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《科学画报》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

由中国科学社于1933年8月创刊,距今已有80年的历史。《科学画报》在80年的办刊历程中,形成了通俗生动、图文并茂地介绍最新科技知识,形式多样地普及科学技术的特点,对提高广大群众的科学水平,启发青年爱好科学、投身科学事业起了很大的作用,当今的不少著名学者、教授、科学家,青少年时代都曾受到它的熏陶和启发。

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当达尔文遇见加拉帕戈斯群岛

2019-08-12 23:12:00

  提到进化论,我们首先会想到伟大的英国生物学家达尔文。达尔文能提出生命演化理论,离不开他最重要的一段人生经历,那就是长达五年的环球航行。而在其中,重中之重的故事就发生在如今已经威名遐迩的加拉帕戈斯群岛。正是在那里,达尔文终于与上帝说分手,曾经自以为是万物之灵的人类,也从此走下神坛,意识到自己不过是演化故事中的一个角色而已。

  达尔文的成长岁月

  达尔文最终能提出生命演化理论,也跟他从小到大的成长经历密切相关。达尔文出生于1809年,从小衣食无忧。他外公名叫乔赛亚·韦奇伍德,是英国最早最著名的古瓷业传人之一。达尔文的祖父叫伊拉斯谟斯·达尔文,是个诗人,也是个自然科学研究者。达尔文的父亲查尔斯·达尔文,是一位医生。怀着子承父业的期待,他先后送达尔文的哥哥和达尔文到爱丁堡大学学医,希望兄弟俩也成为医生。但从小喜爱在大自然中游走的达尔文不喜欢这样的安排。

  当达尔文来到爱丁堡大学的医学院后,他发现自己对医学实在厌倦,反而把更多的时间花在生物学上。正是在那时,他接触到了法国科学家拉马克的演化思想,并得知自己的祖父也曾撰写过一些关于生物演化的推断。达尔文在医学院待了两年多,最终还是退了学。但他的父亲又安排他去剑桥大学学神学。和之前一样,达尔文在剑桥仍然心向生物学,而且受到剑桥大学的动物学家亨斯洛的赞赏和帮助。比起医生和牧师,他更想成为一个博物学家。

  “小猎犬”号的环球航行

  1831年,当22岁的达尔文从剑桥毕业时,亨斯洛恰巧得知,有一艘名为“小猎犬”号的考察船要远行,时年26岁的船长费茨罗伊希望招募一名谈得来的随船博物学家。于是,亨斯洛向费茨罗伊推荐了达尔文。

  1831年12月27号,“小猎犬”号从英国普利茅斯启航,达尔文如愿开启了他的科学考察之旅。他带了几本书陪伴自己,其中就有英国地质学家莱尔的《地质学原理》。莱尔在《地质学原理》中说,地球面貌可能经过很多次演变而非一成不变,这让达尔文陷入深深的思考:自然界中的万千生命,会不会也是经由演化而来?

  “小猎犬”号最主要的目的地是南美洲沿岸。1835年10月,达尔文随“小猎犬”号来到加拉帕戈斯群岛。虽然仅停留了一个月多一点的时间,这短暂的旅程却对他产生了很大的影响。

  由象龟引发的思考

  加拉帕戈斯群岛的官方名字是科隆群岛,但当地人更喜欢沿用它最初的名字,称呼它为加拉帕戈斯群岛。16世纪西班牙航海家最早发现这片群岛时,就给它取名“加拉帕戈斯”,这个词在西班牙语中是陆龟的意思。既然岛的名字就来源于龟,那么,如果要在众多奇异生物中选出一位“代言人”,就一定非加拉帕戈斯象龟莫属了。

  加拉帕戈斯象龟是现存体形最大的陆龟类群。达尔文刚一登岛就发现,象龟简直是往来船只补给的最佳食物来源!巨大的龟类在航行中不用怎么费心喂食,就能够长期生存。它们可以在没有水的情况下,仅凭体内的脂肪维持生命6个多月。所以对于远洋航行的水手来说,这些象龟完全就是一只只天然的大型肉罐头。好在那个年代,加拉帕戈斯群岛上象龟的数量估有数十万只之多,尽管被吃掉不少,岛上依然有众多的巨大象龟横行。

  达尔文发现,分布在不同岛屿上的象龟形态差别很大,尤其是龟壳形状各异。形态的差别与不同岛屿的生态环境的差别有什么联系呢?有没有一种可能:这些不同形态的出现是为了适应不同的生态环境,或者说,是不同的自然条件选择了不同的形态特征?这是达尔文关于演化的最初灵感。

  曾被忽略的达尔文雀

  除了象龟,加拉帕戈斯群岛的明星物种还有达尔文雀。

  达尔文雀一点都不怕人,所以如果来到加拉帕戈斯群岛,很容易就能看到这类雀鸟,甚至捕到它们——想必这就是当年达尔文能采集到多达70号达尔文雀标本的原因吧?

  目前,大多数科学家认定达尔文雀共有15种,其中有14种都分布在加拉帕戈斯群岛。加拉帕戈斯群岛可以说是达尔文雀的宝库!但是在当时,可能岛上的好东西实在太多了,达尔文对这类雀鸟并没有很上心。

  达尔文错失的重要线索,被著名鸟类学家古尔德抓住了,他揭示了达尔文雀在演化上的重要意义。其实,达尔文雀并不是土生土长的加拉帕戈斯“岛民”。当达尔文雀的祖先漂洋过海,来到这片世外桃源时,因为这里没有其他种类的小鸟和它们竞争,所以自然选择成了唯一能影响形态分化的原因。也就是说,完全是自然选择,赋予了这些雀鸟的后代不同的喙,从而适应不同的食物和环境。达尔文雀喙部的分化,正是生命演化理论的绝佳例证。

  对于达尔文而言,真正影响他的鸟,不是达尔文雀,而是嘲鸫。相比于种类繁多、差异细微的达尔文雀,在加拉帕戈斯群岛,一共只有4种嘲鸫,而且这4种嘲鸫的分布相互隔离。在加拉帕戈斯群岛,正是象龟和嘲鸫真正启发了达尔文对于演化的思考,从而有了之后一系列故事。

  演化试验场

  1836年,“小猎犬”号的旅程结束,达尔文回到了英国。随后,他就写了一本考察日记——《小猎犬号科学考察记》。这是他的第一本著作。这本书中集结了很多考察见闻、趣闻,以及收集标本的过程。20多年后的1858年7月1日,在英国伦敦一次重要的学术会议上,达尔文发表了他多年的思考和研究。而《物种起源》就是由此次发表的内容扩充而成,并一跃成为科学史上最重要的著作之一。

  作为一片长时间远离人类干扰的世外桃源,加拉帕戈斯群岛就像一个演化试验场,孕育了自己独一无二的自然世界。这一切恰巧在恰当的时间被年轻的达尔文所洞悉,于是,人类真正开始审视演化的力量,这是驱动整个自然界不断变迁、发展的最大力量。

本文来自《科学画报》

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