城市：物種進化的加速器?

　　城市生活不但日益推動許多物種的進化，我們還可以預(yù)測它們的進化趨勢。

　　人們通常認(rèn)為，與日常經(jīng)驗相比，進化是一個非常緩慢的過程。然而，在過去的幾十年里，我們已經(jīng)認(rèn)識到，進化實際上可以很快速。這種快速的進化在深受人類影響的城市物種中尤為明顯。

　　譬如，現(xiàn)在人們在很多地方的地鐵中遇到的蚊子，就已經(jīng)與地面的蚊子不同。這種地下蚊子最早是二戰(zhàn)期間在倫敦地鐵中被發(fā)現(xiàn)的。此后，人們在法國巴黎、白俄羅斯的明斯克、日本東京和美國紐約等城市的地鐵、下水道，都發(fā)現(xiàn)了這種地下家蚊。它們是隨著城市的發(fā)展進化而來的，而且也只能生活在城市地下，而這遠(yuǎn)非孤例。

　　地下家蚊進化的故事

　　這種地下蚊子是被稱為“尖音庫蚊”的普通家蚊物種的一種變異形式。

　　地面的尖音庫蚊是季節(jié)性的，在較溫暖的月份活躍，在產(chǎn)卵前需要吃血，并傾向于吸食鳥類的血。相比之下，地下家蚊全年都在活動，傾向于吸食哺乳動物的血，并且可以在不攝入血液的情況下產(chǎn)卵。

　　最近的遺傳學(xué)研究表明，當(dāng)?shù)厍蛏系谝慌糯鞘性谥袞|地區(qū)出現(xiàn)的時候，地下家蚊就開始與尖音庫蚊分化了。然后，它們向北擴散。甚至在冬季寒冷的地區(qū)，它們通過利用城市的下水道或者供暖設(shè)備的熱量而存活下來。

　　研究表明，隨著地下家蚊在地下定居，它們進化出了與氣味識別、消化和免疫有關(guān)的新基因，所有這些都使它們能夠在富含有機廢物的下水道中繁衍。

　　這種蚊子還在繼續(xù)進化，研究表明，各地地下家蚊種群已經(jīng)開始分化。例如，倫敦地鐵兩條相距較遠(yuǎn)的線路中的地下家蚊，在基因上已經(jīng)開始出現(xiàn)不同。而在地面的尖音庫蚊中，并沒有看到這種分化。

　　島嶼生物地理學(xué)

　　為什么會出現(xiàn)這種快速分化的現(xiàn)象呢?借助于島嶼生物地理學(xué)，生物學(xué)家揭示了城市中物種的快速進化這種現(xiàn)象。

　　他們提出這一理論，最早是用來解釋島嶼上的生命動態(tài)的。島嶼生物地理學(xué)告訴我們，海洋中的一座島嶼，哪怕離大陸很遠(yuǎn)，因各種偶然(如風(fēng)把種子刮來，漂木把小動物帶來，等等)，也會有很多大陸物種來此定居;島嶼離大陸越近，定居的物種越多。這些物種由于無法與大陸的物種雜交，將走上獨立進化的道路，時間一久，就會進化為新物種。進化出新物種的速度，則跟島嶼的面積成正比。這是因為島嶼越大，一個物種就可以繁衍出更多數(shù)量的個體，個體數(shù)越多，在它們中出現(xiàn)變異的可能性也就越大。

　　但島嶼生物地理學(xué)不僅適用于島嶼，也適用于類似島嶼的棲息地。譬如，當(dāng)周圍都是森林時，一片玉米地也是一個島嶼，一個湖也是。對于臉上的螨蟲來說，你的身體是一個島嶼。一座城市也是如此，城市街道、郊區(qū)的高速公路、無數(shù)的混凝土建筑……使城市物種相對周圍的野生物種隔離，形成“島嶼”。隨著世界人口的增長，我們正在創(chuàng)造更多的這些巨大的城市化“島嶼”。

　　城市的島嶼效應(yīng)

　　跟真正的島嶼中一樣，物種在城市中進化的方式之一是生殖隔離。所謂生殖隔離，就是一個物種的一些成員由于長期不能與其他棲息地的同類進行雜交(基因交流)，導(dǎo)致獨立進化，此后哪怕有機會交配，也無法產(chǎn)下后代。這樣，一個物種就分化成了兩個物種。

　　自從我們的祖先首次形成大型定居點，學(xué)會儲存食物以來，這一過程一直是新物種進化的驅(qū)動力。諸如家雀、家鼠、谷象蟲、谷蛾都是從野外生存的品種中進化來的。

　　這一過程仍在迅速進行。美國紐約的大鼠(我們通常所說的老鼠，實際上是兩個物種：大鼠和小鼠)現(xiàn)在比1890年代的大鼠有更長的鼻子和更小的上臼齒。這是因為現(xiàn)在人們吃的食物更柔軟之故。在英國，靠近城市生活的狐貍，其鼻子比鄉(xiāng)下的狐貍更短更寬。這跟狗在馴化過程中特征改變的趨勢是一致的。

　　這甚至發(fā)生在一座城市的內(nèi)部。遺傳分析表明，紐約的大鼠已經(jīng)分化為遺傳上略有差異的兩個種群。曼哈頓上城的大鼠似乎避免與來自市中心的大鼠交配。造成這一現(xiàn)象的原因是，在兩地之間橫亙著中城，那里是一個商業(yè)區(qū)，缺乏大鼠賴以生存的家庭垃圾和后院。

　　決定基因交流的因素

　　不要以為一些物種更可能進化出新物種是一種偶然現(xiàn)象，事實上有一些規(guī)則在起作用。

　　我們前面說過，能否基因交流，決定了一個物種是否趨于分化。而基因交流對于那些容易擴散的物種來說更有可能，它們包括那些長翅膀的，善于搭便車的(如寄生蟲)，以及那些善于奔跑的物種。

　　在海洋島嶼上，一個物種的移動能力是決定它是否可能進化成新物種的關(guān)鍵因素。在太平洋東部的加拉帕戈斯群島，只會短距離飛行的雀類一直與大陸上的親屬保持生殖隔離，因此現(xiàn)在每個雀類都擁有獨特的特征和行為，尤其是喙。但藍(lán)腳鰹鳥和其他善于長距離飛行的海鳥卻沒有。

　　在城市中，除了生物自身的移動能力，人類的行為也是決定能否基因交流的一個重要因素。例如，對船舶衛(wèi)生的更嚴(yán)格控制，使得嚙齒動物不能搭上順風(fēng)車，這可能是現(xiàn)代城市之間鼠類品系迅速分化的原因。相反，人臉上的螨蟲隨我們乘坐汽車、飛機和船只在全球各地旅行，所以至今也沒有分化。

　　城市物種今后會如何進化?

　　展望未來，生活在城市的物種會如何進化呢?盡管確切結(jié)果不可預(yù)測，但大致趨勢還是可以預(yù)測的。

　　在島嶼上，物種往往失去飛行和擴散的能力(例如，加拉帕戈斯島上不會飛的鸕鶿);與其飛去尋找可能不存在的土地，不如留在家鄉(xiāng)附近。同樣的情況已經(jīng)在城市中出現(xiàn)。吃米的谷象已經(jīng)完全失去了翅膀。一些城市的烏鶇已經(jīng)停止遷徙。

　　在島嶼上，一些物種已經(jīng)進化出不需要交配就能繁殖的能力。這是因為，很多物種的個體經(jīng)常是孤身到達海島的，雌雄搭配前來海島定居的概率要小得多。在這種條件下，沒有配偶就能產(chǎn)生后代是有益的。在城市中，這種情況也已經(jīng)發(fā)生在蘇里南蟑螂、美洲蟑螂和長腳捷蟻身上。

　　物種的進化還反映食物的特征。例如，美國亞利桑那州的城市家雀，擁有更大、更強的喙，以應(yīng)對該市中更堅硬的種子，這反過來又影響了它們的歌聲。更常見的是，這種變化與人類提供的食物有關(guān)。家鼠和狗已經(jīng)進化出口中產(chǎn)生更多淀粉酶的能力，以分解淀粉，因為碳水化合物是城市飲食的一個重要部分。

城市狐貍鼻子比鄉(xiāng)下狐貍更短更寬，這跟狗在馴化過程中特征改變的趨勢是一致的。

　　應(yīng)對城市生活需求的另一種方式是使用腦力。例如，公雞已經(jīng)學(xué)會合作，把垃圾箱內(nèi)的塑料袋拉出，讓垃圾攤在地上，以便覓食。現(xiàn)在，在城市繁衍生息的鳥類中，已有相當(dāng)多的物種具有創(chuàng)造性的智能。最近，一份對29個城市中629種鳥類的調(diào)查表明，大多數(shù)鳥類的腦容量已經(jīng)擴增大。展望未來，我們相信城市中的一些物種，腦容量將會變得更大、更聰明。

　　但是，有些預(yù)測結(jié)果似乎不妙。在城市中，人類是主導(dǎo)物種進化的關(guān)鍵因素。譬如，我們經(jīng)常使用各種殺蟲劑。作為回應(yīng)，一些臭蟲、家蠅、家蚊已經(jīng)進化出對殺蟲劑的耐藥性。這意味著未來對疾病傳播，我們更難控制。

　　總而言之，城市正在成為進化的加速器，在為進化提供廣闊的舞臺。我們應(yīng)該盡可能把進化引導(dǎo)到對人類有利的方向上。