陳朝
《鳥喙》的故事發生在加拉帕格斯群島,官方名叫科隆群島,是太平洋上的火山群島,位於赤道附近,屬於厄瓜多。這些小島在地圖上並不起眼,然而這座島上的野生動物卻引人注目:象龜、鬣蜥、藍腳鰹鳥、豐富的海洋生物……地雀算是最常見的了,但細緻觀察就會發現,這些長相平凡的小鳥也有神奇之處。它們的鳥喙形態各異,各司其職,有的以仙人掌為生,吃種子、喝花蜜;有的能撕開植物的外皮,吃嫩枝;有的以鬣蜥身上的寄生蟲為食;有的則會啄傷鰹鳥吸食血液。如果我們把標準放得寬些,這些小島上的生態簡直就是布朗寧的詩歌:「上帝居於天堂,一切盡善盡美」。
1835 年,查爾斯·達爾文跟隨小獵犬號旅行到達了這座小島,採集了大量標本。他注意到,地雀的喙呈現出層次性,在研究筆記中,達爾文認為這些地雀可能是分布在各個島嶼。一個想法呼之欲出:這些地雀有一個共同的祖先,後來才演變成不同種類。這一想法後來變成了一本巨著《物種起源》。近150年後,喬納生·威諾跟隨一組科學家:彼得·格蘭特和羅斯瑪麗·格蘭特夫婦等人,參與了對地雀的研究,在1994 年寫成了一本普立茲獎獲獎作品《鳥喙》。
格蘭特夫婦是傳奇式的科學家,他們大半生都和一種生物打交道,就是加拉帕格斯群島的地雀。1973 年他們第一次登島,隨行的有他們的研究生和兩個女兒。此後將近二十年,他們的研究都圍繞地雀進行。他們的女兒在火山島上度過童年,和他們同往的研究生和助手換了一批又一批。他們經歷了大旱和洪災,觀察到了之前難以想像的鳥類變化。
一切還要從達爾文說起。達爾文1859 年發表《物種起源》,在他一生研究的大量生物中,很難講觀察地雀和演化論的直接關係有多大。然而演化論帶來了一種迫切感,支持這種理論的學者需要進一步的實證證據,更多數據以及細節。地雀是理想的觀察對象,在面積不大的島嶼上,分布著多種習性不同的地雀。他們多種多樣的形態,尤其是鳥喙的形態,真的如演化論的預言,是自然選擇的結果麼?二十世紀以來,已經有很多生物學家前來研究。然而,沒有人像格蘭特夫婦一樣,呆了那麼長時間。
格蘭特等科學家研究的達芬·梅傑島就是一座無人島,他們劃分出小塊土地,收集一塊地上所有地雀的食物,估算島上的食物總量。他們儘可能給所有地雀帶上腳環,記錄下它們每一代的親緣關係,再用卡尺測量它們的身體構造,尤其是鳥喙的長、寬、深等數據。他們甚至用一個類似握力計的東西計算那些堅硬的果實,測算鳥類啄開果子吃到種子需要消耗的能量。這些地雀也許是家譜最為詳盡的野外生物了,幾年過去,科學家甚至能看看腳環就說出他們的繁育情況。
1977年是少雨的一年,島上地雀的生存受到很大威脅。這只是一場大旱災的開始。之後一段時間,很多地雀被餓死,連過去地雀不願意吃的蒺藜也都被咬開。這時,鳥喙的差異開始表現為優勢和劣勢,那些體型小、鳥喙小的地雀很難獲取足夠的食物。在平時,這些地雀獲取的食物不同,一旦食物緊缺,易於獲得的食物最先被吃光。剩下的果實太硬,消耗很多能量才能吃到。對於小鳥,甚至根本無法啄開。在旱災結束後,地雀鳥喙的平均大小增加了,那些鳥喙太小的地雀死亡率要高很多。格蘭特根據數據發現,生存和死亡可能只有0.5毫米的距離,小一點的鳥喙就意味著被淘汰。
然而自然的力量如此反覆無常。1982年,厄爾尼諾現象發生,巨量的降水來臨。地雀瘋狂的繁殖,科學家剛剛為一窩幼鳥帶上腳環,幾個月後再次登島就發現這些出生第一年的小鳥開始孵蛋了。這場狂歡帶來的不一定是喜劇。地雀吃下了太多食物,超過了島嶼植物生產的速度。很快,澇災帶來了另一種饑荒。這一次,自然選擇的力量「偏愛」體型小的地雀。小種子的數量多過大種子,體型大、鳥喙大的鳥類卻很難處理這些小種子。雨量帶來的繁殖熱潮最終首先殺死了那些體型較大的鳥。
這些數據向人們揭示了之前從未證實的演化細節:速度。我們接受的教育往往認為新物種的誕生需要成千上萬年。撇開這一含糊其辭的說法,有些學者通過化石證據,認為演化導致身體變化的速度是以百萬年為單位的。而格蘭特等人的研究卻揭示,在短短十幾年的時間裡,地雀的體型經歷了一次拉鋸,一些細小的鳥喙差異就能改變生死,就能決定誰的基因留傳下去。對於演化論這幅巨作,鳥喙的研究又填補了一塊重要的色塊。在格蘭特等人的眼皮底下,自然選擇發生著作用。大約八百萬年前,火山活動讓群島浮出海面。然後仙人掌、鬣蜥、地雀的祖先因為意外來到這裡。之後,人類目睹的這種力量讓這些地雀演化成了多種多樣的類型。《鳥喙》的結語寫到:「達爾文雀仍將嚴守與達爾文的群島籤訂的契約,一堆堆石頭仍將是見證人」。然而,見證人不僅有石頭。二十年間,一群科學家用他們嚴謹而翔實的數據,同樣見證了演化的力量,見證了一種最精巧、最美的學說獲得了新的證明。人類是自己的見證人。陳朝/文
《鳥喙》
【英】喬納生·威諾
王曉秦 譯
人民郵電出版社
陳朝/文
《鳥喙》的故事發生在加拉帕格斯群島,官方名叫科隆群島,是太平洋上的火山群島,位於赤道附近,屬於厄瓜多。這些小島在地圖上並不起眼,然而這座島上的野生動物卻引人注目:象龜、鬣蜥、藍腳鰹鳥、豐富的海洋生物……地雀算是最常見的了,但細緻觀察就會發現,這些長相平凡的小鳥也有神奇之處。它們的鳥喙形態各異,各司其職,有的以仙人掌為生,吃種子、喝花蜜;有的能撕開植物的外皮,吃嫩枝;有的以鬣蜥身上的寄生蟲為食;有的則會啄傷鰹鳥吸食血液。如果我們把標準放得寬些,這些小島上的生態簡直就是布朗寧的詩歌:「上帝居於天堂,一切盡善盡美」。
1835年,查爾斯·達爾文跟隨小獵犬號旅行到達了這座小島,採集了大量標本。他注意到,地雀的喙呈現出層次性,在研究筆記中,達爾文認為這些地雀可能是分布在各個島嶼。一個想法呼之欲出:這些地雀有一個共同的祖先,後來才演變成不同種類。這一想法後來變成了一本巨著《物種起源》。近150年後,喬納生·威諾跟隨一組科學家:彼得·格蘭特和羅斯瑪麗·格蘭特夫婦等人,參與了對地雀的研究,在1994 年寫成了一本普立茲獎獲獎作品《鳥喙》。
格蘭特夫婦是傳奇式的科學家,他們大半生都和一種生物打交道,就是加拉帕格斯群島的地雀。1973 年他們第一次登島,隨行的有他們的研究生和兩個女兒。此後將近二十年,他們的研究都圍繞地雀進行。他們的女兒在火山島上度過童年,和他們同往的研究生和助手換了一批又一批。他們經歷了大旱和洪災,觀察到了之前難以想像的鳥類變化。
一切還要從達爾文說起。達爾文1859 年發表《物種起源》,在他一生研究的大量生物中,很難講觀察地雀和演化論的直接關係有多大。然而演化論帶來了一種迫切感,支持這種理論的學者需要進一步的實證證據,更多數據以及細節。地雀是理想的觀察對象,在面積不大的島嶼上,分布著多種習性不同的地雀。他們多種多樣的形態,尤其是鳥喙的形態,真的如演化論的預言,是自然選擇的結果麼?二十世紀以來,已經有很多生物學家前來研究。然而,沒有人像格蘭特夫婦一樣,呆了那麼長時間。
格蘭特等科學家研究的達芬·梅傑島就是一座無人島,他們劃分出小塊土地,收集一塊地上所有地雀的食物,估算島上的食物總量。他們儘可能給所有地雀帶上腳環,記錄下它們每一代的親緣關係,再用卡尺測量它們的身體構造,尤其是鳥喙的長、寬、深等數據。他們甚至用一個類似握力計的東西計算那些堅硬的果實,測算鳥類啄開果子吃到種子需要消耗的能量。這些地雀也許是家譜最為詳盡的野外生物了,幾年過去,科學家甚至能看看腳環就說出他們的繁育情況。
1977年是少雨的一年,島上地雀的生存受到很大威脅。這只是一場大旱災的開始。之後一段時間,很多地雀被餓死,連過去地雀不願意吃的蒺藜也都被咬開。這時,鳥喙的差異開始表現為優勢和劣勢,那些體型小、鳥喙小的地雀很難獲取足夠的食物。在平時,這些地雀獲取的食物不同,一旦食物緊缺,易於獲得的食物最先被吃光。剩下的果實太硬,消耗很多能量才能吃到。對於小鳥,甚至根本無法啄開。在旱災結束後,地雀鳥喙的平均大小增加了,那些鳥喙太小的地雀死亡率要高很多。格蘭特根據數據發現,生存和死亡可能只有0.5毫米的距離,小一點的鳥喙就意味著被淘汰。
然而自然的力量如此反覆無常。1982年,厄爾尼諾現象發生,巨量的降水來臨。地雀瘋狂的繁殖,科學家剛剛為一窩幼鳥帶上腳環,幾個月後再次登島就發現這些出生第一年的小鳥開始孵蛋了。這場狂歡帶來的不一定是喜劇。地雀吃下了太多食物,超過了島嶼植物生產的速度。很快,澇災帶來了另一種饑荒。這一次,自然選擇的力量「偏愛」體型小的地雀。小種子的數量多過大種子,體型大、鳥喙大的鳥類卻很難處理這些小種子。雨量帶來的繁殖熱潮最終首先殺死了那些體型較大的鳥。
這些數據向人們揭示了之前從未證實的演化細節:速度。我們接受的教育往往認為新物種的誕生需要成千上萬年。撇開這一含糊其辭的說法,有些學者通過化石證據,認為演化導致身體變化的速度是以百萬年為單位的。而格蘭特等人的研究卻揭示,在短短十幾年的時間裡,地雀的體型經歷了一次拉鋸,一些細小的鳥喙差異就能改變生死,就能決定誰的基因留傳下去。對於演化論這幅巨作,鳥喙的研究又填補了一塊重要的色塊。在格蘭特等人的眼皮底下,自然選擇發生著作用。大約八百萬年前,火山活動讓群島浮出海面。然後仙人掌、鬣蜥、地雀的祖先因為意外來到這裡。之後,人類目睹的這種力量讓這些地雀演化成了多種多樣的類型。《鳥喙》的結語寫到:「達爾文雀仍將嚴守與達爾文的群島籤訂的契約,一堆堆石頭仍將是見證人」。然而,見證人不僅有石頭。二十年間,一群科學家用他們嚴謹而翔實的數據,同樣見證了演化的力量,見證了一種最精巧、最美的學說獲得了新的證明。人類是自己的見證人。