城市与生物演化

自达尔文发表物种起源以后,生物演化,这个激动人心的研究领域,就不断的给我们带来新知和惊喜。虽然最容易吸引媒体眼球的是,非洲某地又挖出老祖宗或者我们远古亲戚的骨头,当然你可以称它为化石。但对演化生物学家而言,骨头不是全部,甚至对于生命的演化研究而言,远不如一般人所认为的那么重要。毕竟骨头仅仅是凝固的历史瞬间,它是我们了解过去曾经发生过什么的唯一手段,但如果我们真的想要一窥演化的奥秘,探索人类自身的秘密,诸如智能、语言等等的起源,我们就必须研究现存的生物,研究我们的近亲,研究它们是如何适应于生存或者为什么走上即将灭绝的道路。

长时间以来,一代一代投身于演化研究领域的才俊们,如牛仔般驰骋在非洲的草原、北极的冻土、撒哈拉的荒漠或者亚马逊的热带雨林,在他们写下的书籍、精彩的演讲中充满着这些刺激我等凡俗大众的字眼,那些地方是如此的让人热血沸腾,而类似于黑猩猩会加工树枝作为工具以便捕获白蚁这样的爆炸性发现,也不时出现在新闻或者如动物世界那样的记录片中。然而,长时间以来,演化生物学家们心中总有一个巨大的遗憾。那就是,演化的发生一般而言十分漫长,无论我们知道了多少动物们今天所拥有的一切,并据理推测过去如何,但毕竟我们没有时间机器,能够回到过去,亲眼目睹它们是怎样一步步的发生转变,以及物种如何分支。比如著名的达尔文雀,当初始的一个物种偶然流落到荒岛上,在那个与世隔绝之地,它们的后代摄食行为发生了歧化,逐渐选择了不同的食物,它们的喙也就因此受到完全不同的选择压力,逐步演化为各种特化的形状,一个物种也就此岐化为多个。更不用说,回到六千五百万年前,目睹小行星撞击所引起的冲天烟尘和地狱般的烈焰,灭绝了称霸地球亿年的恐龙家族,给哺乳类的崛起,人类的起源,创造了一个机会。要知道,生物演化在环境巨变的情况下,其爆发出的让人赞叹的创造性,是生命最绚丽的色彩。这样的诱惑,恐怕没有几个演化生物学家能够抵抗。

不过,这种遗憾,可能即将过去。的确,我们没有时间机器,现在没有,在可预见的未来恐怕也不会有。但是,环境已经并且正在发生巨变,事实上在很早以前,人们就发现了这点,并在各种场合发出种种声明和呼吁。伴随着科技的不断进步,人类数量的急剧增加,越来越多的野地转变成城市、农庄等等,许许多多物种就此灭绝。为此我们设立动物保护区,呼吁各国政府珍惜生物多样性,召开各种层次的国际大会,限制二氧化碳排放等等。然而,这场由人类所引发的生态灾难,对演化生物学家而言,却真有可能是”人赐良机”,一个目睹和研究诸多物种如何在新环境中挣扎求存,快速演化或者灭绝的绝妙机会。而其中,人类所创建并居住的城市,近年来日益受到演化生物学界的重视。

其实,早在很多年前,就有人发现生存在城市中的动物,为了适应于新的生境,而发展出的一些“奇技淫巧”。比如,偷牛奶的鸟儿,它们学会了如何啄破牛奶瓶上的密封锡,给牛奶公司带来不小的麻烦。而在日本的街头人们还发现,乌鸦学会了借助汽车来帮它压碎摔不坏的坚果,并且学会了等待红灯亮起,汽车停止的片刻,享用美味的果仁。这些奇闻轶事,逐渐被一些演化生物学家意识到隐藏在其中的潜在研究价值。

位于芝加哥的伊利诺州立大学演化生物学家Joel Brown说,城市对野外生物而言,如同拓荒前的西部,给它们提供了无数机会和风险。一场全新的生存大战,正在你我身边悄无声息的发生。一些演化生物学家,已经将目光从万里之外收回到人类所建造的城市之中。他们发现,城市是一个非常难得的研究动物行为如何一步步演化的绝佳场所。对于进入城市求存的动物而言,人类建造的城市比野外环境实际上更加稳定,而且人类活动的规律性,使得像食物或者水源那样的资源也具有更强的可预测性,那么谁能更快的适应于这些全新的变化,以便在这个新生境中抢占先机?我们能够在城市里目睹并跟踪一个物种的歧化全程吗等?这些问题的提出,或许意味着一个新的研究分支,一个专属研究城市生物演化的学科,即将因此诞生。

虽然城市在某些方面比野外环境更加优越,但这并不意味着,在此生存就真的更加容易。事实上,许多进入城市求存的动物,首先需要解决的紧急问题是它们不知不觉间陷入的进化错觉(evolutionary illusions)。所谓进化错觉或者进化陷阱是说,生物在百万年的生存压力下,已经演化出的一整套应对和适应环境的生存方式,在进入一个新生境时,反而成为巨大的缺陷甚至是个致命的错误。比如,对松鼠而言,最危险的地方就是空旷的地面,当不得不穿越一片开阔地带时,面对掠视者几乎没有任何抵抗能力的松鼠,如果有任何犹豫不决而短暂停顿,都很可能是个致命的错误。因为等看清楚了天敌,几乎也就是死路一条。因此,百万年来,松鼠演化所获得的最佳生存策略时,当穿越开阔地带时,不要浪费时间去观察什么周围的状况,只需夺路狂奔即可。这个在野外的最佳生存策略,在它们进入城市,试图穿越四车道公路时,却成为一个糟糕透顶的坏主意。陷入这个如何穿越空旷地带的进化陷阱,解释了为什么有如此多的“愚蠢”松鼠,会被压扁在汽车轮胎之下。它们有可能从陷阱中逃出吗?松鼠最终能获得足够的应变能力,发现汽车并非掠食者,并且过马路前先东张西望一下,才是正确的策略吗?这些问题,只有时间才能给我们带来答案。

 对于进入城市的生物而言,陷阱无处不在,这其中甚至令人尴尬的包括人类的善良。在人与自然和谐相处呼声甚高的今天,许多人身体力行,尤其在动物保护的发源地欧洲。佛罗里达的一位动物行为生态学家Reed Bowman发现,佛罗里达近郊众多的爱鸟人,给鸟儿们提供了太多的食物以及过于舒适的生存环境。然而,这给鸟儿们传递了一个并不太正确的有关食物丰盛的信息,其结果是近郊的这些鸟儿比乡下的早数星期开始筑巢,并产下更多的卵。然而,陷阱在于,人为提供的适合于成鸟食用的食物并不适合于幼鸟的生长和发育。被陷阱引诱而提前繁殖的鸟儿,它们预计中的毛虫,还得几星期后才能大量出现,显然幼鸟必将陷入饥饿而死或者至少发育不良的困境。那么,我们是否干脆在幼鸟发育时期,额外提供适合于幼鸟的食物,将这些野鸟变成半家养,让它们丧失野外生存的能力,还是限制我们所提供的食物量?这个研究结果,给爱鸟人提出了一个不大不小的难题。

实际上,城市对生物的影响并不局限于生存于其中的生物,譬如城市明亮的灯光,吸引着夜晚迁徙的鸣鸟,闯进灯火明亮的建筑或者撞上无线塔台中,有时会导致数以万计的鸟儿死亡。而在海滩孵化出的海龟,通常它们的头安全的朝向大海,那里的亮度一般也比陆地高。但现在海龟们却可能受到海岸附近建筑物中灯光的影响,将头朝向并不适合它们生存的陆地。因人类活动,给其它生物带来的演化陷阱,目前正日益受到生态学研究领域的更多关注和重视。当然,并非所有生物都狼狈的陷入城市所带来的进化陷阱之中。许多生物,正在积极应变,譬如各种鸟儿。

2004年,部分研究者发现,个别夜莺能够异乎寻常的大声歌唱,以对抗城市中难以避免的噪声。而现在,研究者们则发现,在欧洲的各个城市中,类似的变化发生在种群水平上。比如,莱顿大学的科学家Hans Slabbekoorn,对十个城市中的大山雀的歌唱与生活在附近野外森林中的大山雀做了较为详细的对比。他发现生活在城市中的大山雀,为应对交通噪声以及相对而言更加空旷的环境,它们的歌声一律变得更加快速并且具有更高的音调,而生活在野外的大山雀则喜欢唱得更慢并且音调偏低。然而这种改变,究竟是如何发生的,仍然是个迷。也许,大山雀本身就具备这种适应能力,也许城市环境淘汰或者驱逐了那些只会唱低音情歌的大山雀,剩下的本来就是天生喜欢高歌一曲的毛头小子,它们最终占据了城市,成为特别的城市大山雀。那么,它们将在什么时候,与野外的大山雀格格不入,最终成为两个物种呢?对此,Hans Slabbekoorn计划开展更加详细的研究,以便深入探讨哪一种解释的可信度更高。

事实上,人类的崛起对自然环境的影响是如此的全面和深远,难以计数的物种已经由此灭绝,许多生物被无情的卷进全新的演化之旅中,它们或者迅速作为应变,以适应新的挑战,或者黯然退出历史的舞台,别无它路。也许,我们不用过于感伤,地球历史上数次超大规模的物种灭绝,并未将生命的多样性彻底扼杀。生命世界,一次又一次顽强不屈的重整旗鼓,创造出让人赞叹的奇迹。而在大山雀变调的高亢快速歌唱中,或许意味着面对人类崛起的挑战,生命世界所拥有的潜在柔韧性和快速反应能力。

(本文转载自健康中国人网)

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