進化是自然界最偉大的奇觀之一。從卑微的起源開始，它孕育了魚類、爬行動物、兩棲動物、鳥類和哺乳動物；它塑造了猿類的祖先，並將它們變成了人類。這些宏偉的景象在數百萬年的時間裡上演，以其前後對比的畫面令我們眼花繚亂。但如果我們仔細觀察，有時我們可以瞥見進化在即時展開。而且我們常常驚訝地發現自己正在導演這場戲。
一項新的研究發現，英國的大山雀（一種鳴禽）在過去的幾十年裡進化出了更長的喙，這可能是因為一種自19世紀以來在英國大眾中變得極為流行的消遣方式——喂鳥。發表在週四《科學》雜誌上的這項研究結果，代表了一個可能的實證案例，即生物體直接響應人類活動而進化。
大山雀是一種黑黃色的小鳥，叫聲像吱吱作響的蹺蹺板，在歐洲很常見，並且經常光顧喂鳥器。生物學家早就知道英國的大山雀比歐洲大陸的大山雀有更長的喙，但這種差異的原因尚不清楚。現在，一個由荷蘭和英國研究人員組成的小組追蹤到了這種變異的基因，並發現了自然選擇在起作用。
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他們首先對來自英國和荷蘭各地的 2,322 只大山雀的基因組（完整的基因集合）展開了一項雄心勃勃的調查。他們標記了兩個種群之間基因組中差異最大的位點，結果證明這些位點也是英國個體鳥類基因組之間差異最小的位點。“受青睞的”基因已經擠進了這些區域，並且隨著時間的推移，排擠了可能在那裡發現的大多數其他基因——研究人員認為，這清楚地表明自然選擇正在發揮作用。然後，他們標記了大約 30 個似乎排擠了所有其他基因的基因，並掃描了科學文獻，以弄清楚這些基因在其他生物體中發揮的作用。事實證明，其中許多基因都參與了人類顱骨發育和達爾文雀的喙長——達爾文雀是加拉帕戈斯群島的鳥類，是這位著名生物學家最著名的研究物件。
科學家們懷疑這些基因可能與喙長有關，因此他們測量了英國大山雀的這一解剖特徵。他們發現，正如預期的那樣，攜帶少量受青睞基因的鳥類往往比荷蘭大陸的同類鳥類擁有更長的喙。研究人員還使用歷史資料進一步支援了他們的發現。牛津大學（該研究的合著者）的生態學家已經測量了 26 年的喙長，大約是這種鳴禽的 13 代。“即使在過去的 30 年裡，我們也看到了英國種群的喙長變得更長，”謝菲爾德大學的進化遺傳學家、資深作者喬恩·斯萊特說。他認為進化時間框架甚至比這更長。然後，研究人員搜尋了博物館的藏品，並查看了自 1920 年代以來收集的鳥類標本，以證實他們的發現。英國環境中的某些因素正在給更長的喙帶來優勢。
“這是一次漁獵式考察，”加州大學河濱分校的進化生物學家大衛·雷茲尼克說，他沒有參與這項研究。“他們已經很好地識別出了與[喙長]變異相關的基因組。”他補充說，他們資料中自然選擇的特徵非常強烈。
瑞典烏普薩拉大學的遺傳學家萊夫·安德森也對該團隊生成的資料量印象深刻，他沒有參與這項工作，但曾對驅動達爾文雀自然選擇的基因進行過研究。“我們只使用了數百隻鳥，就確定了這種（喙長進化的）關聯，”他說。“他們使用了數千只。”
人類的影響
“長喙的鳥比短喙的鳥好在哪裡？”斯萊特問道。有記錄在案的例子——例如對達爾文雀的研究——表明喙長的進化是食物供應差異的結果。例如，著名的進化生物學家夫婦、普林斯頓大學的名譽教授彼得和羅斯瑪麗·格蘭特花了 40 年時間觀察加拉帕戈斯群島的達爾文雀。他們發現，雀喙的大小是根據在乾旱等極端氣候條件下對日益減少的食物來源的競爭而進化的。但研究人員表示，英國的大山雀的飲食習慣與歐洲其他地區的大山雀並無不同。在諮詢了一些生態學家後，該團隊決定測試這種自然選擇是否與喂鳥器有關。畢竟，根據 2015 年的一項研究，大約一半的英國家庭在他們的花園裡喂鳥。根據研究人員引用的一項研究，英國在鳥食上的花費是整個歐洲大陸的兩倍。
這項新研究中的生態學家透過計算鳥類在人工巢穴中撫養到成熟的幼鳥數量來衡量大山雀的“適應性”。他們發現在英國，攜帶短喙基因的大山雀每年存活的幼鳥數量少於攜帶長喙基因的大山雀。斯萊特認為，雖然這種差異很小，但這可能意味著後者更能夠將種子帶回給它們的幼鳥。研究人員還標記了這些鳥類，以計算它們訪問喂鳥器的次數，發現長喙的鳥類比它們喙較短的同類更多地出現在喂鳥器上。“因此，它們似乎更擅長利用這種資源，”斯萊特說，他自己也是一個喂鳥器使用者。“如果故事的這一部分是真的，那就告訴我們，人類實際上是選擇性因素，這[已經]導致了大山雀的這種進化變化。”
但這只是一個“如果”。斯萊特警告說，這只是一個假設，需要更多的資料來證實。目前尚不清楚喂鳥器中的什麼因素為長喙大山雀提供了優勢。雷茲尼克同意需要更多的資料，但他對這個想法的可驗證性持樂觀態度。“對於他們所說的話，可能還有其他解釋，但他們已經很好地證明了[喂鳥器]作為一種可能的解釋——而且這確實是一個可檢驗的假設，”他說。
然而，人類可能正在影響進化的觀點並不新鮮。一個著名的例子涉及飛蛾，它們在工業革命時期煙塵瀰漫的背景下進化出了更深的顏色作為偽裝。“人類對喙大小進化的影響並不新鮮，我們已經在加拉帕戈斯群島（聖克魯斯島）一個有人居住的島嶼上的雀類中看到了這種跡象，但與喂鳥器的關聯據我所知是新的，”普林斯頓大學的格蘭特在一封電子郵件中寫道。在談到“人類對進化的影響時，我想指出當前全球變暖，部分原因是人類活動造成的，以及動植物種群很可能正在透過自然選擇發生進化變化以應對，”他補充道。
斯萊特希望進行更多的研究，以幫助回答喂鳥器帶來的神秘影響，但他確實指出，由於缺乏關於這種做法普及程度的文獻，很難得出重大結論。他還希望將研究範圍擴大到歐洲其他地區，以瞭解一個物種如何如此出色地適應非常不同的環境。
所有科學家都認為，像這樣的長期研究對於即時觀察一個不斷改變歷史和生態系統的過程非常有價值。“在公眾的認知中，當我們說進化時，他們期望你走出家門就能看到一個不同的世界，”雷茲尼克說。但即使是這些喙長也只相差不到一毫米。他補充說：“引人注目的事物是始終在發生的小規模版本的放大版，進化可能始終在我們周圍的生物體中發生——但你需要知道如何去尋找它。”