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一项新研究发现,人类活动已成为今日地球上驱动演化的主宰力量

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一项新研究发现,人类活动已成为今日地球上驱动演化的主宰力量

越来越多的证据认为,人类是现在地球演化上的主要驱动力。从选择育种到环境调节,我们正改变地球如此地多,以至于我们不仅在改变气候,也在改变生命本身的演进方向。

宏大计画

现在,在一个由 287 个科学家所参与,横跨 26 个国家中 160 个城市的宏大计画中,研究人员检视了,都市化是如何地影响了全球的演化。他们使用了白三叶草(white clover,学名:Trifolium repens)作为模型。这种植物原生于欧洲及西亚,但在全世界的城市中都能发现它们。

多伦多大学密西沙加分校(University of Toronto Mississauga,UTM)的演化生物学家马克·强生教授(Marc Johnson)说:“过去,从来没有过如这般规模的田野调查来研究演化;或者是一个全球化的研究,来了解都市化是如何影响演化的。”

平行演化

在研究团队沿著从城市延伸出去、经过郊区、然后到乡下的梯度,收集了超过 11 万份样本后,他们发现,无关气候如何,比起那些在邻近的农村或森林发现的三叶草,在城市发现的三叶草、与在另一个世界的城市发现的三叶草,这两者彼此间更为相似。

这是平行适应演化(parallel adaptive evolution)的一个例子,也就是分离的生物群落在不同的地点,经相同的选择压力(selective pressure)而塑造出特定的特徵。它显示出,在塑造这些特徵这方面,比起例如地方群落基因及气候等自然现象的影响,人类改变环境的影响更大。

虽然全球都市化很明显共享有很多特徵,但是还没有很确立说,这些特徵一起共同作用,将演化推往同一个方向。

UTM 的生态学家詹姆士·桑坦戈洛博士(James Santangelo)说:“我们刚刚展示了说,这情况通常会以很相近的方式,在全球范围内发生。”

研究人员们在论文中写到:“要让都市化来驱动平行演化,都市区域必须要在影响有机生物体合适度的环境特徵上趋于一致。”

人类活动的结果

更细看的话,这个国际团队发现,其中一个沿著都市至乡间而改变的特徵是,这种植物所产生的氰化氢(hydrogen cyanide,HCN)。白三叶草用这种化学物质来作为防卫机制,以对抗掠食者。同时,HCN 也帮助它们抵抗乾旱。

比起那些生长于都市中心的白三叶草群落,最远乡村中的白三叶草群落有 44% 的机率更有可能产生 HCN。比起在城市,乡间的放牧似乎更有利于 HCN 的生产,毕竟在城市中,放牧所产生的压力并不强。在缺乏这种压力下,乾旱就变成了驱动因素。

即使在每个梯度之间的白三叶草都有著强烈的基因流动下,这个现象还是发生,这代表著这种化学物质的浓度一次又一次地经过了强烈选择。

我们人类早就已经打破海洋中动物的自然尺寸范围,一部分是因捕捞而选择性地移除了较大的鱼,留下更多有著小尺寸基因的鱼繁衍下一代。现在的鱼平均起来,体型小了 20%,生命週期则是短了 25%。

我们人类行为当中无心的后果,也正在改变鸟类的形状。2018 年,动物学家莎拉·奥托博士(Sarah Otto)说过:“悬崖燕子的翼展已经演化为,在道路附近会比较短,而在路上被杀死的燕子则有较长的翅膀,这与在面对交通时,机动性增加的天择是一致的。”

这些最新发现也贡献了另一个例子,证明都市讯号在演化上的清楚影响。研究已经表示,相较于在大自然与非都市的人类社会中,在都市化地区演化改变的速率比较大。

UTM 的生物学家罗伯·奈斯助理教授(Rob Ness)说:“这是我们所拥有、最有说服力的证据,证明我们正在改变城市中生命的演化。除了生态学家以及演化生物学家外,这也是会对社会很重要的。”尤其是,相较于 2000 年,我们预期会在 2030 年时,增加 3 倍的都市化土地。

未来研究目标

研究人员们已经尽可能累积了很大的资料库。现在,他们可以进一步调查人类对于三叶草演化的影响。藉由更加了解我们是如何意外地驱动这些改变,我们就更有机会有意识地掌握方向盘,并将演化导向至我们更了解且更安全的道路上。

作者们做出以下结论:“这项知道可能可以帮助保育地球上一些最珍贵的物种、减轻害虫的影响、改善人类福祉、并且对了解基本的生态演化过程做出贡献。”

参考资料:

Koumoundouros, T., (2022, March 17). A New Study Has Identified a Dominant Force Driving Evolution on Earth Today. ScienceAlert
Santangelo, J. S. et al., (2022, March 17). Global urban environmental change drives adaptation in white clover. Science. DOI: 10.1126/science.abk0989
Alberti, M. et al., (2017, January 3). Global urban signatures of phenotypic change in animal and plant populations. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.1606034114
图片来源:https://www.sciencealert.com/we-humans-are-now-a-dominant-force-driving-evolution-on-earth(图:Sean Pavone/iStock/Getty Images Plus)

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38 条回复 A文章作者 M管理员
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    法律的生命在于其实施。因而迫切需要对怎样使大量立法和司法解释有效而进行认真的科学研究。

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    法律的生命在于其实施。因而迫切需要对怎样使大量立法和司法解释有效而进行认真的科学研究。

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    这对你们来说还是不够的—-科学要求每个人有极紧张的工作和伟大的热情—-巴甫洛夫

  15. 日渡怜

    以便领受冷静的知识的沉甸甸的十字勋章这个奖赏。——赫尔岑

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