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当鸡野化之后——重新思考野生的定义

知识分子<更多内容2017-02-06 07:31:21

Ewen Callaway/Nature

夏威夷考艾岛的野鸡

为研究

家养动物野化之后会发生什么

提供了独特的机会

撰文 | Ewen Callaway

翻译 | Nature自然科研


● ● ●

“别直视它们,”在夏威夷考艾岛欧帕卡阿瀑布一处观景点的停车场,Rie Henriksen轻声说,“要不然它们会起疑心的。”这位神经科学家所说的“它们”是十几只在几米开外踱着步的鸡。它们完全有理由不信任Henriksen和她的同事——来自瑞典林雪平大学的演化遗传学家Dominic Wright。他们带着捕捉器、无人机、热成像相机和移动分子生物学实验设备,专程来到夏威夷研究它们。

两位科学家努力在租来的车旁装得轻松随意,这时一只羽色黑中带绿、富有光泽的母鸡沿着路面上的鸡食一路啄食,走到了捕捉器跟前。Wright拉了拉一根系在他的大脚趾上的线,一张弹簧网兜就罩住了这只母鸡。在一阵不知所措的沉默之后,它愤怒地咯咯大叫了起来。然而这个方法并不是一次成功的(开篇图中的那只鸡就逃脱了)。

和考艾岛上的许多地方一样,欧帕卡阿瀑布到处都是野鸡——这些自由游荡的野鸡祖上既有为超市产蛋产肉的家鸡品种,也与几百年前引入夏威夷的一支更为古老的世系有亲缘关系。

这些现代杂交鸡几乎占据了考艾岛的每一个角落,从崎岖的裂谷到肯德基快餐店的停车场都有它们的踪影。它们已经走入了当地的传说和文化,居民们对它们既爱又恨。但生物学家却将这些野鸡视为一项几乎不可能发生的演化实验——家鸡变野之后会发生什么?

驯化过程塑造了动物和它们的基因组,使它们可以在人类环境中繁荣生长。保障野外生存的性状往往让位于对人类有利的属性,比如温顺的性格和快速生长。表面上,野化似乎就是驯化的“倒带”。但进一步的研究表明,考艾岛野鸡正在演化为一个与它们的野生祖先相当不同的变种,获得了一些反映它们野生过去的性状,但也保留了一些人类选择的特性。在这种意义上,它们与其它逃脱人类圈养、在野外兴盛繁衍的家养动物种群(包括狗、猪和绵羊)非常接近。

一些演化生物学家希望能通过研究野化动物理解家养动物与它们的基因是如何对自然压力作出反应的。这类研究还有助于解答棘手的保护问题,比如这些动物对本地物种有何影响,是否需要控制它们,如果需要,又该怎样控制。

考艾岛野鸡的自然演化历史使得它们成为了一个重要的测试案例。“当地人与鸡的关系非常复杂,”密歇根州立大学凯洛格生物研究站的演化生态学家Eben Gering表示,他也在考艾岛上与Henriksen和Wright一同工作。“一些人想让这些鸡彻底消失,另一些人则认为它们是当地文化不可或缺的一部分。”

大风吹来的野鸡

大约一千年前,首先在夏威夷群岛上定居的波利尼西亚水手带来了再造文明的必需品,跨海越洋而来的有芋头、甘薯和椰子等作物,家犬和家猪,当然也有他们珍贵的家鸡。

波利尼西亚人的家禽可能与为今天的人们提供了大量蛋白质的家鸡并没有多少相似之处。考古学和遗传学证据表明,波利尼西亚鸡更像所有现代家鸡的祖先红原鸡(Gallus gallus)——一种性情机警的小型禽类,至今仍在东南亚的森林中游荡。

到了库克船长在考艾岛南部的怀梅阿登陆的1778年,这些波利尼西亚鸡在本质上已经野化了,它们在当地的夏威夷村落和附近的森林中自由游荡。后来,来自欧洲和美国的定居者在夏威夷引入了猫鼬等捕食者,它们对各种鸟类都造成了巨大打击。除了从未引入过捕食者的考艾岛和邻近的尼豪岛,夏威夷的波利尼西亚鸡都销声匿迹了。

野鸡在考艾岛上繁衍兴盛。虽然人们并没有精确追踪过,但是许多居民都认为岛上鸡的数量在1982年和1992年的飓风后出现了激增:飓风将家鸡从人们的后院吹进了森林里,它们在那里遇到了波利尼西亚鸡的后代。

Gering说,这两个种群间的杂交可能导致了鸡的数量增长。2013年,在他第一次来到考艾岛考察时,他和Wright注意到,他们遇到的许多野鸡除了拥有在野生种群中常见的深色羽毛外,也长有在现代家养品种中常见的白色羽毛。许多野鸡的腿是黄色的(红原鸡的腿是灰色的),其中一些公鸡的打鸣声听起来与家养公鸡拖长的“喔喔喔”声十分相像,而与红原鸡短促的啼声不同。

提取自23只野鸡的DNA揭示了家鸡基因渗透的程度。考艾岛野鸡的核基因组似乎混合了接近红原鸡的波利尼西亚鸡和家鸡的基因,而它们从母系遗传的线粒体标记物则能追溯到欧洲和太平洋地区的家鸡。Gering和Wright认为,现在游荡在考艾岛的野鸡属于同一个杂交种群,既有来自现代家鸡的性状,也有古老原鸡的特征。

在一项未发表的研究中,他们从野鸡的基因组中找到了种群内差异很小的DNA片段。这种同质性意味着某个基因不久前在种群中激增,有可能是因为它带来的优势。如果野化是驯化的“倒带”,那么,这种“选择性清除”就有可能出现在将家鸡与红原鸡区分开来的DNA序列附近。相反,研究者发现,考艾岛野鸡演变最快的基因大多都不是人们认为与现代驯化有关的基因。

在一些情况下,来自波利尼西亚鸡的基因有助于杂交野鸡适应考艾岛的环境。举例来说,人们繁育出的现代家鸡不会抱窝(这样更容易收集鸡蛋),但在野外,这种性状却会将未孵化的小鸡置于危险之中。Wright和Gering发现,考艾岛野鸡拥有与抱窝相关的红原鸡基因变异。

但一些来自驯化的基因在野外似乎也不无作用。举例来说,家鸡的一个与生长速度和繁殖率上升相关的变异就仍然存在于考艾岛的野鸡种群中,虽然成年野鸡的平均体重只有一月龄肉鸡的一半。

鸡与蛋

“这只鸡健康极了,”Wright如此评价他和Henriksen在欧帕卡阿瀑布捕获的那只母鸡,“它的羽毛很完美。”在考艾岛一间出租屋的地下室里,他们建起了一个临时实验室,在那里,他们为母鸡拍照、抽血,然后将它杀死并准备解剖。Wright从母鸡巴西坚果大小的大脑开始入手。

他们未发表的研究结果显示,家鸡的大脑-身体比例比红原鸡更小,而且结构也有差异。团队希望能识别出造成这种变化,以及家鸡视觉处理系统衰退等其它变化的基因。野外生活也改变了野鸡的生殖系统。家鸡几乎每天都会下蛋,但季节性繁殖能让野鸡重新分配投入到鸡蛋中的矿物质(这些矿物质来自骨头中的海绵组织),从而让它们的骨骼更强韧。研究者抽样检验了这只母鸡的股骨,发现它的卵巢中没有卵泡,这可能是季节性繁殖的标志。

一直以来,科学家对野化的关注都远远少于驯化(在1859年的《物种起源》中,达尔文就在第一章提到了驯化),但在世界各地,家养型和野生型之间的基因交换已经持续了数千年之久。在苏格兰外赫布里底群岛的圣基尔达岛上,有一个最长可能已经生活了4000年之久的野生绵羊种群,它们从约150年前繁育出的现代家养绵羊那里获得了决定毛色的有益等位基因。2009年发表在《科学》期刊上的一项研究发现,美国黄石国家公园的一些野生狼携带了家犬与暗色皮毛有关的基因,这种基因表现出了正选择的特点,可能有助于来自北极的狼群适应森林环境。“人们或许会认为(适应驯养动物)在农场和人类家中生活的基因在野外毫无用处,但事情并不一定是这样的。”哈佛大学的演化生态学家Jonathan Losos表示。

就像考艾岛的野鸡一样,其它野化动物,比如澳洲野犬和世界各地的城市野鸽并没有演化回到野生祖先的状态——即便一些性状可能趋向这一方向发展。

和家鸡一样,其它驯化动物的大脑-身体比例往往比野生种群更小。与处理视觉、声音和气味等事物有关的脑区退化最为严重,这或许是因为人类将动物培育得更加温顺、对周围环境的警惕性更低。撒丁岛的野化家猪似乎重新获得了更大的脑容量和高密度的嗅觉神经元,但并没有恢复原本的嗅觉能力:它们的神经元并没有表达一种与其近亲野猪的超常嗅觉有关的蛋白质。

美国国立自然历史博物馆的考古学家Melinda Zeder指出,同样地,野狗、野猫和野化家猪也往往缺乏野生种群的生存能力,仍然需要在人类环境中才能生存下来。举例来说,野狗群并没有组成狼群的复杂等级关系;这种关系使得野狼成了可怕的捕食者。“(野狗群)并没有狼群的那种领导力,只是一帮‘狐朋狗友’在一起瞎混,”牛津大学的演化遗传学家Greger Larson表示,他也是研究考艾岛野猪混杂血统的团队成员之一。

Wright和Henriksen只花了不到一个小时的时间就解剖好了他们抓到的母鸡,并保存了脑、骨、肝和其它组织的样本,以研究基因表达。他们将会利用各种组织中表达的RNA分子,来寻找可能对将这些野鸡与家鸡和红原鸡区分开来的性状产生了影响的基因。Wright和Henriksen很想多增加一些研究样本,因此,当附近的一家农场邀请他们去带走几只鸡时,他们欣然接受了。

啄序

“这些鸡就是祸害,像害虫一样,它们每年都要让我们损失几千美元,”这位(不愿透露姓名的)农场主说。野鸡会抓挠他的果园里的树苗,把树根翻出来,导致果树无法长起来。他开着一辆破旧的豪华轿车,带着大火力空气步枪巡视果园,另外还雇了一个帮手,每杀死1只鸡给5美元。每隔几个月,他就会邀请装备了夜视镜的猎人来趁夜猎鸡。

►考艾岛上的野公鸡。Rich Reid/Natl Geographic Creative

很少有考艾岛人像他一样对野鸡深恶痛绝。在被问到对野鸡的看法时,许多当地人都耸耸肩,表示没什么大不了的。许多游客往往会带着好奇心去看这些野鸡,但是在凌晨三点被几声鸡啼吵醒后,不免产生一点反感。与野鸡有关的商品——明信片、砧板、T恤衫——到处都是。一档备受欢迎的儿童电视节目的主持人名叫“公鸡罗素”,这个节目已经开播将近20年了。

作为外来波利尼西亚鸡的后代,考艾岛野鸡的地位介于本地动植物和肆虐夏威夷这样的岛屿栖息地的侵略物种之间。“它们的情况比单纯的野化家鸡复杂很多,”Gering说。“虽然考艾岛在波利尼西亚人定居之前并没有原鸡,但它们在这个生态系统中的时间还是比家鸡长得多了。”

这些野鸡在自然保护区中被视作“野化家鸡”,享有半官方的保护。但如果它们跑进了已开发区域或私人领地,就会被视作“乱跑的家鸡”,没有任何保护。“当地人可以自由抓捕这些野鸡(如果它们跑进你的私人领地的话),放进锅里煮了吃掉,”夏威夷州的一个政府网站上写道。拥有满满一冰箱野鸡的Gering和Wright正在考虑把它们做成“红酒炖野鸡”。

考艾岛现在或许不乏野鸡,但如果猫鼬被引入岛上,或者政治风向改变的话,它们就有可能面临风险。夏威夷人口最多的岛屿瓦胡岛已经针对(祖先不确定的)野鸡发起了不无争议的筛杀行动。但Gering认为,鉴于考艾岛野鸡的悠久历史和独特的文化地位,对它们开展某种形式的保护是个值得考虑的选项。“在认定保护、管理或筛杀野鸡的重要性之前,我们至少需要先了解它们造成的影响,”他说。研究者想知道有关这种动物的一切,从它们捕食的动植物,到它们对当地景观的影响;Gering希望能在今后的考察中收集相关信息。

考艾岛野鸡并不是唯一一个介于本土物种和外来生物间模糊地带的物种。当人们在十九世纪末首次发现蒙古草原上的普氏野马时,它们被认为是地球上最后一种未被驯化的野马。但2015年的一项基因组研究显示,目前所剩的2100匹左右的野马都携带了大量来自家马的DNA,这项研究还揭示了明显的杂交迹象,它们源自一个始于上世纪40年代的圈养繁殖项目。

一些保护人士将家养动物的基因视为污染物,认为它们玷污了野狼、郊狼,还有原产于东南亚的红原鸡等野生动物的基因组。一些人甚至主张,世界上已经没有“纯种”的红原鸡了。

“野化动物的存在使我们重新思考野生动物与家养动物之间过于简化直接、完全错误的两分分类,”Larson说。

被视作野生动物的物种之所以能够在被人类活动改变越来越大的环境中生存,在一定程度上或许是因为它们携带家养物种的基因。要适应人类塑造的环境,有什么方法比借用人类塑造的动物性状更好呢?

野鸡之家

“喔喔喔——”一个晴朗的秋日早晨,在考艾岛西岸美不胜收的寇基州立公园自然保护区,一只公鸡在茂密森林的掩映下啼叫了起来。附近传来了另一声并不响亮但清晰可辨的打鸣,或许来自一公里开外。

虽然在这个丰饶而偏远的地方总能看到野鸡,但保护区的大多数野鸡都待在很容易得到投喂的停车场和野餐区附近。在考艾岛全境的野鸡中,寇基州立公园的野鸡是最大胆亲人的,人们很难在中央草坪野餐而不引来一两群野鸡的注意。但“如果去追逐它们,这些野鸡就会消失在植被茂密、足有300米深的山谷中,很难赶上它们,”Gering说,“我觉得家鸡是无法做到这一点的。”

公园网站不鼓励游客投喂野鸡,希望这样能减少它们的数量,并降低它们对人类的依赖性。人们之所以有兴趣“重新野化”这些野鸡,可能是因为想使用筛杀以外的方法减少野鸡的数量。或许,这些野鸡完全卸下枷锁、演变成为不那么依赖人类的动物只是个时间问题,但或许永远也不会发生。“现在的野化动物所处的环境生境非常不同,现在的环境带有人类印迹,而它们的祖先生存的时代却没有,”Zeder说。“为什么要期待野化动物重新变回‘高贵的野生动物’呢?”

然而,Wright认为,如果考艾岛野鸡可以不受干涉地生存足够长的时间,它们便有可能成为某种足以被称为野生动物的物种,而不是其祖先红原鸡的翻版——无论“野生”一词究竟有何意义。

英文原题When chickens go wild,链接:http://www.nature.com/news/when-chickens-go-wild-1.19195

Nature 529, 270–273 (21 January 2016)

doi:10.1038/529270a

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制版编辑:邓志英 |

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