都市のダーウィン:都市のジャングルで進化がどのように続くか

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Anonim

都市には人だけでなく、植物、動物、昆虫も住んでいます。自然界に生息すると、それらはすべて、人工的に作成された条件に何らかの形で適応します。オランダの進化生物学者メノ・スヒルトイゼンは、ポリーナ・イノゼムツェワによってロシア語に翻訳された「都市のダーウィン:都市のジャングルで進化が続く方法(ボンボラ出版社)」という本の中で、進化の力が新しい都市の生態系をどのように形作っているのか、そして人の隣の生活がどのようになっているのかを説明しています彼らの住民を変えます。 N + 1は、鳥や夜行性の昆虫に対する人工照明の効果に関する一節を読むように読者を招待しています。

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明るい光、大都市

年に一度、ニューヨーカーと訪問者は同様に、光のインスタレーションDedication in the Lightを目にします。これは、2001年9月11日のテロ攻撃の犠牲者を追悼して演奏されます。それぞれ8,000ワットの容量を持つ88個のキセノン投光器が、かつてツインタワーがそびえ立っていたマンハッタン南部の夜空に流れる2本の明るい青色の光線を作り出します。これらの光線は、その運命の日に起こった悲劇を思い出させるものとして機能します。インスタレーションのプロデューサーである故​​マイケル・ジェームス・アハーンはかつて彼女について次のように述べています。

それにもかかわらず、ほとんどすべての大規模な人間の事業のように、この無形の記念碑自体は何度も何度も災害につながります。年に一度、通常は夜に飛ぶ数万羽の渡り鳥が軽いケージに閉じ込められます。秋の移動は9月中旬にピークに達し、マンハッタンの南は樹木科の種が南に飛ぶための基準点として機能します。毎年9月11日、当惑した鳥の群れが光の記念の柱を一周します。彼らはあるビームから別のビームへと飛んで、警鐘を鳴らします。インスタレーションが開始されるたびに、全米オーデュボン協会のボランティアが出席します-彼らは疲れ果てたアメリカのレッドスタート、金色のツグミの歌手、まだらの歌手、白い目の帆から落ちた人を救出し、また短い間ライトを消すタイミングを示します回復して移行を継続できるようにするための時間。それでも、毎回の設置は、長い飛行によって疲れ果てた鳥の死につながるか、少なくとも鳥にストレスと疲労を追加します。

光害は動物の大量移動に強く影響し、欧州サッカー選手権の決勝では、まったく異なる感情を引き起こす同様に大規模なイベントでした。 2016年7月10日、パリの巨大スタジアム「スタッド・ド・フランス」で、フランスとポルトガルのチーム間の試合が予定されていました。試合前の暖かい夜、安全上の理由からスタッフは電気を消さず、空のスタジアムに無数の蛾の群れが群がり、明るいスポットライト、主にガンマスクープ(Autographa gamma)に照らされました。ダークグレーのフロントフェンダーに白いγ記号。毎年春に、ガンマスクープは数百メートルの高度を維持しながら移動します。何億もの蝶が南ヨーロッパからキャベツ、ジャガイモ、その他の収穫が遅れている北部の畑に飛んでいます。時々夏の真ん中に、移住の追加の波がヨーロッパの西と北を通過します。蛾がスタジアムの投光照明の光に突入したのは、そのような波の最中だった。何千人もの人々が熱い光源に近づきすぎて死亡しました。残りの蛾は混乱してサッカー場に降り立った。翌朝明かりを消したとき、彼らは草の中に隠れてそこに座ったままでした。

夕方、8万人の観客が席に着き、スタジアムのライトが再び点灯し、芝生で眠っているゲストを目覚めさせました。プレイヤーがウォーミングアップしている間、あちこちのフィールドの低いところに、目覚めた蛾が羽ばたき、試合の開始時(21:00)までに何千もの昆虫がプレイヤーの周りを回っていました。試合の写真は、不満を抱いたUEFAの従業員が海軍のスーツから蝶を追いかける方法、蛾がカメラレンズをブロックしてサッカーのゴールに固執する方法、無駄な労働者が掃除機でフィールドの線を掃除しようとする方法、そして最後に24分を示しています。 、クリスティアーノ・ロナウドの膝の怪我のために-から泣いていて、蛾が彼の顔に涙を飲んでいます。

照明設備の鳥とサッカー選手権の蛾の群れは、人工照明が夜行性の動物を引き付ける方法の2つの注目すべき例にすぎません。白熱電球、LEDディスプレイ、ガス放電ランプ、その他の光源をオンにして夜の闇を防ぐときはいつでもどこでも同じことが起こります。このような光が夜行性の動物や植物の行動や体内時計に影響を与えることは、これらすべての発明者にはほとんど思い浮かびませんでした。

蛾やその他の夜行性の昆虫は、不注意に光の中を飛ぶことが知られています。暖かい夏の夜にポーチに出てろうそくに火をつけると、彼らは炎に群がり、その周りを一周し、翼を燃やし、最終的には溶融パラフィンに飛び込みます。科学者たちは、なぜ彼らがこのように振る舞うのか、まだ疑問に思っています。何百万年もの間、蛾は人工光を知らずに進化してきたので、電球への誘引は自然光への反応に直接関係しているに違いありません。ある一般的な理論によると、夜に飛ぶ動物は月と星を使って宇宙を航行します。これらの著名人は遠く離れており、地球から見ると非常にゆっくりと動きます。月や明るい星に対して一定の角度を保つことで、昆虫は安全に直線で飛ぶことができます。初めて人工光源を見た蛾は、おそらくそれを別のガイドマークと見なしていました。それでも、天体と比較すると、地上の光源は非常に近く、静止したランドマークとして機能することはできません。電球や燃えているろうそくに対して一定の角度を維持するために、蛾はそれらの周りを一周し、火の中で燃えたり完全に消えたりするためにどんどん近づいて飛ぶ必要があります。シェイクスピアはどうですか? 「蛾がろうそくに飛び込んだ…」

とにかく、人々が焚き火、松明、石油ランプ、電気ランプで夜を照らしたので、昆虫はそれらを数えずに死に始めました。火傷したり、ひどく火傷したりして、光源に近づきすぎて飛んでいる人もいれば、簡単な獲物に慣れているコウモリ、フクロウ、ヤモリを待っている人もいます。悲しい運命をなんとか回避した人々は、食べ物や交尾相手を探すのではなく、無意識のうちに光源の周りを回って貴重な時間を過ごします。長期的には、それでも生存のための闘いで勝利を犠牲にするかもしれません。

サーチライトのビームに引っかかったり、ランプの頂上に引っかかったり、街灯に引っかかったりする昆虫の数を毎日考えると、昆虫や哺乳類など、一般的に生物にどの程度の人工照明が影響するかを推測するだけで済みます。 、渡り鳥、カメ、両生類、魚、カタツムリ、さらには植物。彼らは皆、夜に隠れて何らかの活動をしているので、光も彼らを混乱させます。

最近まで、科学はこれについて何も言うことはありませんでした。孤立した症例の説明しかありませんでした。それで、1954年にジョージア本部のワーナーロビンス空軍基地で、5万羽の鳥が死にました-彼らは着陸灯に急いで、地面に墜落しました。 1981年、カナダのオンタリオ州キングストン近くの工場で、一晩で10,000羽以上の鳥が照らされた煙突に激突しました。昆虫に関しては、1949年8月20日の夜、2人の昆虫学者がイギリスのランタンで5万匹以上の蛾を捕まえ、ドイツの照明付きの橋で約150万匹のカゲロウがかつて発見されました。

15年間、何人かの科学者が人工夜間照明1が生物に与える影響に関する正確なデータを収集してきました。たとえば、マインツのヨハネスグーテンベルク大学のドイツ人研究者Gerhard Eisenbeisは、いわゆる掃除機の効果を集中的に研究しています。人工光が暗い場所に浸透するとすぐに、「掃除機が昆虫を生息地から引き離し、地元の人口が枯渇するかのようです」と彼は書いています。集落から遠く離れた高速道路に沿って建設されている照明付きガソリンスタンドでは、最初はたくさんの昆虫がいますが、数年後にはその数が急激に減少します。アイゼンベイスは、月のない夜と月のない夜、およびさまざまな種類の都市環境で、さまざまな種類の人工光によって殺された昆虫の数に関するデータに基づいて、ドイツでは毎年夏に人工照明が約1,000億匹の昆虫を殺すと示唆しました。はい、その数は膨大ですが、通行人の足元、フロントガラス、車の車輪の下で死んでいる昆虫の推定数に匹敵します。

1英語の環境文献では、頭字語ALAN-Artificial Light At Nightは、人工光にしっかりと定着しています。 -約ed。

鳥は昆虫よりも積極的に監視されていますが、人工照明から鳥の死亡率を判断することも困難です。このトピックに関する信頼できるデータはほとんどありません。それらは、例えば、カナダのエリー湖近くのロングポイント天文台で収集されます。何十年もの間、24キロメートルのロングポイント半島の遠端にある灯台のサーチライトで発見された死んだ鳥の数が毎日ありました。 1960年代から1980年代にかけて、秋の渡りで約400羽、春の渡りで半分の数の鳥が死亡しましたが、1泊あたり2,000羽の鳥が死亡することもありました。 1989年、灯台にはそれほど強力ではないサーチライトが設置され、光線が大幅に狭くなり、死亡者数は10分の1に減少しました。

私たちは第5章で、都市庭園の種の多様性を調べたときに、都市生態学者のケビン・ガストンに会いました。彼もまた、人工常夜灯の主題に興味を持ち、一連の実験を行いました。彼は親しみやすいが人懐っこく見え、彼の日焼けした特徴は環境科学者よりもニューヨークの消防士に適しているでしょう。彼は現在、私も出席しているライデン大学でゲスト講演を行っています。 「人々は、これまで見たことのない場所で、あるべきではないときに人工照明を使い始めました」と彼は言います。 「私たちは、狭いスペクトルのナトリウムランプから、はるかに広いスペクトル、たとえばLEDディスプレイに移行しています。ほとんどの生物学的感知システムは、広範囲の照明に反応します。ほとんどすべてに影響します。」

夜間の人工照明の多くの犠牲者と真空効果の拡散を念頭に置いて、私はアランに、生物はそれに応じて光への誘引に抵抗する能力を発達させるかもしれないと言います。ガストンはそれについて確信がありません。 「これらの生物は、これまでこのようなものに遭遇したことがありません。彼らの標準的な毎日のサイクルを壊すものは何もありませんでした。すべてがすぐに起こりました。人工光に適応するのが簡単である可能性は低いです。光に対する反応のいくつかのシステムは、進化のルーツが深すぎます。」しかし、彼は、まだ誰もこのトピックに完全に取り組んでいないと付け加えています。

そして彼は正しい。都市生物学に関する文献の印象的なアーカイブには、人工常夜灯への応答の進化に関する記事が2つしかありませんでした。なぜこれがそうなのかは明らかではありません。なぜなら、ナシを砲撃するのと同じくらい簡単にこのトピックに関する実験を思い付くことができるからです。あなたがしなければならないのは、光に引き付けられる動物の種類を選択し、暗い田園地帯や人工照明がたくさんある密集した場所でいくつかを捕まえて、それらが光にどのように異なる反応をするかを確認することです。それが全体の進化実験です。

これが、チューリッヒ大学のスイスの研究者フロリアン・アルターマットがこの質問にアプローチした方法です。アルターマットは実際には淡水生態系の生物多様性の専門家ですが、暇なときは喜んで蝶を研究しています。 「ナボコフが言ったように、私の喜びは人が利用できる最高のものです。蝶を書いたり狩ったりすることです(カメラを使って!)」と彼は自分のウェブサイトに書いています。高校時代から、アルターマットは中央ヨーロッパで蝶を観察し、水銀放電ランプの助けを借りてそれらを引き付けてきました。彼はいつも、光が蛾の脳にそれほど影響を与える理由に興味を持っていました。

彼は簡単な実験を行うことにしました。彼の標的は、黒い点で均一に覆われた白い翼がアーミンの皮の王室のマントルに似ているニシキギ(Yponomeuta cagnagella)でした。非常に論理的な選択です。この蛾の幼虫は、ニシキギの葉に共通の巣を織り込んでいるため、簡単に見つけることができます。ニシキギが育つ場所には、毛虫がぴったりと収まるクモの巣がある可能性があります。一言で言えば、アルターマットは、スイスのバーゼル市と海外のフランスの両方の10か所で孵化したての毛虫を簡単に集めました。 10か所のうち5か所は人工照明がたくさんある街にあり、もう5か所は夜はかなり暗い田舎にありました。

さまざまな場所の毛虫を紡錘葉の付いたプラスチックの箱に座った後、蛹になるのを待ち始め、蝶に変わりました。これが最終的に起こったとき、都市の蛾が地方の蛾と区別できるように、各個体は個別にタグ付けされました。それからアルターマットは、320人の田舎と728人の都市のすべての個人を一度に暗い部屋に解放しました。その隅には蛍光灯の罠が潜んでいました。それで彼は、それぞれのタイプの何人の個人が光に飛び込むかを知ることを望みました。 2016年にBiologyLettersに発表された結果は、都市の進化を明確に示しています。田舎の蛾の40%がすぐに明るみに出ましたが、都市の蛾の4分の1にすぎません。残りはすべて解放された場所に座った。

ランダムに採取された蛾の種に関するこの簡単な実験は、人工の常夜灯が都市の個体群の光に対する反応の遺伝子を実際に中和した場合に何が期待できるかを正確に示しました。他の昆虫種にも同様のパターンがありますか?たぶん進化論はすべての都会の昆虫が光を無視するのを助けているのだろうか?誰かがAltermattの実験を他の種で、はるかに大規模に実行するまで、私たちは知りません。

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