Урбанистическая матрица и непредсказуемые последствия: как человеческая деятельность переписывает эволюцию

Научные данные свидетельствуют, что человечество стало важным катализатором эволюционных процессов на нашей планете. Благодаря таким практикам, как селективная селекция и модификация окружающей среды, мы коренным образом изменяем разные аспекты нашего мира. Мы не только приводим к изменению климата, но и заметно влияем на траекторию развития самой жизни, пишет ScienceAlert.

В Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и увлекательные новости из мира науки!

Новаторское исследование, в котором приняли участие 287 ученых из 160 городов в 26 странах мира, пролило свет на глобальное влияние урбанизации на эволюцию. Опубликованное в прошлом году комплексное исследование посвящено белому клеверу (Trifolium repens), виду растений, происходящему из Европы и Западной Азии, но встречающемуся в городах по всему миру.

Эволюционный биолог Марк Джонсон из Университета Торонто Миссиссога (UTM), ключевой участник исследования, отметил беспрецедентный масштаб этого полевого исследования эволюции и первое в своем роде изучение того, как урбанизация формирует эволюционные процессы.

Исследователи собрали удивительные 110 000 образцов вдоль градиентов, которые варьировались от городских районов, через пригород в сельские районы. Удивительно, они обнаружили, что растения клевера в городах демонстрируют большее сходство с клевером в отдаленных городских центрах, чем с их аналогами на близлежащих сельскохозяйственных угодьях или в лесах, независимо от климатических условий.

Это интригующее явление, известное как параллельная адаптивная эволюция, происходит, когда определенные популяции испытывают подобное селективное давление по определенным признакам в разных географических регионах. Это свидетельствует о том, что изменения в окружающей среде, вызванные человеком, оказывают существенное влияние на развитие этих признаков, чем природные факторы, такие как генетика местной популяции и климат.

Доктор Джеймс Сантанжело, эколог из UTM, объяснил значение своих выводов, заявив, что команда продемонстрировала, как урбанизация может последовательно стимулировать параллельную эволюцию в глобальном масштабе, отражая сближение городских районов с точки зрения экологических особенностей, влияющих на приспособленность организма.

Детальнее изучая образцы, международная команда обнаружила одну специфическую особенность, которая изменялась вдоль градиента от города до села: выработка цианистого водорода белым клевером. Это химическое вещество служит защитным механизмом против травоядных хищников и способствует стойкости к засухе.

Удивительно, но растения в отдаленных от городов сельских районах на 44 процента чаще производили цианистый водород, чем в городских центрах. Исследователи предположили, что давление выпаса животных в сельской местности способствует увеличению производства цианистого водорода, в то время как засуха становится движущим фактором в городах, где выпас скота менее распространен.

Примечательно, что несмотря на значительный поток генов между популяциями белого клевера вдоль каждого градиента, уровень производства цианистого водорода постоянно подвергается сильному давлению отбора, что подтверждает его важность в формировании эволюции вида.

Наше влияние на природу распространяется не только на растения. В океане, например, человеческая деятельность, такая как селективный отлов крупной рыбы, нарушила естественный размерный спектр водных животных. Как следствие, популяции рыб уменьшились на 20 процентов, что сопровождается 25-процентным сокращением их жизненных циклов.

Птичьи виды также претерпевают трансформации из-за непредсказуемых последствий человеческой деятельности. Зоолог Сара Отто рассказала о случае со скалистыми ласточками, когда размах крыльев этих птиц стал короче у дорог. В противоположность этому, случаи гибели на дорогах обнаружили ласточек с более длинными крыльями, что свидетельствует об отборе для большей маневренности в ответ на движение транспорта.

Последние результаты, представленные в этой статье, дополняют растущее количество улик, указывающих на явное влияние урбанизации на эволюционные процессы. Предыдущие исследования уже предполагали, что темпы эволюционных изменений в урбанизированных ландшафтах выше природных и загородных человеческих систем.

Эти выводы имеют значительные последствия для общества, выходящих за пределы экологии и эволюционной биологии. Роб Несс, биолог UTM, прогнозирующий утроение площади урбанизированных земель к 2030 году по сравнению с 2000 годом, отметил настоятельную необходимость осознания того, что мы изменяем ход эволюции жизни в городах.

Эти знания становятся инструментом для защиты уязвимых видов, смягчения влияния вредителей, повышения благосостояния людей и углубления нашего понимания фундаментальных эко-эволюционных процессов.

Исследователи накопили обширную базу данных, которая будет служить основой для дальнейших исследований антропогенного влияния на эволюцию клевера. Лучше понимая нашу непреднамеренную роль в осуществлении этих изменений, мы увеличиваем наши шансы сознательно и ответственно направлять эволюционные процессы к информированным и безопасным результатам.

Ранее Фокус писал о генетическом полотне наших предков. Исследователям удалось раскрыть сложные ветви человеческой эволюции.