Новое исследование выявило доминирующую силу, определяющую эволюцию на Земле сегодня

Все больше доказательств свидетельствует о том, что человек в настоящее время является основной движущей силой эволюции на Земле. От селективной селекции до экологических модификаций, мы изменяем так много в нашем мире, что теперь не только определяем климат, но и направление развития самой жизни.

Теперь в рамках масштабного проекта с участием 287 ученых из 160 городов в 26 странах исследователи изучили, как урбанизация повлияла на эволюцию в глобальном масштабе. В качестве модели они использовали белый клевер (Trifolium repens) - растение родом из Европы и Западной Азии, но встречающееся в городах по всему миру.

"Никогда еще не было полевого исследования эволюции такого масштаба или глобального исследования того, как урбанизация влияет на эволюцию", - сказал эволюционный биолог Марк Джонсон из Университета Торонто Миссиссога (UTM).

Собрав более 110 000 образцов вдоль градиентов, которые простирались от городов, через пригороды и до сельской местности, они обнаружили, что клевер в городах теперь более похож на клевер в другом городе, расположенном в другом мире, чем на клевер на близлежащих сельскохозяйственных угодьях или в лесах, независимо от климата. 

Это пример параллельной адаптивной эволюции - когда отдельные популяции формируются под воздействием одинакового селективного давления на определенные признаки в разных местах. Это показывает, что способы изменения человеком окружающей среды оказывают большее влияние на формирование этих признаков, чем такие природные явления, как генетика местных популяций и климат.

Хотя урбанизация, очевидно, имеет много общих черт по всему миру, еще не было установлено, что они действуют совместно, подталкивая эволюцию в одном и том же направлении.

"Мы только что показали, что это происходит, часто похожим образом, в глобальном масштабе", - сказал эколог из UTM Джеймс Сантанджело.

"Чтобы урбанизация способствовала параллельной эволюции, городские районы должны сближаться по экологическим характеристикам, которые влияют на приспособленность организма", - объясняют исследователи в своей статье.

Присмотревшись повнимательнее, международная команда определила, что одной из характеристик, меняющихся от городской к сельской местности, является производство растением цианистого водорода. Белый клевер использует это химическое вещество в качестве защитного механизма против своих травоядных хищников. Оно также помогает им противостоять засухе. 

Растения в самых отдаленных сельских населенных пунктах на 44 процента чаще вырабатывали цианистый водород, чем растения в центре городов. Похоже, что выпас способствует производству большего количества цианистого водорода в сельской местности, чем в городах, где давление выпаса не такое сильное; в отсутствие этого давления засуха становится движущим фактором.

Это произошло несмотря на сильный поток генов между популяциями белого клевера вдоль каждого градиента, что означает, что уровни содержания этого химического вещества проходят сильный отбор, снова и снова.

Мы уже нарушили естественный спектр размеров животных в океане, частично за счет селективного удаления крупной рыбы в результате рыболовства, оставив больше рыбы с генами мелкой рыбы для создания последующих поколений. Многие рыбы сейчас на 20 процентов меньше, а их жизненный цикл в среднем на 25 процентов короче.

Непредвиденные последствия наших действий также изменяют форму птиц.

"Размах крыльев у ласточек-береговушек эволюционировал в сторону уменьшения вблизи дорог, а у убитых ласточек крылья длиннее, что соответствует отбору для повышения маневренности в условиях дорожного движения", - объяснила зоолог Сара Отто в 2018 году.

Эти последние результаты являются еще одним примером четкого городского сигнала в эволюции. Исследования уже показали, что темпы эволюционных изменений выше в урбанизированных ландшафтах по сравнению с природными и негородскими человеческими системами.

Это самое убедительное из имеющихся у нас доказательств того, что мы изменяем эволюцию жизни в [городах]". Помимо экологов и эволюционных биологов, это будет важно для общества, - говорит биолог из UTM Роб Несс. Особенно, если учесть, что к 2030 году количество урбанизированных земель увеличится в три раза по сравнению с 2000 годом".

Исследователи собрали большую базу данных, которую они теперь могут продолжить изучать на предмет влияния человека на эволюцию клевера. Лучше понимая, как мы случайно приводим в движение такие изменения, мы имеем больше шансов намеренно встать за штурвал и направить эволюцию более осознанным и безопасным способом.

"Эти знания могут помочь сохранить некоторые из наиболее уязвимых видов на Земле, смягчить воздействие вредителей, улучшить благосостояние человека и внести вклад в понимание фундаментальных экоэволюционных процессов", - заключают авторы.

Данное исследование было опубликовано в журнале Science.