Люди изменяют среду, в которой они живут, и города являются одними из самых глубоко преобразованных сред на Земле. Новое исследование теперь показывает, что эта городская среда меняет то, как развивается жизнь, то есть именно люди являются доминирующей движущей силой эволюции.
Новаторское исследование, проведенное биологами-эволюционистами из Университета штата Миссиссога (UTM), изучает, происходит ли параллельная эволюция в городах по всему миру. В выводах, опубликованных в журнале Science , проект Global Urban Evolution Project (GLUE) проанализировал данные, собранные 287 учеными в 160 городах 26 стран, которые брали пробы клевера белого в своих городах и близлежащих сельских районах.
То, что они нашли, является самым ярким доказательством того, что люди в целом и города в частности являются доминирующей силой, движущей эволюцию жизни во всем мире. От Торонто до Токио, от Мельбурна до Мюнхена белый клевер часто развивается в ответ на экологические изменения, происходящие в городских условиях.
«Мы давно знаем, что изменили города довольно глубоким образом, и мы резко изменили окружающую среду и экосистемы», — говорит аспирант биологии UTM и один из руководителей исследования Джеймс Сантанджело . «Но мы только что показали, что это происходит, часто аналогичным образом, в глобальном масштабе».
Исследование GLUE показывает, что условия окружающей среды в городах, как правило, больше похожи друг на друга, чем на близлежащие сельские места обитания. В этом смысле центр Торонто во многих отношениях больше сопоставим с центром Токио, чем с окружающими сельскохозяйственными угодьями и лесами за пределами города.
Глобальное сотрудничество под руководством биологов-эволюционистов Университета Торонто в штате Миссиссога исследовало более 110 000 образцов белого клевера из 160 мест по всему миру, показывая, что растение развивается в прямой реакции на изменения окружающей среды, происходящие в городах.
Исследователи не только смогли наблюдать глобальную адаптацию к городам, но и определили генетическую основу этой адаптации и экологические движущие силы эволюции. Белый клевер вырабатывает цианистый водород как в качестве защитного механизма от травоядных, так и для повышения его устойчивости к водному стрессу, и GLUE обнаружил, что клевер, растущий в городах, обычно производит меньше его, чем клевер в соседних сельских районах, из-за многократной адаптации к городской среде.
Именно изменения в присутствии травоядных и водный стресс в городах заставляют белый клевер адаптироваться иначе, чем его сельские собратья.
Этот вывод верен для городов с разным климатом, и его последствия выходят далеко за рамки простого клевера.
«Это исследование является моделью для понимания того, как люди меняют эволюцию жизни вокруг нас. Города — это место, где живут люди, и это самое убедительное доказательство того, что мы изменяем эволюцию жизни в них. Помимо экологов и биологов-эволюционистов, это будет важно для общества», — говорит Роб Несс, доцент биологии UTM, который руководил проектом вместе с профессором Марком Джонсоном и их аспирантом Сантанджело.
GLUE изучил белый клевер, потому что это один из немногих организмов, присутствующих почти в каждом городе на Земле, и предоставил инструмент для понимания того, как городская среда влияет на эволюцию.
«Теперь, когда мы знаем, что люди движут эволюцией городов по всей планете, эту информацию можно использовать для начала разработки стратегий, направленных на лучшее сохранение редких видов и позволяющих им адаптироваться к городской среде», — говорит Джонсон. Это также может помочь нам лучше понять, как предотвратить адаптацию нежелательных вредителей и болезней к среде обитания человека.
Для GLUE эта публикация — только начало. Используя те же методы, сотрудники собрали более 110 000 образцов клевера из 160 городов и близлежащих сельских районов и секвенировали более 2500 геномов клевера. Он создал массивный набор данных, который будет изучаться долгие годы.
И это беспрецедентное глобальное сотрудничество началось с одного клика.
«Почти все, кого мы попросили сотрудничать, сказали «да», и это было замечательно, потому что мы просили людей взять на себя много работы», — говорит Джонсон, который координировал более 280 других исследователей, участвовавших в исследовании. «Наши сотрудники признали важность этого проекта. Никогда не проводилось полевое исследование эволюции такого масштаба или глобальное исследование того, как урбанизация влияет на эволюцию. Это было бы невозможно сделать без нашей глобальной группы сотрудников».
Джонсон также называет проект моделью инклюзивной науки. Команда была поровну разделена между мужчинами и женщинами и включала не только признанных исследователей, но и студентов всех уровней и со всех населенных континентов по всему миру.
