Как животные и растения развиваются в городах

Я вырос в небольшой деревне недалеко от города Роттердам в Нидерландах. В 1970-х и 1980-х годах, когда я был подростком, этот район все еще был тихим местом. Там было полно ферм, полей и болот, и я проводил там свободное время, развлекаясь, раскрашивая картины маслом, подобные этой, собирая полевые цветы, наблюдая за птицами, а также собирая насекомых.

И это была одна из моих ценных находок. Это очень особенный жук, удивительный жук под названием ломехуза. А это своего рода жук, который всю жизнь живет в муравейнике. Он эволюционировал, чтобы говорить как муравей. Он использует те же химические сигналы, те же запахи, что и муравьи, для общения, и прямо сейчас этот жук говорит этому рабочему муравью: «Эй, я тоже рабочий муравей, я голоден, пожалуйста, покормите меня.» И муравей подчиняется, потому что жук использует те же химические вещества. За эти миллионы лет этот жук выработал способ жить в муравейнике.

Как животные и растения развиваются в городах

Как животные и растения развиваются в городах

За годы, когда я жил в этой деревне, я собрал 20 000 разных жуков и собрал коллекцию жуков-приколоток. И это заинтересовало меня в очень раннем возрасте эволюцией. Как возникают все эти разные формы, как возникает все это разнообразие?

Так я стал эволюционным биологом, как Чарльз Дарвин. И, как и Чарльз Дарвин, меня вскоре разочаровал тот факт, что эволюция произошла в основном в прошлом. Мы изучаем закономерности, которые наблюдаем сегодня, пытаясь понять эволюцию, имевшую место в прошлом, но мы никогда не можем увидеть, как она происходит в реальном времени. Мы не можем этого наблюдать. Как уже сказал сам Дарвин: «Мы ничего не видим в этих медленных изменениях, пока стрелка времени не отметит истечение веков». Или мы?

Как животные и растения развиваются в городах

За последние несколько десятилетий биологи-эволюционисты пришли к пониманию, что иногда эволюция происходит намного быстрее, и ее действительно можно наблюдать, особенно когда окружающая среда резко меняется и потребность в адаптации велика. И, конечно же, в наши дни большие изменения окружающей среды обычно вызываются нами. Мы косим, орошаем, пашем, строим, закачиваем в атмосферу парниковые газы, которые меняют климат. Мы выпускаем экзотические растения и животных в места, где они раньше не жили, и собираем рыбу, деревья и дичь для еды и других нужд.

И все эти экологические изменения достигают своего эпицентра в городах. Города образуют совершенно новую среду обитания, которую мы создали. И мы покрываем его кирпичом, бетоном, стеклом и сталью - непроницаемыми поверхностями, в которых растения могут укорениться с большим трудом.

Также в городах мы находим самые высокие концентрации химического загрязнения, искусственного освещения и шума. И мы находим дикие смеси растений и животных со всего мира, которые живут в городе, потому что они сбежали из садоводства, аквариума и торговли домашними животными.

Как животные и растения развиваются в городах

И что делает вид, когда он живет в полностью изменившейся среде? Что ж, многие, конечно, ушли, к сожалению, вымерли. Но те, что не вымирают, адаптируются впечатляющими способами. В наши дни биологи начинают понимать, что города - это сегодняшние скороварки эволюции. Это места, где дикие животные и растения очень быстро развиваются на наших глазах, чтобы приспособиться к новым городским условиям. Точно так же, как это сделал ломехуза, жук-муравей миллионы лет назад, когда он перемещался внутри муравьиной колонии. Теперь мы находим животных и растения, которые переместились в человеческие колонии и адаптируются к нашим городам. И при этом мы также начинаем понимать что эволюция действительно может происходить очень быстро. Это не всегда занимает много времени; это может произойти прямо у нас на глазах.

Это, например, белоногая мышь. Это местное млекопитающее из окрестностей Нью-Йорка, и более 400 лет назад, до того, как город был построен, эта мышь жила повсюду. Но в наши дни они застряли на маленьких островках зелени, в городских парках, окруженных морем асфальта и дорожного движения. Немного похоже на современную версию зябликов Дарвина на Галапагосских островах.

Как животные и растения развиваются в городах

И, как зяблики Дарвина, мыши в каждом отдельном парке начали развиваться, стали отличаться друг от друга. А это мой коллега Джейсон Мунши-Саут из Фордхэмского университета, который изучает этот процесс. Он изучает ДНК белоногих мышей в парках Нью-Йорка и пытается понять, как они начинают развиваться на этом архипелаге островов. И он использует своего рода дактилоскопию ДНК, и он говорит: «Если кто-то дает мне мышь, не говорит мне, откуда она, просто взглянув на ее ДНК, я могу точно сказать, из какого парка она родом». Вот насколько они стали другими.

И Джейсон также обнаружил, что эти изменения, эти эволюционные изменения не случайны, они что-то значат. Например, в Центральном парке мы обнаружили, что у мышей развились гены, которые позволяют им справляться с очень жирной пищей. Человеческая еда. Ежегодно Центральный парк посещают двадцать пять миллионов человек. Это самый посещаемый парк в Северной Америке. И эти люди оставляют после себя закуски, арахис и нездоровую пищу, и мыши начали питаться этим, и это совершенно другая диета, чем то, к которой они привыкли, и с годами они эволюционировали, чтобы удовлетворить эту очень жирную, очень человечная диета.

А это еще один городской пижон. Это европейская садовая улитка. Очень распространенная улитка, она бывает самых разных цветов, от бледно-желтой до темно-коричневой. И эти цвета полностью определяются ДНК улитки. И эти цвета также определяют управление теплом улитки, которая живет внутри этой раковины. Например, улитка, которая сидит на солнечном свете, на ярком солнце, если у нее бледно-желтая раковина, она не нагревается так сильно, как улитка, которая сидит внутри темно-коричневой раковины. Так же, как когда вы сидите в белой машине, вы остаетесь прохладнее, чем когда вы сидите в черной машине.

Как животные и растения развиваются в городах

Сейчас существует явление, называемое городскими тепловыми островами. Это означает, что в центре большого города температура может быть на несколько градусов выше, чем за его пределами. Это связано с тем фактом, что у вас есть эти концентрации миллионов людей, и все их действия и их механизмы выделяют тепло. Кроме того, ветер блокируется высокими зданиями, а вся сталь, кирпич и бетон поглощают солнечное тепло и излучают его ночью. Итак, вы получаете этот пузырь горячего воздуха в центре большого города, и мы с моими студентами подумали, что, возможно, эти садовые улитки с их разнообразными раковинами адаптируются к городским островам тепла. Может быть, в центре города мы обнаружим, что цвет раковины меняется в сторону уменьшения перегрева улиток.

И чтобы изучить это, мы начали проект гражданской науки. Мы создали бесплатное приложение для смартфонов, которое позволило людям во всем Нидерландах делать снимки улиток в своем саду, на улице, а также в сельской местности и загружать их на веб-платформу гражданской науки. За год мы получили 10 000 снимков улиток, сфотографированных в Нидерландах, и когда мы начали анализировать результаты, мы обнаружили, что действительно наши подозрения подтвердились. В центре городских тепловых островов мы обнаруживаем, что у улиток эволюционировала более желтая и более светлая раковина.

Городская улитка и мышь из Манхэттена - это всего лишь два примера растущего списка животных и растений, которые эволюционировали, чтобы приспособиться к этой новой среде обитания, этой городской среде обитания, которую мы создали. И в книге, которую я написал на эту тему, тему городской эволюции, я привожу еще много примеров. Например, сорняки, у которых выросли семена, которые лучше прорастают на асфальте. Кузнечики, которые развили песню, которая имеет более высокий тон, когда они живут рядом с шумным движением. Комары, которые эволюционировали, чтобы питаться кровью людей на станциях метро. И даже обычный городской голубь, который разработал способы детоксикации от загрязнения тяжелыми металлами, поместив его в свои перья.

Биологи, подобные мне, по всему миру начинают интересоваться этим увлекательным процессом городской эволюции. Мы понимаем, что действительно находимся на уникальном событии в истории жизни на Земле. Совершенно новая экосистема, которая развивается и приспосабливается к созданной нами среде обитания.

И не только академиков - мы также начинаем привлекать миллионы пар рук, ушей и глаз, которые присутствуют в городе. Гражданские ученые, школьники - вместе с ними мы строим глобальную сеть наблюдений, которая позволяет нам наблюдать за процессом городской эволюции, происходящим в режиме реального времени. И в то же время это также дает понять людям, что эволюция - это не просто какая-то абстрактная вещь, которую вам нужно отправиться на Галапагосы для изучения, или что вам нужно быть палеонтологом, чтобы понять, что это такое. Это очень обычный биологический процесс, который происходит постоянно и везде. На заднем дворе, на улице, где ты живешь, прямо за пределами этого театра.

Как животные и растения развиваются в городах

Но, конечно, у моего энтузиазма есть и обратная сторона. Когда я возвращаюсь в деревню, где вырос, я больше не нахожу тех полей и болот, которые знал с юности. Теперь деревня поглощена растущим конгломератом Роттердама, и вместо этого я нахожу торговые центры, пригороды и автобусные полосы. И многие животные и растения, к которым я так привык, исчезли, в том числе, возможно, тот жук-муравей.

Но меня утешает тот факт, что дети, выросшие в этой деревне сегодня, возможно, больше не испытывают той традиционной природы, с которой я вырос, но они окружены новым типом природы, новым типом экосистемы, которая, для них это могло быть так же захватывающе, как для меня старый тип. Они живут на новых, современных Галапагосских островах. И, объединившись с гражданскими учеными и эволюционными биологами, такими как я, они могли бы стать Дарвинами 21-го века, изучающими эволюцию городов.

Так я стал эволюционным биологом, как Чарльз Дарвин. И, как и Чарльз Дарвин, меня вскоре разочаровал тот факт, что эволюция произошла в основном в прошлом. Мы изучаем закономерности, которые наблюдаем сегодня, пытаясь понять эволюцию, имевшую место в прошлом, но мы никогда не можем увидеть, как она происходит в реальном времени. Мы не можем этого наблюдать. Как уже сказал сам Дарвин: «Мы ничего не видим в этих медленных изменениях, пока стрелка времени не отметит истечение веков».

Да ну, а антибиотики и стремительно эволюционирующие под это дело бактерии?! Открытие пенициллина, в своё время, было величайшим и революционным прорывом в медицине, но со временем его эффективность упала, т. к. бактерии постепенно адаптировались; учёные создают\открывают антибиотики следующих поколений, но и к ним, рано или поздно, наши маленькие «друзья» привыкают.
Это как «гонка брони и снаряда» - чем прочнее придумывают броню, тем бронебойнее запиливают снаряды. И большой вопрос - появится ли свой «гиперзвук» в медицине.