就是老老实实待在妈妈的身边。
因此城市蒲公英进化出更重的种子,不会被风吹走,能够直接降落在母体的周围。
并且,这个进化在繁衍5-12代后就完成了,可以说非常快速!
通过以上的例子,我们看到生物在人类创造的生态环境里快速适应进化,或许我们会惊叹一声,太厉害了!
然而事实上,在每一个成功适应进化的故事背后,或许都会有数十种城市物种灭绝的情况出现。
城市对人类而言,是个舒适的生活区;然而对大自然的其它生物来说,却是多么极端的环境。
它们得经过多少努力,才能和我们一起在城市里生活。
参考
【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.