الكائنات الحية التي تعيش في مدننا تتطور بطرق مدهشة

عالمُ الطبيعة بداخلي يرى العالم مليئا بالأحزان: الانقراض، وموت الغابات القديمة، والحرائق والفيضانات. ولكن عالم الأحياء التطوري بداخلي أكثر تفاؤلاً. إذ تستمر عملية التطور بلا هوادة. إذا كان هناك أي تأثير للبشر فهو أنهم قد تسببوا في تسريعها.

انظر عن كثب وسترى عالماً جديداً يتطور من حولنا. اشهد ذلك في مترو أنفاق لندن، حيث يوجد، بجانب القطارات الهادرة، نوع جديد من البعوض في خضم ازدهار تطوري. وهي أبعد ما تكون عن أن تكون مجرد مثال وحيد.

لقرون، كان يُعتقد أن العمليات التطورية تحدث بمعدل يشبه حركة الثلاجات الجليدية مقارنة بسرعة الحياة التي نخبرها يوميا. غير أننا خلال العقود الماضية أدركنا أن التطور يمكن في الواقع أن يحدث بسرعة كبيرة، حتى في غضون أيام، كما أظهر الفيروس المسبب لـ COVID-19. كما أجادل في كتابي، تاريخ طبيعي للمستقبل A Natural History of the Future، فإن هذا التطور يحدث بسرعة غير متكافئة في مدننا.

قد تبدو هذه المشاهد الحضرية بعيدة كل البعد عن جزر غالاباغوس والأماكن البرية الأخرى حيث اكتشفت قواعد التطور لأول مرة، ولكن لا يمكن لأي قدر من التلاعب أو التدمير البيئي من قبل البشر إعادة كتابة قواعد الطبيعة. وبالنظر إلى قوانين التطور، يمكننا اقتراح تنبؤات حول أنواع الأنواع الجديدة التي ستظهر بفعل التغيير البيولوجي الجذري الذي يحدث، غالباً دون أن يلاحظه أحد، تحت أعيننا مباشرة.

ربما توقعنا هذا التطور الحضري السريع منذ وقت طويل بفضل أحد أقوى النماذج وأكثرها تأثيراً في العالم الطبيعي: نظرية الجغرافيا الحيوية للجزيرة Island biogeography. ابتكر هذا عالم الإيكولوجيا الرياضياتية Mathematical ecologist روبرت ماك آرثر Robert MacArthur، وعالم أحياء النمل الفذّ إي. أو. ويلسون E. O. Wilson، هذه النظرية لشرح ديناميكيات الحياة على الجزر. فقد أوضح كتابهم الصادر في 1967 حول هذا المفهوم كيف كلما اقتربت الجزيرة من البر الرئيسي، زاد عدد الأنواع Species التي تستعمرها، وكلما زاد حجمها، زاد عدد الأنواع التي ستتمكن من البقاء على قيد الحياة دون أن تنقرض.

عميقا في لب هذا الكتاب كانت هناك فكرة أخرى أقل شهرة: أن معدل تطور الأنواع الجديدة يجب أن يكون أيضاً أكبر في الجزر الأكبر. فهذا لا ينطبق فقط على الجزر الحقيقية، ولكن أيضاً على الموائل Habitat الشبيهة بالجزيرة. حقل الذرة هو جزيرة مرتبطة ببحر الغابة المحيطة. وكذلك هي بحيرة ما. أما بالنسبة إلى عث الوجه Face mites، فإن جسمك يشبه الجزيرة. وكذلك هي الحال في المدينة، ومع نمو سكان العالم، فإننا ننشىء المزيد من الجزر الحضرية الشاسعة هذه. ففي هذه الموائل، تماماً كما هي الحال في الجزر في المحيط، يجب أن يكون معدل نشأة الأنواع الجديدة أعلى في تلك الكبيرة أو المتنامية من حيث المساحة. يجب أن نكون قادرين على النظر إلى المدن ورؤية التطور أثناء حدوثه. وبالفعل، أمعن العلماء النظر فيها في الآونة الأخيرة.

إحدى الطرق التي تتطور بها الأنواع في المدن هي بفعل العزل Isolation. ينفصل بعض أعضاء النوع عن نظرائهم في الموائل الأخرى ثم يتباعدون. وكانت هذه العملية هي المحرك لتطور الأنواع الجديدة منذ أن شكل أسلافنا مستوطنات كبيرة لأول مرة، معتمدين على الأطعمة المخزنة في المدن الأولى والمدن الأولية. والأنواع مثل العصافير المنزلية House sparrows، فئران المنزل، سوسة الحبوب، عثة الحبوب والعديد من الأنواع الأخرى هي نتيجة لمجموعات من الحيوانات التي صارت معزولة عن نظيراتها الريفية وتباعدت.

هذه العملية مستمرة على قدم وساق. وتمتلك الجرذان البنية الآن في نيويورك أنوفاً أطول وصفوفاً أصغر من الأضراس العلوية من تلك التي شاعت في تسعينات القرن التاسع عشر، وربما يرجع السبب إلى اتباع نظام غذائي أكثر ليونة وعالي الجودة. وفي المملكة المتحدة تغير الحياة الحضرية أعداد الثعالب (انظر: الثعلب والمدينة). ويمكن أن تتطور المجموعات Populations التي تكون معزولة في مدينة معينة بشكل مختلف عن تلك الموجودة في مدن أخرى.

عندما وصلت الكائنات التي تعيش إلى جانبنا، مثل خنافس السجاد وبعض العناكب، إلى مكان معين، فمن غير المحتمل أن تعود إلى حيث أتت. بمجرد عزلها، تبدأ بالتطور بشكل مستقل عن مجموعة في أماكن أخرى، بسبب تغيرات الصدفة بين الأجيال، أو الانتخاب (الانتقاء) الطبيعي Natural selection بفضل السمات الفريدة لمكان معين. تتطور معظم الفئران المنزلية وخنافس السجاد والجرذان في المدن حول العالم تقريباً وفقا لمسارات متباينة.

فئران الضواحي الراقية

بل يحدث هذا حتى داخل المدن. أظهر جيسون مونشي ساوث Jason Munshi-South من جامعة فوردهام Fordham University في نيويورك وزملاؤه مثل هذا الاختلاف في الفئران البنية. فقد كشف تحليلهم الجيني للفئران في نيويورك -المنشور في العام 2017- عن مجموعتين متميزتين تختلفان وراثياً، ولكن ربما أيضاً بطرق أخرى لم يتم تمييزها بعد. ويبدو أن فئران أبتاون مانهاتن Uptown Manhattan تتجنب التزاوج بالفئران من وسط المدينة، ويفصل بينها حاجز جغرافي، وسط المدينة التي هي منطقة تجارية تفتقر إلى القمامة المنزلية والساحات الخلفية التي تزدهر الفئران عليها.

في الوقت نفسه، وجدت إليزابيث كارلين Elizabeth Carlen، التي تعمل حالياً في جامعة واشنطن Washington University في سانت لويس بولاية ميسوري، أن الحمام في مدن مختلفة في الولايات المتحدة يختلف أيضاً عن بعضه بعضا وراثياً. من المحتمل أن القمل الذي يعيش على الطيور يتباعد عن بعضه بعضا أكثر من مضيفيه، وأنواع البكتيريا التي تعتمد على القمل أكثر من القمل، لأن الأنواع ذات الأجيال الأقصر تتطور بمعدل أسرع.

ليست مجرد مصادفة عمياء هي التي تحكم أيّاً من هذه الأنواع من المرجح أن يتنوع وتنتج منه في النهاية أنواع جديدة. فهناك قواعد للعبة. لاحظ تشارلز داروين Charles Darwin أن المجموعات سوف تميل إلى التباعد إذا لم يتم «يُثبط التهجينُ» Intercrossing مع الأنواع من مناطق أخرى «ميلَها إلى التعديل». وقد كان محقا. والأكثر من ذلك، أن مثل هذا التهجين – ما نسميه الآن تدفق الجينات Gene flow – هو أكثر احتمالاً في الأنواع التي تنتقل بسهولة، سواء بفعل الجناح، أم من خلال اقتناص فرصة الركوب (سواء كان ذلك على طائر أو داخل قملة أم مع البشر على متن طائرة أو قطار أو قارب أو سيارة) أم حتى عن طريق الجري، مقارنة بالأنواع التي لا تنتقل بسهولة.

في جزر المحيط، تعد قدرة انتقال الأنواع هي المحدد الرئيسي لما إذا كان من المحتمل أن يتنوع ويتطور إلى أنواع جديدة. في جزر غالاباغوس، ظلت العصافير التي تميل إلى الطيران لمسافات قصيرة فقط معزولة وراثياً عن أقاربها من البر الرئيسي، ومن ثم تباعدت عن أسلافها، وصارت لكل نوع أو نوع فرعي Subspecies من العصافير الآن سمات وسلوكيات فريدة، خصوصا المناقير. ويتضح ذلك أيضا في الطيور المحاكية Mockingbirds.

ولكنَّ طائر الأطيش أزرق القدمين Blue-footed booby والطيور البحرية الأخرى التي تميل إلى الطيران لمسافات طويلة لم تفعل ذلك. وتعني قدرتها الأكبر على التنقل أن الاختلاط الجيني مع مجموعات سكانية أخرى لا يزال جاريا، مما يقيد تنوع مجموعات سكانية معينة.

في الجزر النائية، تحدد السمات البيولوجية للكائنات قدرتها على الحركة. في المدن، يعتبر السلوك البشري عاملاً كبيراً في تحديد من يتحرك ومن لا يتحرك. من المحتمل أن يكون التحكم الأكثر إحكاماً في نظافة السفن (ومن ثم قدرة القوارض على الركوب)، على سبيل المثال، مسؤولاً عن الاختلاف الحديث في أنساب الفئران بين المدن وداخلها. على العكس من ذلك، أظهر البحث الذي شاركت فيه أن نوعاً واحداً على الأقل من عث الوجه، وهو سلالة من ديموديكس فوليكلوروم Demodex folliculorum، يبدو أنه يتمتع بحركة كافية أثناء ركوبنا للسيارات والطائرات والقوارب، للحفاظ على تدفق الجينات من المكسيك إلى أستراليا إلى نيويورك بل وأبعد من ذلك، لذلك تجنب التباعد المحلي Localised divergence.

في سياق مفاهيم منطقة الجزيرة وتدفق الجينات، بدأت أطراف قصة بعوضة مترو لندن تتجمع معاً. ظهر وجود هذه الحشرات التي تعيش تحت سطح الأرض خلال الحرب العالمية الثانية، عندما احتمى الآلاف من الناس في محطات تحت الأرض أثناء غارات القصف، وأصبح يطلق عليها كولكس بيبينز إف. موليستوس Culex pipiens f. molestus، شكل من أنواع البعوض Culex pipiens، بعوض المنزل الشائع.

والبعوض C. pipiens الموجود فوق سطح الأرض هو بعوض موسمي، وينشط في الأشهر الأكثر دفئاً، ويتطلب وجبة من الدم قبل أن يتمكن من وضع البيض ويميل إلى التغذي بدم الطيور. في المقابل، يكون الشكل الذي يعيش تحت سطح الأرض نشطاً على مدار السنة، وتميل الإناث إلى التغذي بدم الثدييات ويمكنها وضع البيض دون ابتلاع الدم أولاً.

هل يقدم هذا مثالا على الانتواع Speciation استجابةً لحياة المدينة؟ يأتي الدليل من حقيقة وجود البعوض الذي يشبه إلى حد كبير شكل البعوض molestus في مترو الأنفاق والمجاري وحتى الأقبية المغمورة بالمياه في مناطق بعيدة مثل باريس ومينسك في بيلاروسيا ومايلو-سو في قيرغيزستان وطوكيو ونيويورك.

تشير الدراسات الجينية الحديثة إلى أن البعوض مولستوس ربما بدأ انحرافه عن البعوض C. pipiens في المدن القديمة للهلال الخصيب في الشرق الأوسط. ففي هذا المكان وجد العديد من الأنواع الحضرية موطئ قدم لها. بعد ذلك، عندما انتشرت شمالاً، استمر بعوض molestus حتى في المناطق ذات الشتاء البارد من خلال الاستفادة من الحرارة المحصورة أسفل المدن.

تشير دراسات أخرى أجرتها دانا برايس Dana Price ودينا فونسيكا Dina Fonseca من جامعة روتغرز Rutgers University في نيوجيرسي إلى أنه عندما استعمرت البعوض molestus العالم السفلي، طورت نسخاً جديدة من الجينات المرتبطة بالتعرف على الرائحة والهضم والحصانة، والتي يبدو أنها مكنتها من الازدهار في باطن الأرض: المجاري الغنية بالنفايات العضوية.

وفي الوقت نفسه، تستمر هذه البعوضة بالتطور وتشير الدراسات الجينية إلى أن مجموعات البعوض molestus المختلفة بدأت تتباعد Diverge وراثياً عن بعضها بعضا. فعلى سبيل المثال، عند دراسة أعداد البعوض molestus في مترو أنفاق لندن بالتفصيل، كانت بعوضة خط «فكتوريا» مختلفة وراثياً عن تلك الموجودة في «خط بيكرلو».

يمكن أن نتجه نحو مستقبل يكون فيه كل سطر من الأنفاق له نوع من البعوض الخاص به. ومع ذلك، لا يمكن رؤية هذا الاختلاف في البعوض C. pipiens الموجود فوق سطح الأرض، والذي ينتشر بسهولة أكبر.

مسارات مستقبلية

ما الذي يمكن أن تخبرنا به الجرذان والبعوض سريع التطور في المدينة عن التطور الحضري المستقبلي ونمط الأنواع الجديدة التي يمكن أن نتوقع رؤيتها؟ على الرغم من أن النتائج الدقيقة للتطور يمكن أن تكون متمايزة – سيكون من الصعب مثلا توقع وجود تنانين كومودو أو نمل مزارع الفطريات- فإن المصادفات العامة للتغيير التطوري يمكن التنبؤ بها، مما يعكس القواعد العامة للطبيعة.

تميل الثدييات إلى تكوين أجسام أكبر في المناخات الباردة؛ يجب أن نتوقع الأمر نفسه في الأنواع الحضرية، مع الفئران المليئة بالشحم في أقصى الشمال والفئران الصغيرة حول خط الاستواء. ومن المحتمل أن يحدث هذا بالفعل، دون أن يلاحظه أحد. في الجزر، غالباً ما تفقد الأنواع القدرة على الطيران والانتقال (على سبيل المثال، طائر الغاق Cormorants الذي لا يطير في جزر غالاباغوس)؛ فمن الأفضل البقاء بالقرب من المنزل بدلاً من الطيران بحثاً عن أرض ربما لا تكون موجودة. وقد بدأ الأمر نفسه يحدث بالفعل في المدن. فبذور حشائش الهندباء Hawksbeard التي تنمو حول الأشجار في مدينة مونبلييه بفرنسا تنتج بذورا بأجنحة أصغر من تلك التي تنتجها أقاربها في الريف. كما فقدت سوسة الحبوب أجنحتها تماماً وتوقف طيور الشحرور Blackbirds في بعض المدن عن الهجرة.

في الجزر، غالباً ما تطور الأنواع أيضاً القدرة على التكاثر دون التزاوج. هذا لأن الأنواع غالباً ما تصل بمفردها إلى الجزيرة، وفي ظل هذه الظروف، من المفيد أن تكون قادرة على إنتاج نسل من دون زوج. لذا، فإن فرصة انتشار المجموعة الفرعية من الوافدين مع الجينات للتكاثر من دون زوج تكون فرصة أكبر. في المدن، حدث هذا أيضاً لبعض صراصير سورينام Surinam roaches والصراصير الأمريكية American cockroaches والنمل المجنون Crazy ants – أطلق عليها هذا الاسم بسبب طريقة حركتها المتشنجة وغير المتوقعة.

تطور الأنواع أيضاً سمات تعكس الأطعمة المتاحة. المجموعات من عصافير المنازل الحضرية في ولاية أريزونا لديها مناقير أكبر وأقوى للتعامل مع البذور الأكثر صرامة الموجودة في المدينة، مما يؤثر بدوره في أغانيها. لكن في كثير من الأحيان، يتعلق التغيير بالأغذية التي يوفرها البشر. فقد طورت الفئران والكلاب في المنزل قدرتها على إنتاج المزيد من الأميليز Amylase في أفواهها لتفكيك النشا، إذ صارت الكربوهيدرات جزء مهم من النظم الغذائية الحضرية.

أما الطريقة الأخرى للتعامل مع متطلبات الحياة في المدينة؛ فهي استخدام القدرات العقلية. مثلا، تعلمت الغربان استخدام أكياس سلة المهملات كأداة، والعمل في أزواج لسحبها إلى الأعلى من صناديق القمامة للحصول على الطعام بداخلها. بالفعل، فإن العدد الأكبر من الأنواع التي تزدهر في المدن هي تلك التي تتمتع بذكاء إبداعي، مثل طائر الغداف Rooks، والغراب المألوف Crows، والبوم، والقيق Jay، والببغاوات في المناطق الاستوائية – كما أوضح فيران سايول Ferran Sayol، يعمل الآن في جامعة يونيفرسيتي كوليدج لندن University College London، الذي درس حجم الدماغ (علامة ذكاء) في 629 نوعاً من الطيور في 29 مدينة.

وإذا نظرنا إلى المستقبل، يجب أن نتوقع من المدن تفضيل الأنواع ذات العقول الأكبر والأكثر إبداعاً، ولكن هذه ليست الطريقة الوحيدة للازدهار في العالم الحضري. يُظهر بحث سايول أيضاً أن الأنواع ذات العقول الصغيرة، مثل الحمام والطيور، يمكن أن تكون ناجحة جداً في البيئات الحضرية بتفريخ أعداد كبيرة من الكتاكيت، لأن كثير منها لا يعيش. ولما كانت الظروف في المدن متغيرة، فإن إحدى طرق التعامل مع هذا التباين هو أن تكون ذكياً وتختار اختيارات مختلفة في ظل ظروف مختلفة. الطريقة الأخرى هي إنجاب الكثير من الذرية وتأمل أن القليل منهم، بالمصادة، ستنجو وتبقى على قيد الحياة.

ولكنَّ السمات الأكثر توقعاً للتطور الحضري (على الأقل في المستقبل القريب) ليست أمورا رائعة وخلابة. إنها لا تتعلق بسمات المدن الشبيهة بالجزيرة، بل تتعلق بالضغوط الانتخابية (الانتقائية) السائدة Dominant selective pressures – العوامل التي تقتل. في المدن، البشر هم العامل الرئيسي، ويتمثل ذلك في أغلب الأحيان بفعل استخدام المبيدات الحيوية الكيميائية. وردّاً على ذلك، طورت الصراصير الألمانية التي تعيش في المباني حيث يستخدم طُعم الصراصير السكري عدم اهتمام بالسكر؛ ونتيجة لذلك تبتعد دون أن تتأثر بطعومنا. وفي الوقت نفسه، طور البق والذباب والصراصير الألمانية والبعوض المنزلي والعديد من الأنواع الأخرى مقاومة للمبيدات الحشرية، ومن ثم يصعب السيطرة عليها.

يمكن أن يعني هذا النوع من الضغط التطوري Evolutionary pressure عواقب جوهرية لانتشار الأمراض. مثلا، يبدو أن مجموعتين حضريتين من نوعين من البعوض الحامل للملاريا تبتعدان عن الريف، ربما بسبب الانتخاب المتأثر بالمبيدات الحشرية المستخدمة على حشرات المدينة. وهذا التطور ليس مرئياً – مثلا مقارنة بالتغيرات في منقار حسون- ومع ذلك لا يزال مقياساً للقوة الرائعة للانتخاب الطبيعي.

مهدت المدن الطريق لتجربة تطورية غير عادية تتكشف في كل مكان من حولنا. ومن المؤكد أن الأنواع المعنية تميل إلى أن تكون من الأنواع التي تأكل فضلاتنا أو حتى تعيش على أجسادنا، وقد جاء ازدهارها على حساب فقدان الآلاف من أنواع الطيور والفراشات والثدييات والنحل بسبب فقدان الموائل. ومع ذلك، فإن كل منها هو مظهر من مظاهر العمل المتواصل للانتخاب الطبيعي، وهو تذكير بأنه على الرغم من اعتداءاتنا على الأرض، فإن عملية الحياة تستمر.

بقلم روب دون

ترجمة د. ليلى الموسوي

 .2022, New Scientist, Distributed by Tribune Content Agency LLC©