摘要：人们通常认为，与日常经验相比，进化是一个非常缓慢的过程。然而，在过去的几十年里，我们已经认识到，进化实际上可以很快速。这种快速的进化在深受人类影响的城市物种中尤为明显。
城市生活不但日益推动许多物种的进化，我们还可以预测它们的进化趋势。
人们通常认为，与日常经验相比，进化是一个非常缓慢的过程。然而，在过去的几十年里，我们已经认识到，进化实际上可以很快速。这种快速的进化在深受人类影响的城市物种中尤为明显。
譬如，现在人们在很多地方的地铁中遇到的蚊子，就已经与地面的蚊子不同。这种地下蚊子最早是二战期间在伦敦地铁中被发现的。此后，人们在法国巴黎、白俄罗斯的明斯克、日本东京和美国纽约等城市的地铁、下水道，都发现了这种地下家蚊。它们是随着城市的发展进化而来的，而且也只能生活在城市地下，而这远非孤例。
地下家蚊进化的故事
这种地下蚊子是被称为“尖音库蚊”的普通家蚊物种的一种变异形式。
地面的尖音库蚊是季节性的，在较温暖的月份活跃，在产卵前需要吃血，并倾向于吸食鸟类的血。相比之下，地下家蚊全年都在活动，倾向于吸食哺乳动物的血，并且可以在不摄入血液的情况下产卵。
最近的遗传学研究表明，当地球上第一批古代城市在中东地区出现的时候，地下家蚊就开始与尖音库蚊分化了。然后，它们向北扩散。甚至在冬季寒冷的地区，它们通过利用城市的下水道或者供暖设备的热量而存活下来。
研究表明，随着地下家蚊在地下定居，它们进化出了与气味识别、消化和免疫有关的新基因，所有这些都使它们能够在富含有机废物的下水道中繁衍。
这种蚊子还在继续进化，研究表明，各地地下家蚊种群已经开始分化。例如，伦敦地铁两条相距较远的线路中的地下家蚊，在基因上已经开始出现不同。而在地面的尖音库蚊中，并没有看到这种分化。
岛屿生物地理学
为什么会出现这种快速分化的现象呢?借助于岛屿生物地理学，生物学家揭示了城市中物种的快速进化这种现象。
他们提出这一理论，最早是用来解释岛屿上的生命动态的。岛屿生物地理学告诉我们，海洋中的一座岛屿，哪怕离大陆很远，因各种偶然(如风把种子刮来，漂木把小动物带来，等等)，也会有很多大陆物种来此定居;岛屿离大陆越近，定居的物种越多。这些物种由于无法与大陆的物种杂交，将走上独立进化的道路，时间一久，就会进化为新物种。进化出新物种的速度，则跟岛屿的面积成正比。这是因为岛屿越大，一个物种就可以繁衍出更多数量的个体，个体数越多，在它们中出现变异的可能性也就越大。
但岛屿生物地理学不仅适用于岛屿，也适用于类似岛屿的栖息地。譬如，当周围都是森林时，一片玉米地也是一个岛屿，一个湖也是。对于脸上的螨虫来说，你的身体是一个岛屿。一座城市也是如此，城市街道、郊区的高速公路、无数的混凝土建筑……使城市物种相对周围的野生物种隔离，形成“岛屿”。随着世界人口的增长，我们正在创造更多的这些巨大的城市化“岛屿”。
城市的岛屿效应
跟真正的岛屿中一样，物种在城市中进化的方式之一是生殖隔离。所谓生殖隔离，就是一个物种的一些成员由于长期不能与其他栖息地的同类进行杂交(基因交流)，导致独立进化，此后哪怕有机会交配，也无法产下后代。这样，一个物种就分化成了两个物种。
自从我们的祖先首次形成大型定居点，学会储存食物以来，这一过程一直是新物种进化的驱动力。诸如家雀、家鼠、谷象虫、谷蛾都是从野外生存的品种中进化来的。
这一过程仍在迅速进行。美国纽约的大鼠(我们通常所说的老鼠，实际上是两个物种：大鼠和小鼠)现在比1890年代的大鼠有更长的鼻子和更小的上臼齿。这是因为现在人们吃的食物更柔软之故。在英国，靠近城市生活的狐狸，其鼻子比乡下的狐狸更短更宽。这跟狗在驯化过程中特征改变的趋势是一致的。
这甚至发生在一座城市的内部。遗传分析表明，纽约的大鼠已经分化为遗传上略有差异的两个种群。曼哈顿上城的大鼠似乎避免与来自市中心的大鼠交配。造成这一现象的原因是，在两地之间横亘着中城，那里是一个商业区，缺乏大鼠赖以生存的家庭垃圾和后院。
决定基因交流的因素
不要以为一些物种更可能进化出新物种是一种偶然现象，事实上有一些规则在起作用。
我们前面说过，能否基因交流，决定了一个物种是否趋于分化。而基因交流对于那些容易扩散的物种来说更有可能，它们包括那些长翅膀的，善于搭便车的(如寄生虫)，以及那些善于奔跑的物种。
在海洋岛屿上，一个物种的移动能力是决定它是否可能进化成新物种的关键因素。在太平洋东部的加拉帕戈斯群岛，只会短距离飞行的雀类一直与大陆上的亲属保持生殖隔离，因此现在每个雀类都拥有独特的特征和行为，尤其是喙。但蓝脚鲣鸟和其他善于长距离飞行的海鸟却没有。
在城市中，除了生物自身的移动能力，人类的行为也是决定能否基因交流的一个重要因素。例如，对船舶卫生的更严格控制，使得啮齿动物不能搭上顺风车，这可能是现代城市之间鼠类品系迅速分化的原因。相反，人脸上的螨虫随我们乘坐汽车、飞机和船只在全球各地旅行，所以至今也没有分化。
城市物种今后会如何进化?
展望未来，生活在城市的物种会如何进化呢?尽管确切结果不可预测，但大致趋势还是可以预测的。
在岛屿上，物种往往失去飞行和扩散的能力(例如，加拉帕戈斯岛上不会飞的鸬鹚);与其飞去寻找可能不存在的土地，不如留在家乡附近。同样的情况已经在城市中出现。吃米的谷象已经完全失去了翅膀。一些城市的乌鸫已经停止迁徙。
在岛屿上，一些物种已经进化出不需要交配就能繁殖的能力。这是因为，很多物种的个体经常是孤身到达海岛的，雌雄搭配前来海岛定居的概率要小得多。在这种条件下，没有配偶就能产生后代是有益的。在城市中，这种情况也已经发生在苏里南蟑螂、美洲蟑螂和长脚捷蚁身上。
物种的进化还反映食物的特征。例如，美国亚利桑那州的城市家雀，拥有更大、更强的喙，以应对该市中更坚硬的种子，这反过来又影响了它们的歌声。更常见的是，这种变化与人类提供的食物有关。家鼠和狗已经进化出口中产生更多淀粉酶的能力，以分解淀粉，因为碳水化合物是城市饮食的一个重要部分。
应对城市生活需求的另一种方式是使用脑力。例如，公鸡已经学会合作，把垃圾箱内的塑料袋拉出，让垃圾摊在地上，以便觅食。现在，在城市繁衍生息的鸟类中，已有相当多的物种具有创造性的智能。最近，一份对29个城市中629种鸟类的调查表明，大多数鸟类的脑容量已经扩增大。展望未来，我们相信城市中的一些物种，脑容量将会变得更大、更聪明。
但是，有些预测结果似乎不妙。在城市中，人类是主导物种进化的关键因素。譬如，我们经常使用各种杀虫剂。作为回应，一些臭虫、家蝇、家蚊已经进化出对杀虫剂的耐药性。这意味着未来对疾病传播，我们更难控制。
总而言之，城市正在成为进化的加速器，在为进化提供广阔的舞台。我们应该尽可能把进化引导到对人类有利的方向上。
来源：大科技杂志社