T研究老鼠的好处是你不需要走很远。福特汉姆大学进化生物学家Jason Munshi-South在纽约这里研究生物多样性和进化。他的研究对象——大鼠和老鼠——在这里非常多。
Munshi-South认为这座城市是一个宏大的进化实验。当他看纽约市的地图时,他把城市的公园和绿地视为野生动物岛。岛屿内部的移动是自由的,但岛屿之间的移动是受限的。
例如,白足鼠在城市公园繁衍生息,而不是在混凝土和沥青路面上。Munshi-South可以根据老鼠的遗传密码,分辨出老鼠来自哪个公园,以及它是如何在城市中移动的。他发现,中央公园的老鼠相对孤立。布朗克斯的Van Cortlandt公园和其他公园有更多的树木和灌木,那里的老鼠活动更自由一些。
如果我们真的想了解生态和进化,有必要了解城市在做什么。
这座城市几百年的历史——在这段时间里,公园被建造起来,然后彼此隔离开来——就这样刻在了老鼠的DNA里。在不断变化的城市环境中研究啮齿动物的进化,使他能够在科学生涯的跨度内实时观察到进化。
在谈话中鹦鹉螺Munshi-South告诉我们更多关于纽约市标志性啮齿类动物的信息。
你把纽约市的野生动物进化称为一个重大的进化实验。为什么?
我们为自己创造了这些环境来满足我们的需求,但我们也有其他物种,我们带来这里或已经在这个地区,并来到这个城市居住。我们给这些生物带来了新的压力,它们必须找到适应的方法,否则就会被从城市中消灭。这是一件发生得非常迅速的事情——我们的城市在过去几百年里发展得非常快,尤其是在北美。
我不认为中央公园的白足鼠真的经常走出公园。
这几乎是实时的进化。它为我们提供了一种强大的后院研究系统,在科学生涯的跨度内观察进化的基本力量。我认为城市化和城市特别有趣,因为有这么多的城市,我们看到相同的过程几乎在复制。你几乎可以在全球范围内进行重复实验。
城市只占景观的一小部分,但它们对周围地区的压力是巨大的,因此城市已经成为许多过程的主要力量或驱动因素之一,至少在区域范围内是这样。如果我们真的想了解生态和进化,就有必要了解城市在做什么。因为很多人生活在城市,从教育和社会的角度来看,它也很有用。这是人们经历的自然,他们想要了解更多。
通过观察老鼠的基因变异,你能知道老鼠是如何在城市中移动的吗?
我们用基因数据来估计公园之间的基因流动,基本上每代有多少个体移动并传播他们的基因。我们建立了我们认为白足鼠和其他物种将如何在城市中移动的模型,并将这些模型与基因数据进行测试,看看哪些模型最能预测移动。
我们发现白足鼠的运动跟踪植被和冠层。如果你想要影响动物的运动,这有很多含义;如果你不想让动物传播疾病,或者你想让城市人口繁荣。你可以通过改变城市绿地的构成来实现这一点。
例如,中央公园的老鼠和更北部公园的老鼠是隔离的吗?
是的,我认为中央公园的白足鼠并不经常走出公园。在城市的其他一些地区,他们确实移动得更多。他们似乎能更好地进出布朗克斯的大型公园。还有皇后区东部的一些公园。那些是城市中比较绿色、欠发达的公园。
纽约市的历史是否铭刻在老鼠的基因里?
部分,是的。我们可以想象,在欧洲人出现之前,老鼠到处都是,到处移动。当欧洲人开发了纽约市和曼哈顿南部,然后是其他地方的农业区时,这些老鼠可能大部分仍然在农业区活动。但是当你看到150年前曼哈顿的高度城市化,以及120年前其他行政区的高度城市化,在几十年的时间里,这些公园被开发出来,变得非常孤立。
我的家族在基因边缘的十年
2008年,我19岁的女儿丹妮尔(Danielle)接受了与女演员安吉丽娜·朱莉(Angelina Jolie)最近接受的乳腺癌和卵巢癌DNA检测。38岁的朱莉确诊后选择了预防性双侧乳腺切除术,以大大降低患病风险。阅读更多
我们可以利用遗传学来确定种群何时被隔离。这些数据是粗略的,因为我们需要做一些假设,但它们确实与纽约市的城市化历史相吻合。所以历史被写进了这些动物的基因里。
老鼠会像老鼠一样沿着绿色的走廊走吗?
这就是我们现在正在研究的。我们的一个假设是,老鼠喜欢在绿色空间里挖洞,这将有助于它们的基因结构和它们的移动方式。我们也认为下水道很重要。另一个假设与纽约市的社会经济状况有关。在那些低收入人群集中的地方,以及那些没有得到很好照顾的老房子,我们认为这将影响到老鼠在哪里,它们在哪里活动,以及老鼠源的数量。
捕鼠的过程是怎样的?
它很简单。你肯定在纽约到处都见过写着"毒药"的黑色诱饵盒。请勿触摸”?每个陷阱都是一个黑色的塑料盒子,有点三角形,通常里面有毒药,但我们在里面放了一个诱饵陷阱。
世界上有一大群老鼠它们的亲缘关系非常密切。
有时我们会留下全老鼠。有时我们只是切断了一些尾巴的遗传。当我们服用整个大鼠时,我们通常会收集其他材料来测试疾病,或者我们拯救了颅骨,以研究大鼠的形态变异。我们在大鼠头骨的耶鲁耶鲁耶鲁耶鲁耶鲁博物馆的自然历史博物馆的参考集合,也是白脚小鼠,以了解随着时间的推移和城市之间的变化。
我们的初始战略是尝试从每个邮政编码中获取大鼠,就像划分城市的启发式。曼哈顿有40个邮政编码。他们都很小,如果你可以从每个人那里得到大鼠,那么你已经覆盖了所有曼哈顿。
老鼠是否适应成为更好的城市居民?
这也是一个正在进行的研究。我们对来自纽约老鼠的大约40个完整基因组进行了测序——整个序列包含大约27亿个DNA碱基对。我们一直在这些基因组中寻找选择的特征,已经发现了不少,我们仍在对这些结果进行分类。
但到目前为止,最受欢迎的是气味受体基因。这也许并不奇怪,因为老鼠有很多气味感受器。它们的数量是人类的三倍,而且它们非常依赖嗅觉。在纽约,它们很可能正在适应一种不同的气味景观。
老鼠最早可能在18世纪50年代就出现在纽约。在过去的几百年里,他们已经适应了一个不断发展的城市,现在他们生活在与过去不同的地方。他们使用下水道和地铁。它们能得到各种各样的食物,所以有很多原因可以解释为什么它们能从气味感受器的变化中受益,使它们能更好地利用这种新环境。
目前最大的未知问题是,每次老鼠到达一个新地方时,这种情况是否会发生在它们身上,以及这种情况在多大程度上是纽约独有的。
关于城市老鼠的来源,你最近的研究告诉了我们什么?
我们想知道纽约老鼠从何而来,何时来到这里。我开始联系世界各地的同事,向他们索取各自地点的老鼠样本。我们取了这些样本,并从每个样本的大约30,000个位置生成了基因组数据。
我们观察了所有这些老鼠是如何理解它们的活动模式的。在亚洲似乎有一个多样性的中心,在那里它们进化了,然后最初扩张到东南亚然后缓慢地穿过欧亚大陆进入欧洲。在殖民时期,老鼠真的从西欧到处跑出来了。那是他们到达纽约的时候。纽约老鼠的基因与英国和其他东海岸城市的老鼠非常相似,比如巴尔的摩,甚至巴西。
世界各地的大鼠群是非常密切相关的,因为它们非常快速地传播了一些源人口。然后你在亚洲拥有这些更多样化的人群。一个真正有趣的地方,我们仍然努力了解这是阿拉斯加和西北美洲。似乎有什么案例是,有大鼠从东到西遍布北美。你看到他们在西海岸混合在西海岸,古老的大鼠血统被搬进阿拉斯加,可能是由俄罗斯毛皮捕手和后来来自亚洲的殖民者搬到的。
凯瑟琳·沃尔特是鹦鹉螺。









