Ewolucja to zwykle proces powolny i długotrwały, trwający tysiące, a nawet miliony lat. Zachodzące w jej toku drobne zmiany przekazywane są z pokolenia na pokolenie, prowadzą do lepszej adaptacji, a niekiedy pojawienia się nowych gatunków.

Jednak gdy w środowisku zachodzą radykalne zmiany, gatunki musza adaptować się szybciej, aby przetrwać.

Przykładem takiej przyspieszonej ewolucji mogą być zmiany wykryte podczas analizowania zbiorów Field Museum w Chicago (USA). Naukowcy porównywali czaszki wiewiórek i norników z obszaru Chicago i okolic (Chicagoland), zebrane w ciągu ostatnich 125 lat. Jak się okazało, tamtejsze gryzonie szybko przystosowują się do życia w coraz bardziej miejskim środowisku.

"Kolekcje muzealne pozwalają na podróż w czasie" — powiedziała Stephanie Smith, mammolog, kierownik laboratorium XCT w Field Museum. - "Zamiast ograniczać się do badania okazów zebranych w trakcie jednego projektu lub życia jednej osoby, kolekcje historii naturalnej pozwalają spojrzeć na rzeczy w bardziej ewolucyjnie istotnej skali czasowej".

Field Museum jest w posiadaniu ponad 245 000 okazów z całego świata, jednak szczególnie dobrze reprezentowane są miejscowe zwierzęta z Chicago i okolic. Ich okazy pochodzą z różnych momentów ostatniego stulecia.

"Mamy okazy, które mają ponad 100 lat i są w równie dobrym stanie, jak zebrane w tym roku" — wskazała Smith. - "Pomyśleliśmy, że to świetne źródło do wykorzystania".

Naukowcy wybrali dwa gryzonie, powszechnie występujące w rejonie Chicago: pręgowca amerykańskiego (Tamias striatus) i nornika łąkowego (Microtus pennsylvanicus).

"Wybraliśmy te dwa gatunki, ponieważ mają inną biologię i uznaliśmy, że mogą inaczej reagować na stres związany z urbanizacją" — wyjaśnił Anderson Feijó, asystent kuratora ssaków w Field Museum i współautor badania (https://doi.org/10.1093/icb/icaf081). Pręgowce (w USA znane jako chipmunk) należą do tej samej rodziny co wiewiórki i większość czasu spędzają nad ziemią, a ich dieta jest bardzo urozmaicona - orzechy, nasiona, owoce, owady, a nawet żaby. Norniki są bliżej spokrewnione z chomikami. Jedzą głównie rośliny i spędzają dużo czasu w podziemnych norach.

Współautorki badania, Alyssa Stringer i Luna Bian, zmierzyły czaszki 132 wiewiórek i 193 norników. Zespół skupił się na czaszkach, ponieważ badając ich kształt można ocenić układy sensoryczne i dietę zwierząt, a ponadto mają tendencję do korelacji z ogólną wielkością ciała. "Na podstawie czaszek możemy dowiedzieć się trochę o tym, jak zwierzęta zmieniają się na wiele różnych, istotnych ewolucyjnie sposobów — jak radzą sobie ze swoim środowiskiem i jak przyswajają informacje" — wskazała Smith.

Stringer i Bian dokonały pomiarów różnych części czaszek, zwracając uwagę między innymi na całkowitą długość czaszki i długość rzędów zębów. Zeskanowały również w 3D czaszki 82 wiewiórek i 54 norników.

Dzięki temu można było porównać odległości pomiędzy różnymi punktami czaszek (morfometria geometryczna).

Analizy te ujawniły niewielkie, ale znaczące zmiany w czaszkach na przestrzeni ostatniego stulecia. Czaszki pręgowców z czasem stawały się coraz większe, ale rząd zębów - coraz krótszy. Kostne wypukłości w czaszkach norników, w których mieści się ucho wewnętrzne, z czasem się skurczyły. Nie było jednak jasne, dlaczego się zmieniają.

Aby znaleźć wyjaśnienie tych zmian, naukowcy przeanalizowali historyczne zapisy temperatury i poziomu urbanizacji. "Bardzo staraliśmy się znaleźć sposób na ilościowe określenie rozprzestrzeniania się urbanizacji" — podkreślił Feijó. - "Wykorzystaliśmy zdjęcia satelitarne pokazujące obszar pokryty budynkami, pochodzące z 1940 r." (Okazy starsze niż z 1940 pochodziły albo z obszarów, które były dzikie w 1940 r., a zatem można było bezpiecznie założyć, że były dzikie przed tym okresem, albo z silnie zurbanizowanych obszarów, takich jak śródmieście Chicago).

Naukowcy odkryli, że zmiany klimatu nie wyjaśniają zmian w czaszkach gryzoni, natomiast stopień urbanizacji - tak. Dlatego zmiany dotyczące czaszek zwierząt mogły być związane z wpływem miejskiego środowiska.

"W ciągu ostatniego stulecia pręgowce w Chicago stawały się większe, ale ich zęby były coraz mniejsze" — wskazał Feijó. - "Prawdopodobnie jest to związane z rodzajem spożywanego przez nie jedzenia. Zapewne jedzą więcej ludzkiego jedzenia, co sprawia, że są większe, ale niekoniecznie zdrowsze. Tymczasem ich zęby są mniejsze — uważamy, że dzieje się tak, ponieważ jedzą mniej twardego jedzenia, jak orzechy i nasiona, którymi normalnie by się żywiły".

Z drugiej strony norniki miały mniejsze struktury kostne związane ze słuchem. "Uważamy, że może to mieć związek z tym, że miasto jest głośne — mniejsze kości mogłyby pomóc stłumić nadmierny hałas środowiskowa" — wyjaśniła Smith.

Chociaż badane gryzonie były w stanie wyewoluować niewielkie zmiany, aby ułatwić sobie życie wśród ludzi - naukowcy nie wyciągają z tego wniosku, że zwierzęta po prostu dostosują się do wszystkiego, co im narzucimy. To sygnał ostrzegawczy: norniki z mniejszymi kośćmi usznymi i wiewiórki z mniejszymi zębami są dowodem na to, jak głęboko ludzie wpływają na środowisko i jak bardzo utrudniają życie zwierzętom. Nie widać tego, jeśli nie porównuje się okazów z różnych okresów zgromadzonych w muzeach.

"Te odkrycia wyraźnie pokazują, że ingerencja w środowisko ma zauważalny wpływ na dziką przyrodę" — podkreśliła Feijó.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ zan/