Исследование Университета штата Северная Каролина, изучающее влияние урбанизации на эволюцию формы тела рыб, дало как ожидаемые, так и удивительные результаты: один вид рыб стал более гладким в ответ на урбанизацию, в то время как другой вид стал более плотным в городских районах..
В целом урбанизация создает условия, при которых вода в ручьях течет более изменчиво и быстрее во время ливневых дождей. Поэтому биологи из штата Северная Каролина выдвинули гипотезу о том, что рыба быстро разовьет форму тела, которая улучшит эффективность плавания в ответ на изменения скорости течения воды, вызванные урбанизацией.
«Мы хотели проверить быструю эволюцию формы тела у рыб в западных и центральных водотоках Северной Каролины в ответ на урбанизацию», - сказал Брайан Лангерганс, доцент биологии штата Северная Каролина и старший автор статьи, описывающей исследование. «В то время как некоторые виды не могут справиться с изменившимися условиями и исчезли или сократились в численности, некоторые оставшиеся виды могут быстро изменить адаптивные черты, чтобы противостоять антропогенным изменениям в их среде».
Исследование объединило полевые работы в ручьях, чтобы задокументировать современные модели поведения различных видов рыб и регионов Северной Каролины; изучение музейных образцов для отслеживания изменений формы тела рыб с течением времени; и лабораторные эксперименты, чтобы понять, влияет ли природа или воспитание на изменение формы тела рыбы.
В полевых условиях один вид рыб, тип гольяна, называемый западной черноносой елец (Rhinichthys obtusus), отразил предсказанные изменения: форма его тела стала более обтекаемой в городских районах. Лангерганс сказал, что изменения формы тела, вероятно, помогают ему лучше справляться с изменяющимися водными условиями. Между тем, форма его тела в большей части сельских районов, регионов, в значительной степени лишенных городского влияния, оставалась менее гладкой.
Тем не менее, исследование также показало, что двоюродный брат гольяна, речной голавль (Semotilus atromaculatus), на самом деле стал менее гладким в более урбанизированных районах. У ручьевых голавлей в сельской местности сохранилась исходная форма, в то время как у ручьев, окруженных большим количеством непроницаемых поверхностей, таких как дороги и тротуары, образовались более глубокие тела.
Один вид продемонстрировал морфологические изменения, которые точно соответствовали предсказаниям эволюции об усилении рационализации, чтобы лучше справляться с изменившимися условиями, но другой вид продемонстрировал изменение, которое не соответствовало нашему простому предсказанию, подчеркнув, как разные виды могут решать сходные проблемы в разные манеры», - сказал Лангерганс.
Музейные экземпляры сельских и городских ручьевых голавлей, датируемые полувековой историей, демонстрируют историческую форму тела городских ручьевых голавлей, аналогичную той, что встречается в современных городских районах: более квадратную и менее обтекаемую форму. Между тем в исторически сложившихся сельских районах голавли были более гладкими, похожими на те, что наблюдаются в этих ручьях сегодня. Однако в реках, урбанизированных около 30 лет назад, тела ручьевых голавлей со временем изменились от гладкой формы, характерной для сельских ручьев, к более глубоким телам, характерным для современных городских ручьевых голавлей.
Выращенный в лаборатории речной голавль показал, что природа оказала большее влияние, чем воспитание, поскольку особи речного голавля из сельских и городских районов, выращенные в обычной среде, показали те же различия, что и современные полевые образцы, при этом городской речной голавль менее обтекаемый. чем в сельской местности.
«Человеческая деятельность в реальном времени оказывает эволюционное воздействие на организмы, способные жить в нашей среде, где доминирует человек; некоторые из этих изменений могут быть предсказуемы, а некоторые трудно предсказать», - сказал Лангерганс..