Skull study shows Chicago's rodents are rapidly evolving

城市野生动物正在我们眼皮底下悄然进化——科学家们掌握的头骨证据为此提供了有力佐证。通过对芝加哥地区跨越一个多世纪的花栗鼠和田鼠标本进行研究,科学家们发现这些啮齿类动物的头骨发生了微妙却显著的进化改变,这种变化似乎是对城市生活环境作出的适应性调整。

"博物馆藏品让你实现时间旅行,"菲尔德博物馆哺乳动物学家兼XCT实验室负责人Stephanie Smith在《整合与比较生物学》期刊的新研究中指出,"通过自然历史藏品,我们不仅能研究单个项目或个体一生收集的标本,还能跨越更符合进化时间尺度的观察"。

菲尔德博物馆的哺乳动物馆藏包含全球24.5万件标本,尤其集中展示了芝加哥本地动物。这些跨越百年的标本保存状态良好,"1940年前的标本来自当时尚未开发的区域或芝加哥市中心等早期城市化区域,为研究提供了时空对照"。

研究方法与发现

研究团队选取芝加哥两种常见啮齿动物——东部花栗鼠和东部田鼠进行对比。通过测量132只花栗鼠和193只田鼠头骨,结合82只花栗鼠和54只田鼠的3D扫描数据,发现:

  1. 花栗鼠头骨体积增大5.3%,但颊齿列缩短8%,可能与转向人类相关软质食物有关;
  2. 田鼠听泡体积缩小12%,推测是应对城市噪音的适应性调整;
  3. 卫星影像分析显示,1940年后建筑覆盖面积增长与形态变化呈显著正相关。
 

进化机制解析

研究排除了气候变化的影响,证实城市化是主要驱动力。花栗鼠的形态改变反映了营养生态位转变——更多摄取人类残余食物导致体型增大,但咀嚼硬质种子的需求减少引发牙齿退化。田鼠听觉系统的改变则可能通过骨传导效率调整来适应城市声环境,这与蝙蝠因灯光捕食策略改变引发的颅骨进化存在相似机制。

研究启示

  • 印证了城市作为进化实验室的潜力,微进化可在百年尺度发生;
  • 博物馆标本的纵向比对揭示了常规监测难以察觉的渐进性变化;
  • 提醒城市扩张可能导致功能性状趋同演化,可能削弱物种生态位特异性。

该研究为理解快速 urbanization 下的生物适应性提供了新视角,正如Feijó博士强调:"这些变化是人类干预环境的生物印记,是生态系统的预警信号"。未来研究可扩展至更多物种的功能形态分析,并建立跨博物馆的协同研究网络。