達爾文是對的！定居城市后，它們變異了.....
本文原載于公眾號“生命科學煲湯人”。
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原文題目：
達爾文是對的！定居城市后，它們變異了......
今天我們的主角，就是存在于現(xiàn)實世界中的“哥斯拉”。
城市化的推進破壞了它們原有的棲息地。為了在陌生的環(huán)境里生存下去，它們發(fā)生了一系列不可思議的變異......
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加勒比海上的熱帶海島波多黎各，氣候暖濕，風景如畫。
在這里，生活著一種名為波多黎各鳳頭蜥（Anolis cristatellus）的小型蜥蜴。
正是這些不起眼的小家伙，引起了紐約大學的克麗絲廷·溫徹爾（Kristin M.?Winchell）等學者的強烈興趣。
溫徹爾等人發(fā)現(xiàn)，這些適應了城市生活的蜥蜴，身體構(gòu)造和機能都與野生的同類有了很大不同。
也就是說，城市生活使它們發(fā)生了變異。
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溫徹爾等人首先注意到了這些蜥蜴非凡的抗熱能力。
相信讀者有過這樣的體驗：炎炎盛夏，高樓林立的城市如一個滾燙的蒸籠；而綠樹成蔭的鄉(xiāng)下則沒有市區(qū)的酷暑。這種現(xiàn)象，在氣象學中叫做“城市熱島效應”。
波多黎各屬熱帶地區(qū)，一年四季都熱；城市里更是不間斷的火燒火燎。
我們身為人，可以鉆進空調(diào)房，可以減少衣物，可以用陽傘和墨鏡遮擋烈日，可以用冷飲消暑。然而，這些蜥蜴只能默默承受城市的酷熱......
蜥蜴卻不需要科學家的同情。它們雖很難改變環(huán)境，但善于適應環(huán)境。
困境，讓蜥蜴進化出了自己的“抗熱超能力”。天長日久的考驗，酷暑無情的篩選，在城市中存活的蜥蜴擁有了抗高溫的能力。
這些蜥蜴對抗高溫的武器不是堅強的意志，而是將對高溫的抗性刻在自己的DNA里。
溫徹爾等人發(fā)現(xiàn)，在城市蜥蜴中，一個叫做RARS的基因發(fā)生了改變。這個基因的改變，讓這些蜥蜴在高溫面前特別耐挫：野生蜥蜴受不了的高溫，在他們看來就是家常便飯。
2020年，該成果發(fā)表在權威期刊《自然-生態(tài)與演化》上。
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溫徹爾等人的探索沒有到此為止。他們發(fā)現(xiàn)，城市生活對蜥蜴的挑戰(zhàn)，絕不止于高溫一個方面。
第一個挑戰(zhàn)是爪子的性能。
野生蜥蜴在樹上爬，也在森林地面上爬。
無論是樹枝還是森林地面，都足夠粗糙；跑動時易于抓握，摩擦力也夠大。相反，人造建筑材料的表面大多滑溜溜的。
在這樣材料上移動，別說攀爬，就是平移也累得夠嗆。然而，適應力極強的蜥蜴卻放出了另外的“秘密武器”......
他們改良了自己的爪子！
這些爪子不僅比野外同類更大更長，還長出了特殊的鱗片，與接觸面摩擦力更大，有助于在墻壁和窗戶等光滑的表面攀爬。
工欲善其事，必先利其器。
蜥蜴有了這樣的爪子，就好像換上了鞋底粗糙的釘鞋，跑起來特別帶勁兒。
在光滑的墻壁上打架也沒問題......
還有一個挑戰(zhàn)是速度。
野生蜥蜴可以挖個洞躲起來，或者躲在茂密的植被下面；而在硬化地面居多、缺少遮蔽的城市里生活，這些福利都享受不到。
不能躲，遇到危險只能跑。
跑得慢些就會淪為流浪狗、流浪貓的食物，那就跑快些！
溫徹爾發(fā)現(xiàn)，城市蜥蜴演化出了更長更有力的四肢，快速奔跑的能力大大提升。
不僅要爬得高，還要跑得快......
第三個挑戰(zhàn)是對傷病的抵抗力。
脫離了野外環(huán)境，蜥蜴?zhèn)兩钤诔鞘械年幇到锹洹?br>
和垃圾打交道的它們，免不了和在森林中見所未見的細菌、病毒、寄生蟲撞個滿懷......
此前也有研究顯示，城市中的蜥蜴比野外同類面臨更多的疾病和感染風險。
蜥蜴沒有手術和藥，享受不到現(xiàn)代醫(yī)學的好處。有什么病只能自己扛著。生存的壓力促使活下來的蜥蜴擁有了更強大的免疫系統(tǒng)。
抗感染能力和傷口愈合能力都是杠杠的......
除此之外，挑戰(zhàn)還有很多；相應的，城市蜥蜴在很多方面都發(fā)生了兵來將擋的變異。
城市生活瞬息萬變，它們的反應能力就變得更為靈敏；
城市的環(huán)境底色不同于野生環(huán)境，它們皮膚中的色素也發(fā)生了相應變化；
城市中的食物結(jié)構(gòu)也有別于野外，它們的代謝特征也發(fā)生了變化；
......
溫徹爾等人在波多黎各島的圣胡安、馬亞圭斯和阿雷西博三個地區(qū)的城市和鄉(xiāng)村環(huán)境中各捕捉了16只蜥蜴，共96只。利用這些樣本，他們進一步對比了城市蜥蜴和野外同類的基因組。
他們發(fā)現(xiàn)，城市蜥蜴的33個基因發(fā)生了變異。這些基因突變與蜥蜴的爪部結(jié)構(gòu)、四肢長度、免疫功能、神經(jīng)靈敏度、皮膚色素、代謝水平有關，可以解釋以上提到的城市化對蜥蜴改變的方方面面。成果近日發(fā)表在權威期刊《美國科學院院刊》上。
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物種是可變的。它們順應自然選擇，向著利于自己生存的方向進化。人類對“變異”的認識始于進化論的提出者——查爾斯·羅伯特·達爾文(Charles Robert Darwin）。這一理論提出一百余年，被無數(shù)教科書級的研究證實。在現(xiàn)代生物學家看來，生物的變異已是再司空見慣不過的事。
城市化雖然是大多數(shù)生物的噩夢，但也為研究生物變異提供了天然的實驗室。城市中蜥蜴的變異與達爾文一百余年前提出的理論遙相呼應，似乎也在向這位偉大的生物學先驅(qū)致敬。
城市化對生物的影響，研究不過幾十年；時至今日，人們對這個領域仍知之甚少。接受媒體采訪時，溫徹爾說，“隨著世界各地城市化的推進，了解生物如何適應新環(huán)境十分重要。這樣一來，人類就可以設計出適合多種生物生存的城市。”
“哥斯拉”是人造的；這個核輻射造出的怪胎，反映了人們對核危機的恐慌。其實，城市化對自然影響的深度和廣度遠超核輻射，正在影響地球上大多數(shù)物種的命運。人類不是孤獨的，許許多多的物種正在人類一起經(jīng)歷現(xiàn)代化的洗禮。
現(xiàn)實生活中，人造的“哥斯拉”身懷絕技卻人畜無害，毫不起眼。它們有自己的故事，也在努力適應殘酷的生存環(huán)境。或許你也曾與城市中的蜥蜴四目相對；終其一生，它都在城市的角落卑微而努力地生活。
雖然沒有被馴養(yǎng)，但它們已然是在與人類協(xié)同進化。
不知道在夢里，波多黎各城市里的蜥蜴會不會夢見森林？
全文共2300字，感謝你看完。生命科學煲湯人聚焦解讀生物醫(yī)學領域時事熱點和前沿進展，用腦思考生命演化的歷史，用心記錄科學前進的時代。將生命奧秘熬成易于消化的湯，在清晨和黃昏為你端上。
參考文獻
Campbell-Staton SC, Winchell KM, Rochette NC, Fredette J, Maayan I, Schweizer RM, Catchen J. Parallel selection on thermal physiology facilitates repeated adaptation of city lizards to urban heat islands. Nat Ecol Evol. 2020 Apr;4(4):652-658.
Winchell KM, Maayan I, Fredette JR, Revell LJ. Linking locomotor performance to morphological shifts in urban lizards. Proc Biol Sci. 2018 Jun 13;285(1880):20180229.
Winchell KM, Campbell-Staton SC, Losos JB, Revell LJ, Verrelli BC, Geneva AJ. Genome-wide parallelism underlies contemporary adaptation in urban lizards. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Jan 17;120(3):e2216789120.
