公民科学沙龙是 Discover 和 SciStarter.org 的合作项目。
1902年，美国和加拿大之间达成了一项国际贸易协定。史密森尼学会国家动物园（位于华盛顿特区）的负责人弗兰克·贝克为此协定工作了一段时间。在1900年寄给加拿大安大略省几个地址的一封信中，贝克解释说他“非常希望为国家动物园获得”一种特殊的动物，并正在寻找能够“提供这些动物”的联系人。随后，在1902年提交给美国国会的报告中，史密森尼学会秘书塞缪尔·兰利证实，有八只目标动物从安大略省伊利湖畔的朗多公园（Rondeau Park）获得，以换取了一些华盛顿特区的动物。弗兰克·贝克如此渴望的是什么？什么动物可以在加拿大安大略省找到，但在南方350英里远的华盛顿特区却缺失？当然是松鼠。但不是普通的松鼠。是黑色的松鼠。
如果您今天参观华盛顿特区，很容易就能发现黑色的松鼠。它们很可能都是从加拿大引进的松鼠的后代。
然而，如果您询问北美东部其他地区的居民关于松鼠的颜色，他们的回答将取决于他们居住的地方。美国东北部或加拿大东南部农村或郊区居民可能会说松鼠是灰色的。事实上，该物种（Sciurus carolinensis）的官方通用名称是东部灰松鼠。但是，如果您与住在多伦多或底特律的人交谈，他们很可能会告诉您，大多数松鼠是黑色的，也有一些是灰色的。如果您能乘坐时间机器回到200年前美国东北部的原始森林中，您很可能会发现大多数松鼠是黑色的。
为什么会有黑色的松鼠？
东部灰松鼠的灰色和黑色两种形态（或版本）是简单的遗传变异。对于黑色品种，一种叫做黑变病（melanism）的现象增加了它们皮毛中的黑色素。由于毛色是遗传的，任何形态发生率随时间或城市之间的变化都可能是生物进化的结果。但为什么会出现这些毛色变化呢？这就是我们试图通过公民科学家来回答的问题。吉布斯最初对松鼠的毛色产生兴趣，是因为他工作所在的纽约州锡拉丘兹市有大量黑松鼠种群，而在城市外的乡村森林中，黑松鼠却非常少。
科学家将沿环境梯度发生的性状变化称为“梯度”（cline）。为了检验松鼠黑变病梯度是否在多个城市的城市化梯度中普遍存在，我们开发了一个名为SquirrelMapper的松鼠追踪公民科学项目。
SquirrelMapper允许世界各地的人们将带有位置信息的松鼠照片提交到iNaturalist，这是一个流行的移动应用程序，拥有超过5600万个各种生物的观察记录。到目前为止，用户已经提交了超过75,000条东部灰松鼠的观察记录，每条记录都经过其他用户的审核，以确保物种鉴定正确。然后，这些照片会被导入Zooniverse，这是另一个公民科学平台，允许人们通过对照片进行分类来参与研究。至少有10人将每只松鼠的毛色分类为“灰色”、“黑色”、“其他”（例如，罕见的白色形态）或“不确定”。超过35,000人通过SquirrelMapper协助观察和分类了松鼠的毛色。数据会分批上传供用户审核。但即使每张图片都经过了10次以上检查，用户仍然可以对旧图片中的松鼠进行分类，以帮助提高结果的准确性。
分析完成后，SquirrelMapper会将这些观察结果绘制出来，显示不同形态的松鼠分布在哪里。有趣的是，结果证实了科森蒂诺和吉布斯的猜测，即黑色的松鼠在城市中最常见。例如，在华盛顿特区周边农村地区，黑色的松鼠非常罕见，但在城市的一些区域，它们却能占到松鼠总数的40%左右。结果还证实了其他一些模式，例如黑色松鼠在寒冷的北方纬度地区更常见。
（图片来源：Project Squirrel）
Project Squirrel
追踪城市松鼠
我们的团队现正进行一项由美国国家科学基金会资助的新项目，以更深入地了解为什么黑色的松鼠在城市中最常见，而在乡村森林中却更稀少。我们的假设是，森林和城市不断变化的环境条件正在影响每种形态在这些栖息地的生存能力。
例如，在几百年前，当黑色的松鼠在森林中很常见时，这些生态系统是“原始森林”，提供了茂密、黑暗的环境。然而，大约200年前，欧洲定居者砍伐了北美洲的原始森林。现在，几乎整个地区都生长着茂密的、重新生成的年轻森林，这些森林更加开阔，视觉上更简单。
因此，黑色的松鼠在黑暗的原始森林中可能比在今天景观中颜色较浅的年轻森林背景下更容易被捕食者和猎人发现，而它们可能更容易被看到，因为在颜色较浅的年轻森林中，它们很容易被发现。
为了检验这一假设，我们正在开发一款名为“Squirrel Finder”的隐藏物体游戏。游戏的目标是测量人们在不同环境中检测每种颜色形态的速度。游戏早期数据显示，在年轻森林中比在原始森林中更容易发现黑色的松鼠。
该游戏还表明，人们在道路上检测到黑色松鼠的速度比灰色松鼠更快。汽车是城市松鼠面临的最大威胁之一，这些结果表明，司机可能更容易避开黑色的松鼠而不是灰色的松鼠，因为黑色的松鼠在道路上更容易被看见。
除了邀请公众参与项目，我们还与纽约州科学教师大师合作，将SquirrelMapper活动纳入他们的K-12课程，让学生们能够研究“校园进化”。
城市化如何驱动进化
1902年被带到华盛顿特区史密森尼学会国家动物园的黑色松鼠的后代至今仍然繁盛，而美国和加拿大其他地区小范围内的黑色松鼠种群也同样如此。它们为何能生存的原因尚不清楚，但我们的团队认为，这种无处不在的松鼠可能在不经意间揭示了不断变化的森林和城市化如何引起进化的秘密。
城市是全球一半以上人口的家园，不断增长的城市化仍在改变环境。从松鼠身上获得的知识可以帮助我们理解其他生物如何应对城市化和其他形式的环境变化，以及我们如何规划更可持续、生物多样性更丰富的环境。公民科学将继续是研究这些问题的关键部分，您的贡献可以产生影响。
要开始，请访问SciStarter上的SquirrelMapper项目附属页面。创建账户后，在“信息与设置”下添加您的Zooniverse或iNaturalist用户名，即可通过您的SciStarter仪表板获得参与积分。
Brielle Fischman是霍巴特和威廉·史密斯学院（Hobart and William Smith Colleges）入门实验室主任。Bradley Cosentino是霍巴特和威廉·史密斯学院生物学副教授。James Gibbs是纽约州立大学（SUNY）环境科学与林业学院（College of Environmental Science and Forestry）脊椎动物保护生物学教授。
