Все больше свидетельств говорит о том, что люди в настоящее время являются основной движущей силой эволюции на Земле. От селекционного разведения до модификации окружающей среды, мы так сильно меняем наш мир, что теперь не только управляем климатом, но и направлением самой жизни.
В масштабном проекте с участием 287 ученых из 160 городов 26 стран исследователи изучили, как урбанизация повлияла на эволюцию в глобальном масштабе. В качестве модели они использовали белый клевер (Trifolium repens) — растение, произрастающее в Европе и Западной Азии, но также встречающееся в городах по всему миру.
«Никогда не проводилось полевое исследование эволюции такого масштаба или глобальное исследование того, как урбанизация влияет на эволюцию», — сказал биолог-эволюционист Марк Джонсон из Университета Торонто (UTM).
Собрав более 110 000 образцов вдоль градиентов, простирающихся от городов через пригороды и за город, они обнаружили, что клевер в городах теперь больше похож на клевер в другом городе на другом конце света, чем на клевер, найденный на близлежащих сельскохозяйственных угодьях или в лесах, вне зависимости от климата.
Это реальный пример параллельной адаптивной эволюции — когда отдельные популяции формируются под одним и тем же давлением отбора на определенные признаки в разных местах.
Он показывает, что то, как люди изменили окружающую среду, оказывает большее влияние на формирование этих признаков, чем природные явления, такие как генетика местной популяции и климат.
Хотя очевидно, что урбанизация во всем мире имеет много общих черт, еще не установлено, что они действовали вместе, чтобы подтолкнуть эволюцию в одном и том же направлении.
«Мы только что показали, что это происходит, часто похожим образом, в глобальном масштабе», — говорят ученые. «Чтобы урбанизация двигала параллельную эволюцию, городские районы должны сходиться в характеристиках окружающей среды, влияющих на приспособленность организма», — объясняют исследователи в своей статье.
Присмотревшись повнимательнее, ученые определили, что одной из особенностей, меняющихся от городских к сельским, было выброс промышленностью цианистого водорода (синильная кислота, HCN). Белый клевер использует это химическое вещество как защитный механизм от своих травоядных хищников. Он также помогает им противостоять засухе.
Предприятия в отдаленных сельских районах производили цианистый водород на 44% чаще, чем заводы в центре городов. Кроме того, выпас скота способствует производству большего количества цианистого водорода в сельской местности, чем в городах; в отсутствие этих факторов засуха становится движущим фактором эволюции.
Все это произошло, несмотря на сильный поток генов между популяциями белого клевера вдоль каждого градиента.
Люди уже нарушили диапазон естественных размеров животных в океане, отчасти путем выборочного удаления крупной рыбы с помощью рыболовства, оставив больше рыб с генами мелких рыб для последующих поколений. Многие рыбы теперь на 20 процентов меньше, а их жизненный цикл в среднем на 25 процентов короче.
Непреднамеренные последствия наших действий также меняют и форму птиц.
Например, размах крыльев у успешных скалистых ласточек стал короче вблизи дорог, а у погибших на дороге ласточек крылья стали длиннее, что соответствует отбору на повышенную маневренность в условиях дорожного движения.
Последние открытия являются еще одним примером четкого сигнала городской эволюции. Исследования уже показали, что скорость эволюционных изменений выше в урбанизированных ландшафтах по сравнению с естественными и негородскими системами.
«Это самое убедительное доказательство того, что мы меняем эволюцию жизни в [городах]. Помимо экологов и биологов-эволюционистов, это будет важно для общества», — говорят исследователи.
Они собрали большую базу данных, и теперь могут дополнительно исследовать влияние человека на эволюцию клевера.
Лучше понимая, чем и как вызываются такие изменения, у ученых больше шансов направить повлиять на эволюцию безопасным способом.
Исследование было опубликовано в журнале Science.