Урбаністична матриця та непередбачувані наслідки: як людська діяльність переписує еволюцію

Наукові дані свідчать про те, що людство стало важливим каталізатором еволюційних процесів на нашій планеті. Завдяки таким практикам, як селективна селекція та модифікація навколишнього середовища, ми докорінно змінюємо різні аспекти нашого світу. Ми не лише спричиняємо зміни клімату, але й помітно впливаємо на траєкторію розвитку самого життя, пише ScienceAlert.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Новаторське дослідження, в якому взяли участь 287 науковців зі 160 міст у 26 країнах світу, пролило світло на глобальний вплив урбанізації на еволюцію. Опубліковане минулого року комплексне дослідження присвячене білій конюшині (Trifolium repens), виду рослин, що походить з Європи та Західної Азії, але зустрічається в містах по всьому світу.

Еволюційний біолог Марк Джонсон з Університету Торонто Міссіссога (UTM), ключовий учасник дослідження, наголосив на безпрецедентному масштабі цього польового дослідження еволюції та перше у своєму роді вивчення того, як урбанізація формує еволюційні процеси.

Дослідники зібрали дивовижні 110 000 зразків вздовж градієнтів, які варіювалися від міських районів, через передмістя до сільських районів. На диво, вони виявили, що рослини конюшини в містах демонструють більшу схожість з конюшиною у віддалених міських центрах, ніж з їхніми аналогами на прилеглих сільськогосподарських угіддях або в лісах, незалежно від кліматичних умов.

Це гостроцікаве явище, відоме як паралельна адаптивна еволюція, відбувається, коли певні популяції зазнають подібного селективного тиску за певними ознаками в різних географічних регіонах. Це свідчить про те, що зміни в навколишньому середовищі, спричинені людиною, мають суттєвіший вплив на розвиток цих ознак, ніж природні фактори, такі як генетика місцевої популяції та клімат.

Доктор Джеймс Сантанжело, еколог з UTM, пояснив значення своїх висновків, заявивши, що команда продемонструвала, як урбанізація може послідовно стимулювати паралельну еволюцію в глобальному масштабі, відображаючи зближення міських районів з точки зору екологічних особливостей, які впливають на пристосованість організму.

Детальніше вивчаючи зразки, міжнародна команда виявила одну специфічну особливість, яка змінювалася вздовж градієнту від міста до села: вироблення ціаністого водню білою конюшиною. Ця хімічна речовина слугує захисним механізмом проти травоїдних хижаків і сприяє стійкості до посухи.

Дивовижно, але рослини у найвіддаленіших від міст сільських районах на 44 відсотки частіше виробляли ціанистий водень, ніж у міських центрах. Дослідники припустили, що тиск випасу тварин в сільській місцевості сприяє збільшенню виробництва ціанистого водню, в той час як посуха стає рушійним фактором у містах, де випас худоби менш поширений.

Примітно, що, попри значний потік генів між популяціями білої конюшини вздовж кожного градієнта, рівень виробництва ціанистого водню постійно піддається сильному тиску відбору, що підтверджує його важливість у формуванні еволюції виду.

Наш вплив на природу поширюється не лише на рослини. В океані, наприклад, людська діяльність, така як селективний вилов великої риби, порушила природний розмірний спектр водних тварин. Як наслідок, популяції риб зменшилися на 20 відсотків, що супроводжується 25-відсотковим скороченням їхніх життєвих циклів.

Пташині види також зазнають трансформацій через непередбачувані наслідки людської діяльності. Зоолог Сара Отто розповіла про випадок з ластівками скелястими, коли розмах крил цих птахів став коротшим поблизу доріг. На противагу цьому, випадки загибелі на дорогах виявили ластівок з довшими крилами, що свідчить про відбір для більшої маневреності у відповідь на рух транспорту.

Останні результати, представлені в цій статті, доповнюють зростаючу кількість доказів, що вказують на явний вплив урбанізації на еволюційні процеси. Попередні дослідження вже припускали, що темпи еволюційних змін в урбанізованих ландшафтах вищі порівняно з природними та позаміськими людськими системами.

Ці висновки мають значні наслідки для суспільства, що виходять за межі екології та еволюційної біології. Роб Несс, біолог UTM, який прогнозує потроєння площі урбанізованих земель до 2030 року порівняно з 2000 роком, наголосив на нагальній необхідності усвідомлення того, що ми змінюємо хід еволюції життя в містах.

Отже, ці знання стають інструментом для захисту вразливих видів, пом'якшення впливу шкідників, підвищення добробуту людей та поглиблення нашого розуміння фундаментальних екоеволюційних процесів.

Дослідники накопичили велику базу даних, яка слугуватиме основою для подальших досліджень антропогенного впливу на еволюцію конюшини. Краще розуміючи нашу ненавмисну роль у спричиненні цих змін, ми збільшуємо наші шанси свідомо та відповідально спрямовувати еволюційні процеси до поінформованих та безпечних результатів.

Раніше Фокус писав про генетичне полотно наших предків. Дослідникам вдалося розкрити складні гілки людської еволюції.