Skull study shows Chicago's rodents are rapidly evolving

"博物馆藏品让你能够穿越时空，"菲尔德博物馆哺乳动物学家、XCT实验室主任斯蒂芬妮·史密斯表示。她是一篇详细描述该发现的新论文的共同作者，该论文发表在《综合与比较生物学》期刊上。"自然历史藏品让你能够观察跨越更符合进化时间尺度的样本，而非局限于单个研究项目或某人一生中采集的标本。"

菲尔德博物馆的哺乳动物藏品包含超过245,000件来自全球的标本，尤其突出展示了博物馆所在地芝加哥的动物。更重要的是，这些藏品记录了上世纪不同时间节点的情况。

史密斯解释道："我们拥有百年以上的标本，其保存状态与今年刚采集的标本同样完好。我们认为这是极佳的研究资源。"

研究人员选取了芝加哥常见的两种啮齿动物：东部花栗鼠和东部田鼠。研究共同作者、菲尔德博物馆哺乳动物助理策展人安德森·费茹指出："选择这两个物种因其生物学特性不同，我们推测它们对城市化压力的响应可能存在差异。"花栗鼠与松鼠同科，主要在地面活动，食物来源广泛包括坚果、种子、水果、昆虫甚至青蛙。田鼠则更接近仓鼠，以植物为主食，大部分时间栖息于地下洞穴。

研究共同作者、菲尔德博物馆女性科学实习生艾丽莎·斯金格和卢娜·卞测量了132只花栗鼠和193只田鼠的头骨。团队聚焦头骨因其蕴含动物感官系统和饮食信息，并与整体体型存在关联。史密斯解释道："从头骨可窥见动物在多种进化相关维度上的变化——它们如何应对环境及处理信息。"

斯金格和卞测量了头骨各部位参数，记录包括头骨全长和齿列长度等数据。并对82只花栗鼠和54只田鼠头骨进行三维扫描。这部分几何形态测量分析采用数字叠合技术，通过对比扫描头骨上不同标记点之间的距离展开研究。

分析显示这些啮齿类头骨在过去百年间发生了微小但显著的变化：花栗鼠头骨随时间推移增大，但口侧齿列缩短；田鼠容纳内耳的听泡骨质结构逐渐缩小。然而变化原因尚不明确。

为探究成因，科学家调取了历史温度及城市化水平记录。费茹解释道："我们建立量化城市扩张的模型时，利用了1940年以来的卫星影像建筑覆盖数据。"（1940年前的标本或来自当时未开发区域——可合理推定此前为野生环境，或取自芝加哥市中心等高度城市化区域。）

研究发现气候变化无法解释头骨变化，但城市化程度可解释这种关联。不同物种头骨的变化差异可能源于城市栖息地对其产生的差异化影响。

费茹阐述："过去百年芝加哥花栗鼠体型增大而牙齿变小，这可能与其摄食人类相关食物有关。虽然体型增大但未必更健康；牙齿缩小则因减少食用坚果种子等坚硬食物所致。"

史密斯补充说明田鼠听泡缩小的现象："我们认为这与城市噪音相关——较小的听泡结构可能有助于衰减过量环境噪声。"

尽管这些啮齿动物通过细微进化适应了人类环境，但这并非意味着生物能无条件适应人类干预。田鼠缩小的耳骨与花栗鼠退化的牙齿，恰恰证实了人类对环境的深刻影响及加剧动物生存困境的事实。这是值得警醒的发现。

"这些发现明确显示环境干扰对野生动物产生了可检测的影响，"费茹强调。

史密斯总结道："变化就在我们眼前发生，唯有借助博物馆藏品等资源才能洞察这些演变过程。"