野生动物进城记

作者: 南之瑉

野生动物进城记0

| 进城的野生动物 |

当报纸带来第一批图片新闻时,人们以为这些动物只是迷路了:黄昏时分穿过城市步行区的小狐狸,一路洗劫垃圾桶或是带着幼崽穿越别墅区的浣熊家族——它们很快就会返回家乡,在某个森林深处徘徊吗?

当然,现在我们知道了:它们来到城市,是为了留下。如果只计算哺乳动物和鸟类的数量,比如刺猬、野兔、麝鼠、獾、海狸、石貂、蝙蝠、雨燕、苍鹰、灰鹭,今天在德国大城市中已经有超过200种未驯化物种定居。如果把其他物种也计算在内,比如两栖动物、爬行动物和昆虫,可能有上万种。

一些野生动物摄影师不再在野外,而是在街角的公园寻找摄影主题。而且,流行科普书籍的作者们为这个主题贡献了无穷无尽的素材,这些“离水之鱼”的故事总是很吸人眼球:我们的动物主角们被置于一个完全陌生的世界,必须在那里生存下来。

但就科学而言,过去这个主题一直不受重视。长期以来,生物学家、动物学家和生态学家就像追踪简·古道尔的足迹一样,在尽可能贴近自然、远离人类影响的环境中研究野生动物的生活。

在柏林市中心,电视塔东边几百米处,是梅拉妮·达姆哈恩进行田野研究的地方:大约100米长、20米宽,一边是铁路,另一边是柏林的城市高速公路,噪音、碎石、黑莓丛和烟蒂是这里的关键词。达姆哈恩是明斯特大学的行为生物学教授,曾追踪马达加斯加热带森林中的灵长类动物鼠狐猴超过十年,但她恰恰是在柏林这一凄凉的地带追寻着专业领域中一个最紧迫问题的答案。这里生活着田鼠。它们通常在森林里和草地上生活,天生胆小害羞。那么,它们是如何在充满人类的环境中生存下来的?

这个研究领域名为“城市进化”。它非常年轻,几乎没有一项研究超过十年,而且它正在迅速发展。世界各地的城市都很相似,因此到处都会提出相同的问题:为什么一些野生动物能在城市中生存,另一些却不能?那些成功在城市中立足的物种是否具备某些共同特性?在纽约、新加坡、华沙和柏林,它们融入城市生活的过程是否完全相同?

野生动物进城记1

达姆哈恩说:“首先改变的是行为。”在大城市安家的狐狸从猎人变成了采集者。它们不再捕猎,而是主要从垃圾桶中收集食物。一些物种发现了要如何利用城市的基础设施:在伦敦,鸽子在地铁站捡拾面包屑,然后跳上行驶中的火车,以便在下一站继续觅食。

群居动物的群体行为可能会发生显著变化。以狒狒为例,在南非开普敦的城区,它们可能会选择独自生活或结成小团体活动。而在自然环境中,这些灵长类动物更倾向于以较大群体的形式生活。

| 城市动物的行为测试 |

在柏林市中心地区发现野生动物的迹象后不久,达姆哈恩就设置了活捕陷阱。她还拖来一个圆形的盆——让我们称之为“竞技场”:直径1.3米、壁高30厘米,底部钻了一个洞,里面放了一截管子。

达姆哈恩将在空地上捕获的老鼠逐一放入管子中。她首先记录了一只老鼠从管子的黑暗中鼓起勇气进入“临时竞技场”的光线所需的时间,然后记录它们在其中的活动方式。

这样的行为测试在生物学中是标准化的方法,用于确定小型哺乳动物的个性、风险承受能力和探索欲望。老鼠通常会犹豫着离开阴暗的洞穴,并避免进入有潜在危险的开放区域。

在实验中,达姆哈恩观察到:一些老鼠像箭一样从管子中射出,其他老鼠即使在五分钟后也不敢出来;一些老鼠敢于进入竞技场的中心,其他老鼠则只敢在边缘徘徊。达姆哈恩说,所有这些都由老鼠的个性决定。但结果表明,不仅仅是这样。

如果达姆哈恩没有实验对照组——“乡村老鼠”,那么“城市老鼠”实验就缺少说服力。这些乡村老鼠生活在距离首都大约一个半小时车程的乌克马克地区一块受保护的森林和草地区域。

野生动物进城记2

评估两组数据后,达姆哈恩得到了一个清晰的图像。她总共测试了305只老鼠。平均而言,城市老鼠在风险偏好方面明显比乌克马克的同类更大胆。达姆哈恩推断,柏林市中心的生活使老鼠变得更勇敢,但这种变化背后的机制是什么?

达姆哈恩指出,原则上有两种可能的解释。第一种她称之为“可塑性”。如果这个答案正确,每只乡村老鼠都有成为城市老鼠的潜质,就像人类可以通过学习掌握新的技能一样。城市老鼠的不同行为模式是学习的结果。

第二种解释更复杂,同时也更加令人兴奋:空地上的环境条件促使一代代老鼠在基因选择过程中更倾向于那些具有勇敢特性的个体。根据达姆哈恩的说法,城市老鼠的勇敢并不是后天习得的,而是从出生时就已经存在,是“基因决定的”。在这种情况下,她的数据证明了老鼠适应环境的过程,即所谓的“进化”。

| 物种的快速进化 |

进化的历史与英国生物学家查尔斯·达尔文的理论紧密相关。在厄瓜多尔海岸以西1000公里的加拉帕戈斯群岛,达尔文观察到当地本土鸟类——后被称为“达尔文雀”——喙的形状取决于食物供应。比如,在昆虫丰富的岛屿上,鸟类有尖细的喙,而在需要敲开硬种子的地方,它们的喙较为粗厚。

达尔文推断,这些源自同一物种的鸟类通过逐渐适应环境而产生了差异。1859年,他在其主要著作《物种起源》中写道:“每一个微小的变化,只要有用,就会被保留下来,我把这个原则称为‘自然选择’。”达尔文认为,这个过程发生得非常缓慢,以至于我们不能直接观察到它,而只能在无数代的更迭之后才能察觉到。

自那以来,研究人员开始从现有结果出发重构进化的过程。人类如何学会直立行走、黑猩猩为何发动战争、几维鸟为何失去飞行能力:这些发展过程的重建往往跨越数十万年,甚至数百万年。

然而,有一个发现确实打破了这种基于结果反推的模式。在19世纪,英国生物学家注意到,当地的桦尺蠖蛾(通常带有白色斑点)越来越频繁地出现了黑色翅膀的个体。这种深色样本最初在纺织工业蓬勃发展的曼彻斯特被发现,因此出现了一种假设,认为这些蛾子的翅膀可能被蒸汽机的烟雾染黑了。

研究人员后来发现,烟雾改变的并非桦尺蠖蛾的颜色,而是毛虫生长的桦树树干。随后,它们浅淡的颜色不再能迷惑新出现的捕食者。只有抽中基因大奖的拥有深色翅膀的幸运儿,才能更好地融入周围环境。

鸟类更倾向于捕食浅色的桦尺蠖蛾,而深色的个体由于没有被天敌发现,数量不断增加。直到20世纪中叶,研究人员才通过实验证明了这种颜色变化的发生。自那以后,这类进化在人类寿命年限内发生的可能性得到了证实。

如今,桦尺蠖蛾作为“快速进化”的典型案例被收录进教材,通常伴随着这样的提示:这里,达尔文错了!但是,为何他会错呢?达尔文可能不是低估了生物进化的速度,更有可能是他低估了现代文明对自然环境的巨大影响。

| 不适宜的城市环境 |

西雅图华盛顿大学的研究员玛丽娜·阿尔贝蒂研究最新文献后得出结论,野生生物(包括动物、植物和真菌)的特征变化并非发生在漫长的时间尺度上,而是过去20年内。阿尔贝蒂找到了超过1600个有充分记录的例子。相较于变化本身,她更关注它们被观察到的空间。

阿尔贝蒂将这些地点标记在世界地图上。然后,她将之和美国航空航天局的“夜晚地球”卫星图像作比对。显然,阿尔贝蒂标记的点和地球夜间光亮的区域高度重合。人口密集地区生物特征变化的节奏明显加快,但具体是什么造成了加速效应?是噪音、垃圾、热浪,还是大量混凝土?是狗、猫等新天敌的出现,还是动物在城市中与人类共享有限空间的简单事实?

在美国航空航天局的卫星图像中,波兰首都华沙是一个明亮的点。动物学家玛尔塔·苏尔金在华沙大学新技术中心进行研究,她是少数专注于城市野生动物进化研究的学者之一。作为第一本关于该主题学术标准著作的合著者,苏尔金强调,研究城市野生动物应以全面了解城市特征为基础。

野生动物进城记3

苏尔金认为,在研究物种时,仅划分城市和乡村两个类别的做法过于粗糙。七年前,她启动了一项长期研究。在她的办公室里,一张巨大的城市地图几乎占据了整面墙。拥有180万居民的华沙在地图上呈现出复杂的拼图状,不同颜色的区域代表着居住区、工业区、购物中心、墓地、公园和广场。苏尔金指出:“城市中不同区域的城市化程度差异显著。”那么,这些差异如何影响物种的生活和发展?在哪些地方,物种适应环境的压力最大?

苏尔金选择麻雀作为研究对象。蓝山雀和家麻雀几乎遍布所有欧洲城市,是这一新兴研究领域的先锋物种。研究表明,城市麻雀比乡村麻雀更小、更轻,但具体是哪些环境因素导致了这种差异,至今仍是一个未解之谜。

麻雀是树洞筑巢者,而城市中适合筑巢的地点分布不均。为此,苏尔金和她的团队在华沙的不同地点安装了500个巢箱。每天早晨,苏尔金在前往办公室的路上都会经过一个巢箱。它悬挂在大学校园广场旁的柱子上,不远处是一条繁忙的街道,公交车和火车频繁穿梭,行人匆匆而过。

为了进行比较,苏尔金还前往华沙的犹太人墓地。这片被住宅区包围的绿色小岛,乍看之下仿佛是一座被坟墓点缀的明亮森林。实际上,这里最初只有墓碑,随后树木在墓碑间繁茂生长,最终形成了高耸的树冠。科学家们提到,盛夏时节,墓地的草丛甚至能长到他们的腰部。

苏尔金及其团队为城市中500个巢箱逐一收集了温度数据,并记录了周围混凝土区域的比例、附近树木的数量、噪音水平以及光污染程度。他们还统计了每个巢箱半径15米范围内平均每天的活动人数。

每年春天,团队会搜集更多数据。从3月中旬研究对象开始繁殖时起,他们记录第一个蛋的产下时间(雌鸟每天只下一个蛋)、蛋的大小、孵化时长以及破壳日期。最后,他们还会记录雏鸟的数量、重量和状态,从破壳第2天持续到第15天。

此时的林区蓝山雀幼鸟已能离巢。它们体型圆润,羽毛丰满,在巢中欢快地跳跃。相比之下,许多城市鸟类在相同年龄时瘦弱不堪、羽毛稀疏,死亡率极高。苏尔金的团队分析数据后发现,蓝山雀幼鸟的健康状况与周围环境的混凝土化程度显著相关:混凝土比例每增加一个百分点,幼鸟的存活率就下降一个百分点。

苏尔金推测,在高度混凝土化的地区,山雀很难为雏鸟找到合适的食物。成年蓝山雀和红山雀在食物选择上较为随意,但巢中的雏鸟需要大量毛毛虫来促进健康成长,而这些毛毛虫只能在灌木和树木上找到。然而,混凝土上能长出什么树呢?

因此,城市是否适合山雀生活,不能简单地用“是”或“否”来回答,而是存在程度上的差异。此外,今天不适合的环境,未来可能变得适合。那些在城市混凝土角落定居的华沙山雀,可能会发展出提高繁殖成功率的新特征。

令人兴奋的是,苏尔金在调查中发现了一个关键特征:孵化后第二天体重较重的山雀雏鸟,存活到能够飞翔时的概率显著更高,且这一现象与它们的出生地点无关。“孵化后体重”是一个遗传特征,在种群内部存在差异。一些鸟类可能产下较重的蛋,另一些则较轻。

在自然环境中,山雀雏鸟的早期体重对其存活率影响不大。然而,在混凝土化地区,这一特征往往决定了雏鸟的生死。在这些区域,只有孵化后体重较大的个体能够存活下来,更有可能成年后参与繁殖,并将“高孵化体重”这一遗传特征传递给后代。

经典小说推荐

杂志订阅