城市生活不容易
童話故事《城市老鼠與鄉下老鼠》中,描繪了兩隻過著不一樣生活的老鼠。鄉下老鼠雖然吃的粗糙,卻過著不必提心吊膽的日子;城市老鼠雖然吃的更好,生活中卻暗藏許多危機。
現在,科學家的研究發現,鄉下老鼠和城市老鼠真的不一樣,一代代的城市老鼠在隨著人類逐漸定居於城市的過程中,基因也同樣產生了變化。
紐約老鼠的獨特之處
根據科學家們的研究,城市老鼠的基因出現了許多變化,影響包括飲食、行為和行動能力等項目,幫助牠們在充滿機會與風險的紐約市生存。
這項研究的共同主持人之一,哥倫比亞大學的人口演化學家哈爾帕克(Arbel Harpak)表示:「在紐約,你可以看到老鼠們吃貝果喝啤酒;在巴黎,你可以看到老鼠們吃可頌麵包和奶油。」
「身兼一名演化生物學家和紐約客,我對於老鼠們適應城市生活的方法感到十分驚奇。」
科學家兼差捕鼠大隊
為了執行這項研究,科學家們設置了大量的培根、堅果和花生醬陷阱,抓到了約 400隻的溝鼠(Rattus norvegicus)。
最後,從中選出 29隻來自曼哈頓的溝鼠,為牠們做完整的基因定序。為了和最原本的基因做比較,科學家們從溝鼠的家鄉—中國東北的黑龍江省—找來了 9隻溝鼠,同樣為牠們做基因定序進行比較。
城市老鼠VS鄉下老鼠
在數個世紀以來,老鼠隨著人們從亞洲到歐洲最後到美洲、從鄉下到都市的過程裡,老鼠的基因的確發生了變化,幫助牠們更適應人類城市中的各種生存挑戰。
其中一項引發科學家興趣的基因相異片段,科學家們猜測這項變異發生的原因是起於居住環境改變,它提高了老鼠的移動能力,幫助老鼠能更自在地穿梭於城市中。
哈爾帕克指出:「這反應了城市老鼠必須在大量的人工環境中移動,與牠們的自然棲地差異非常大。」
「我們或許可以猜測,這些基因變異幫助城市老鼠們能更輕易地在下水道和水管中移動。」
另一個相異的基因片段,科學家認為可能影響了老鼠代謝碳水化合物和寡糖的方式,幫助老鼠適應城市中新的飲食型態。
Our preprint on "Genetic Adaptation in NYC Rats" is out, and we would appreciate your comments.
— Arbel Harpak (@arbelharpak) February 8, 2020
tl;dr: Seek a genetic basis for PIZZA RAT, and you shall find.https://t.co/iJPnMy1QRa w/ @nanditagarud Noah Rosenberg @PetrovADmitri @rattus_mattus @pleunipennings & @urbanevol pic.twitter.com/yS4Kon32Lv
共同主持這項研究的哈爾帕克,在研究順利發表後於自己的Twitter上撰文宣布好消息。
「天擇性橫掃」
這些變化同時也暗示著在老鼠演化的過程中,曾經發生過「天擇性橫掃」(selective sweep)。
天擇性橫掃指的是在演化過程中,生存環境的篩選讓特定基因段的優勢,從個體擴散到特定族群的過程。
天擇性橫掃其實並不罕見,也曾經發生在人類身上。像是乳糖酶基因的部分,人類同樣也經歷了天擇性橫掃的過程,才使得部分成年人(例如歐洲、中東、東非的畜牧族群)在成年之後仍然能消化乳製品。
真正的危機
科學家們認為,人類和老鼠的生活空間高度重疊,可能讓兩者的基因也都發生了類似的變化。換句話說,未來老鼠之間的傳染病,很有可能同樣能傳染給人。
科學家說:「就像人類密集群居於都市一樣,城市中也居住了大量的老鼠,增加了傳染病在老鼠彼此之間傳播的風險。」
「此外,大量進入城市、以老鼠和人類血液為食的蚊子,暗示了老鼠和人類之間很可能存在著全新、共通的疾病。」
科學家的下一步
哈爾帕克認為這項研究只是個開端。未來,科學家想要更清楚了解城市老鼠之間發生天擇性橫掃的時間,可能只是近期也有可能是幾百年前。
科學家想研究紐約私人收藏──一塊 125年前的紐約老鼠皮,以了解天擇性橫掃發生的時間是在 19世紀至今期間,抑或是更早之前。
上線時間:2020/03/12
增修時間:2020/03/13 修正內文