Дороги вызывают быстрые эволюционные изменения в окружающей среде

Согласно статье в журнале Frontiers in Ecology and the Environment, дороги вызывают быстрые эволюционные изменения в диких популяциях растений и животных. Статья доступна онлайн в режиме 'early view' перед публикацией в печатном выпуске 1 марта.

Дороги, считающиеся крупнейшим артефактом человечества, влияют на экологию почти 20% ландшафта только в США. Глобально их протяженность к 2050 году прогнозируется к увеличению на 60%. Однако вопрос о том, как дороги запускают современные эволюционные изменения у растений и животных, часто оставался без внимания.

Опираясь на предыдущие исследования, авторы показывают, что многочисленные негативные эффекты дорог — такие как загрязнение и гибель животных на дорогах — могут вызывать быстрые эволюционные изменения в придорожных популяциях. Это открытие трансформирует взгляды ученых на биологические последствия расширяющейся дорожной сети.

Адаптация и маладаптация у дорог

• Всего за несколько поколений — в одном случае всего за 30 лет — некоторые придорожные популяции эволюционируют в сторону большей толерантности к загрязнителям, таким как сток дорожной соли. Примеры: обычная трава Anthoxanthum odoratum и пятнистая саламандра (Ambystoma maculatum).
• Несмотря на этот позитивный аспект быстрой эволюции, придорожные популяции не всегда способны адаптироваться, иногда становясь «маладаптированными» — эволюционируя в сторону меньшей устойчивости к негативным дорожным эффектам. Это может происходить даже если другие виды в тех же местообитаниях адаптируются, как в случае с пятнистой саламандрой и соседствующей с ней лягушкой.
• Более ранние полевые исследования Брэди показали, что выживаемость придорожных популяций лесной лягушки (Rana sylvatica) была на 29% ниже, чем у особей, пересаженных из других районов. У пятнистой саламандры и лесной лягушки приспособленность соответственно увеличилась и уменьшилась по сравнению с популяциями, живущими вдали от дорог. Это демонстрирует, как локальные адаптивные и маладаптивные изменения происходят посредством естественного отбора у разных видов.
• Исследователи отмечают, что даже если популяция локально адаптируется, эволюция может снизить вероятность локального вымирания, но не исключает его полностью.

Взгляд исследователей

«Мы давно знали, что разрезание нашей планеты дорогами создает множество проблем для растений и животных, но только сейчас начинаем понимать, что эти же проблемы могут вызывать эволюционные изменения всего за несколько поколений. Это заставляет нас пересмотреть природу воздействия дорог и сложность способов, которыми жизнь на них реагирует», — говорит ведущий автор Стивен П. Брэди.

«Поразительно, что у таких разных организмов — трав, ласточек, амфибий — дороги обладают схожей способностью вызывать дивергентную эволюцию среди локальных популяций. Но, пожалуй, самое удивительное, что некоторые популяции, судя по всему, эволюционируют маладаптивно бок о бок с популяциями, эволюционирующими адаптивно. И, насколько мы можем судить, такие маладаптивные исходы могут становиться все более распространенными в ответ на измененные человеком среды, такие как придорожные местообитания», — добавляет Брэди.

Эволюционная перспектива в дорожной экологии важна для понимания воздействия дорог на окружающую среду и для планирования природоохранных мер. При рассмотрении новых дорог и инфраструктурных проектов комплексный политический подход, учитывающий максимизацию связности местообитаний, сохранение генетического разнообразия и увеличение размеров популяций, может помочь «смягчить последствия дорог».