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被人類改變的生物進(jìn)化

2017-06-07 22:10:46李備
大科技·百科新說(shuō) 2017年5期
關(guān)鍵詞:黃花魚性成熟城市化

李備

人類影響史無(wú)前例

眾所周知,人類目前對(duì)地球的“雕刻”前所未有,地球幾乎變成人類“一家一姓”之地。從現(xiàn)有的地質(zhì)記錄中可以發(fā)現(xiàn),這種雕刻已成為影響地球的主導(dǎo)因素,科學(xué)家甚至把地球歷史的這一時(shí)期稱為“人類紀(jì)”。

人類活動(dòng)深刻地塑造了動(dòng)植物的演化,從某種程度上說(shuō),人類手中掌握著數(shù)百萬(wàn)物種的進(jìn)化命運(yùn)。城市化進(jìn)程、全球氣候變遷、亂砍濫伐濫采、水體污染和富營(yíng)養(yǎng)化、非法野生動(dòng)物交易等因素都在影響著全球動(dòng)物、植物,目前許多珍奇種類都面臨絕種危險(xiǎn)。

人類活動(dòng)所產(chǎn)生的演化效應(yīng),已經(jīng)在動(dòng)植物身上逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。今天已觀測(cè)到的影響,就是當(dāng)代動(dòng)植物的演化改變,有些是因全球范圍內(nèi)人為干預(yù)、氣候變化而產(chǎn)生,有些則是由局部的污染和越來(lái)越密集的城市化而產(chǎn)生。

捕撈改變魚類性征

生物學(xué)家觀察發(fā)現(xiàn),捕魚作業(yè)對(duì)野生魚類產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。由于人類捕魚常以個(gè)體較大的魚類為目標(biāo)(食物),長(zhǎng)年累積下來(lái),野生魚類漸漸發(fā)生了變化,體型越來(lái)越小,性成熟越來(lái)越早,產(chǎn)卵的時(shí)間越來(lái)越提前。

生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)小黃花魚的進(jìn)化幅度非常大。30年前,小黃花魚生長(zhǎng)到三齡魚(生長(zhǎng)三年)才會(huì)性成熟并產(chǎn)卵,但目前發(fā)現(xiàn)它們已經(jīng)提前到二齡,而在中國(guó)海域情況更嚴(yán)重,黃海的小黃花魚性成熟已提前到一齡魚。也就是說(shuō),原來(lái)長(zhǎng)三年才產(chǎn)卵,現(xiàn)在長(zhǎng)一年就不得不性成熟產(chǎn)卵,這是小黃花魚的“自?!贝胧?。它們不得已而進(jìn)化,否則在高強(qiáng)度的捕撈作業(yè)下,就無(wú)法保證種群延續(xù)了。這也是小黃花魚種群瀕臨滅絕的危險(xiǎn)信號(hào)。帶魚的情況也很類似,比如渤海帶魚性成熟產(chǎn)卵期,由二齡提前到了一齡。

在歐洲水域里,魚類的體型也越來(lái)越小。觀察發(fā)現(xiàn),近十幾年來(lái)有些魚類的體型甚至減小了一半,水域里小個(gè)兒魚類的比重在逐漸升高,魚類的各種器官也普遍在縮小,魚群數(shù)量減少了60%。研究人員還發(fā)現(xiàn)不論海水還是淡水,其中蜉游生物、菌類微生物的體型也都縮小了。這些變化的原因除了過(guò)度捕撈外,還有氣候變暖導(dǎo)致水體升溫,進(jìn)而影響了水生生物的演化。

城市化改變動(dòng)植物的性征

在陸地上,城市化或許是人類對(duì)地球最明顯的影響。許多研究表明,不論植物和動(dòng)物,也不論原生的和引進(jìn)的,都在不斷進(jìn)化,以適應(yīng)人類改造的環(huán)境。

法國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在城市里有一種一年生菊科植物——還陽(yáng)參屬(類似于雛菊),它的種子長(zhǎng)得更重,這與野外、郊區(qū)的同類相比,已經(jīng)發(fā)生了明顯的變化。這種菊花的種子靠風(fēng)傳播,隨風(fēng)四處散落,種子較輕本來(lái)是優(yōu)勢(shì),但在城市里則恰恰相反,會(huì)被風(fēng)吹得更遠(yuǎn),很可能落在遠(yuǎn)處混凝土或?yàn)r青地面上,無(wú)法生長(zhǎng)。而種子變重,就可以直接落在植物周圍的土壤中,有利于種群延續(xù)。

還有些城市里的草類植物,生長(zhǎng)在磚石鋪砌的道路縫隙里,與野外的相比,這些草已經(jīng)不再四處散播種子了。

不僅植物在進(jìn)化,動(dòng)物也因人類城市化、工業(yè)化發(fā)展而“被迫”進(jìn)化,典型個(gè)案就是所謂的“工業(yè)黑化現(xiàn)象”。英國(guó)有一種胡椒蛾,19世紀(jì)初之前大多數(shù)是灰白淺色,只有少數(shù)是暗黑色。但是19世紀(jì)英國(guó)工業(yè)化加劇,樹干因污染而顏色變深,淺色胡椒蛾很容易遭鳥類捕食,數(shù)量急劇下降,而暗黑色胡椒蛾則大量繁殖,比例大大提升。20世紀(jì)初,在英國(guó)工業(yè)城市曼徹斯特,暗黑胡椒蛾的比例已經(jīng)超過(guò)90%。到了20世紀(jì)70年代,當(dāng)污染被清理后,暗黑色胡椒蛾紛紛遭捕食,而淺色胡椒蛾又開始大量增長(zhǎng)。

在城市化地區(qū),還有其他種類的蛾、瓢蟲,以及一些鳥類的羽毛顏色,也發(fā)生了這種變化。若僅僅顏色變化也許沒(méi)什么,但科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了更令人驚駭?shù)淖兓?jù)觀察,在美國(guó)哈德遜河里生活著一種魚,名叫大西洋小鱈。由于污水排放,哈德遜河里有許多毒性污染物,短短幾十年內(nèi),大西洋小鱈就進(jìn)化出了抗藥性。它可以把毒素儲(chǔ)存在脂肪中,而不會(huì)對(duì)自身造成損害。這類似于昆蟲對(duì)殺蟲劑產(chǎn)生抵抗力,細(xì)菌對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性。

生態(tài)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)循環(huán)的,在食物鏈上,這種魚會(huì)成為其他大魚的食物,毒素就會(huì)在大魚體內(nèi)富集,達(dá)到一定程度對(duì)大魚會(huì)造成什么損害?又或者,富集毒素的大魚被人類食用,又會(huì)產(chǎn)生什么后果?

抗生素催生超級(jí)細(xì)菌

除了肉眼可見的動(dòng)植物,還有許多“看不見”的微生物也在發(fā)生著巨變。特別是近100年來(lái),由于抗生素藥物的大量使用,細(xì)菌進(jìn)化(變異)的速度和程度也令人震驚。

美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種超級(jí)細(xì)菌——腸桿菌科菌種。它們能耐受多種抗生素,包括碳青霉烯類抗生素,而這類抗生素被認(rèn)為是對(duì)抗細(xì)菌的最后殺手锏。腸桿菌科細(xì)菌常常通過(guò)醫(yī)院和長(zhǎng)期護(hù)理設(shè)施傳播,據(jù)估計(jì),在美國(guó)每年造成9300人感染,600人死亡,并且染病率及死亡率都在逐步上升。這些細(xì)菌又被稱作“噩夢(mèng)細(xì)菌”,因?yàn)樗鼈兛梢阅褪苣壳搬t(yī)生能使用的幾乎所有抗菌藥物。

科學(xué)家估計(jì),如果任由超級(jí)細(xì)菌發(fā)展,最終將導(dǎo)致全世界每年數(shù)百萬(wàn)傷病者因無(wú)藥可治而死亡。假如有一種致命的超級(jí)細(xì)菌誕生,人類很可能遭到滅頂之災(zāi)。

人類變化難料,該負(fù)全責(zé)

在這場(chǎng)環(huán)境大變革、生物大進(jìn)化的時(shí)代,人類自身也避免不了變化。

首先是人體內(nèi)細(xì)菌生態(tài)的變化。人體也是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),體表皮膚、體內(nèi)腸道都生活著大量微生物。這些微生物以細(xì)菌為主,大部分對(duì)人體有益,有的還不可或缺。據(jù)測(cè)算,在正常成人體內(nèi),腸道內(nèi)細(xì)菌總重量可達(dá)1~1.5千克,數(shù)量約有1014個(gè),而一個(gè)人自身的細(xì)胞數(shù)量約有1013個(gè),僅為細(xì)菌數(shù)量的十分之一。

這么多微生物生活在人體內(nèi),與人類的健康息息相關(guān)。但是,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們正發(fā)生著微妙的變化。在高度城市化、工業(yè)化國(guó)家,人類腸道細(xì)菌的種類變少了,可能是由于飲食結(jié)構(gòu)改變,以及抗生素的使用而導(dǎo)致。缺少的細(xì)菌種類具體有什么作用,目前尚未可知,但科學(xué)家推測(cè),如今不斷上升的肥胖癥、炎癥和免疫性疾病的發(fā)病率可能就與人體內(nèi)細(xì)菌種類減少有關(guān)。

其次是人類基因的突變。英國(guó)科學(xué)家研究汽車尾氣排放、化學(xué)煙霧等污染對(duì)人體的破壞影響,發(fā)現(xiàn)這些污染物極可能造成人類基因突變(進(jìn)化)。這些突變是好是壞,尚屬未知,有可能使人類進(jìn)化到新的層次,有可能會(huì)引起新的疾病,也有可能突變不會(huì)立即引發(fā)大的變化,但會(huì)在遺傳中一代代積累,最終突然爆發(fā),結(jié)果難料。

基于人類對(duì)生物進(jìn)化的影響越來(lái)越明顯,我們應(yīng)該加強(qiáng)研究,長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,為自己和地球的未來(lái)負(fù)責(zé)。

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