T研究老鼠的好处是你不必走很远。福特汉姆大学进化生物学家杰森·蒙西·南特就在纽约这里研究生物多样性和进化。他的研究对象老鼠和老鼠在这里非常丰富。
南孟氏认为这座城市是一次伟大的进化实验。当他看纽约市的地图时,他看到该市的公园和绿地就像野生动物的岛屿。岛屿内部的移动是自由的,但岛屿之间的移动是受限制的。
例如,白足鼠在城市公园繁衍生息,而不是在混凝土和沥青路面上。Munshi-South可以根据老鼠的遗传密码,分辨出老鼠来自哪个公园,以及它是如何在城市中移动的。他发现,中央公园的老鼠相对孤立。布朗克斯的Van Cortlandt公园和其他公园有更多的树木和灌木,那里的老鼠活动更自由一些。
如果我们真的想了解生态和进化,有必要了解城市在做什么。
这座城市几百年的历史——在这段时间里,公园被建造起来,然后彼此隔离开来——就这样刻在了老鼠的DNA里。在不断变化的城市环境中研究啮齿动物的进化,使他能够在科学生涯的跨度内实时观察到进化。
在交谈中鹦鹉螺Munshi-South告诉我们更多关于纽约市标志性啮齿类动物的信息。
你把纽约市野生动物的进化称为一个伟大的进化实验。为什么?
我们为自己创造了这些环境来满足我们的需求,但我们也有其他物种,我们带来这里或已经在这个地区,并来到这个城市居住。我们给这些生物带来了新的压力,它们必须找到适应的方法,否则就会被从城市中消灭。这是一件发生得非常迅速的事情——我们的城市在过去几百年里发展得非常快,尤其是在北美。
我不认为中央公园的白足鼠真的经常走出公园。
这几乎是实时的进化。它为我们提供了一种强大的后院研究系统,在科学生涯的跨度内观察进化的基本力量。我认为城市化和城市特别有趣,因为有这么多的城市,我们看到相同的过程几乎在复制。你几乎可以在全球范围内进行重复实验。
城市只占景观的一小部分,但它们对周围地区的压力是巨大的,因此城市已经成为许多过程的主要力量或驱动因素之一,至少在区域范围内是这样。如果我们真的想了解生态和进化,就有必要了解城市在做什么。因为很多人生活在城市,从教育和社会的角度来看,它也很有用。这是人们经历的自然,他们想要了解更多。
通过观察老鼠的基因变异,你能知道老鼠是如何在城市中移动的吗?
我们使用遗传数据来估计公园之间有多少基因流动,基本上是每一代有多少人在移动和传播他们的基因。我们建立了我们认为白脚老鼠和其他物种如何在城市中移动的模型,并根据基因数据对这些模型进行测试,看看哪些模型最能预测移动。
我们发现白足鼠的运动跟踪植被和冠层。如果你想要影响动物的运动,这有很多含义;如果你不想让动物传播疾病,或者你想让城市人口繁荣。你可以通过改变城市绿地的构成来实现这一点。
例如,中央公园的老鼠是否与更远北方公园的老鼠隔离?
是的,我不认为中央公园的白脚老鼠真的经常离开那个公园。在城市的其他一些地区,他们确实四处走动。他们似乎能够更好地进出布朗克斯区的大公园。还有皇后区东部的一些公园。这些是城市中更绿色、更不发达的公园。
纽约市的历史是否铭刻在老鼠的基因里?
部分,是的。我们可以想象,在欧洲人出现之前,老鼠到处都是,到处移动。当欧洲人开发了纽约市和曼哈顿南部,然后是其他地方的农业区时,这些老鼠可能大部分仍然在农业区活动。但是当你看到150年前曼哈顿的高度城市化,以及120年前其他行政区的高度城市化,在几十年的时间里,这些公园被开发出来,变得非常孤立。
我们可以利用遗传学来确定种群何时被隔离。这些数据是粗略的,因为我们需要做一些假设,但它们确实与纽约市的城市化历史相吻合。所以历史被写进了这些动物的基因里。
老鼠会像老鼠一样沿着绿色的走廊走吗?
这就是我们现在正在研究的。我们的一个假设是,老鼠喜欢在绿色空间里挖洞,这将有助于它们的基因结构和它们的移动方式。我们也认为下水道很重要。另一个假设与纽约市的社会经济状况有关。在那些低收入人群集中的地方,以及那些没有得到很好照顾的老房子,我们认为这将影响到老鼠在哪里,它们在哪里活动,以及老鼠源的数量。
捕鼠的过程是怎样的?
它很简单。你肯定在纽约到处都见过写着"毒药"的黑色诱饵盒。请勿触摸”?每个陷阱都是一个黑色的塑料盒子,有点三角形,通常里面有毒药,但我们在里面放了一个诱饵陷阱。
世界上有一大群老鼠它们的亲缘关系非常密切。
有时我们会养整只老鼠。有时我们只是为了遗传而剪掉一些尾巴。当我们取整只老鼠时,我们通常会收集其他材料来测试疾病,或者我们会保存头骨来研究老鼠的形态变异。我们正在耶鲁大学皮博迪自然历史博物馆(Peabody Museum of Natural History)建立一个老鼠头骨和白足鼠的参考收藏,以了解随着时间的推移和城市之间的变化。
我们最初的策略是试着从每个邮政编码中获取老鼠作为一种划分城市的启发。曼哈顿有40多个邮政编码。它们都很小,如果你能从它们身上找到老鼠,那么你就几乎覆盖了整个曼哈顿。
老鼠适应成为更好的城市居民了吗?
这也是一项正在进行的研究。我们已经对纽约市老鼠的大约40个全基因组进行了测序,整个序列大约是27亿个碱基对的DNA。我们一直在寻找这些基因组中的选择特征,发现了不少,我们仍在整理这些结果。
但到目前为止,最受欢迎的是气味受体基因。这也许并不奇怪,因为老鼠有很多气味感受器。它们的数量是人类的三倍,而且它们非常依赖嗅觉。在纽约,它们很可能正在适应一种不同的气味景观。
老鼠最早可能在18世纪50年代就出现在纽约。在过去的几百年里,他们已经适应了一个不断发展的城市,现在他们生活在与过去不同的地方。他们使用下水道和地铁。它们能得到各种各样的食物,所以有很多原因可以解释为什么它们能从气味感受器的变化中受益,使它们能更好地利用这种新环境。
目前最大的未知问题是,每次老鼠到达一个新地方时,这种情况是否会发生在它们身上,以及这种情况在多大程度上是纽约独有的。
关于城市老鼠的来源,你最近的研究告诉了我们什么?
我们想知道纽约市的老鼠从哪里来,什么时候来的。我开始联系世界各地的同事,并要求他们从各自的地点获取老鼠样本。我们采集了这些样本,并从每个样本的大约30000个位置生成了类似基因组的数据。
我们观察了所有这些老鼠是如何理解它们的活动模式的。在亚洲似乎有一个多样性的中心,在那里它们进化了,然后最初扩张到东南亚然后缓慢地穿过欧亚大陆进入欧洲。在殖民时期,老鼠真的从西欧到处跑出来了。那是他们到达纽约的时候。纽约老鼠的基因与英国和其他东海岸城市的老鼠非常相似,比如巴尔的摩,甚至巴西。
世界上有一大群老鼠,它们的亲缘关系非常密切,因为它们很快就从几个来源种群中传播开来。那么,亚洲的人口就更加多样化了。有一个地方非常有趣,我们仍在努力了解这一点,那就是阿拉斯加和北美西部。情况似乎是这样的,有老鼠从东向西穿越北美。你可以看到它们在西海岸与远古的老鼠混居在一起,这些老鼠被转移到阿拉斯加,可能是被俄罗斯的毛皮捕猎者和后来来自亚洲的殖民者所转移。
凯瑟琳·沃尔特是鹦鹉螺。