重返加拉帕戈斯

——正在進化的故事 

　頑固的神創論者不但妄圖否定進化論，而且還要否認進化這一事實，他們閉著眼睛說：“瞧啊，進化根本就不存在！”。那麼，如何觀察到進化呢？一個天文學家如果要瞭解恒星的演化，當然不可能等待上百億年——沒有那麼長壽的天文學家。但是通過觀察許多處於不同演化階段的恒星，還是能夠洞察天體演化的奧秘。生物學家可以通過化石記錄來瞭解生物的進化。當然，更有效的方法是直接觀察進化的過程——或許你認為這是一個非常漫長的過程，沒有哪個進化論生物學家能夠如此耐心和長壽。你錯了，直接觀察進化是完全可能的。普林斯頓大學的格蘭特夫婦對於達爾文雀的研究就是一個很好的例子。

與鳥為伴

　　加拉帕戈斯群島是太平洋赤道附近的一個群島，在厄瓜多爾以西大約1000公里。幾百年前，這個群島還沒有如此出名，甚至很少出現在航海圖上。“加拉帕戈斯”在西班牙語中就是海龜的意思。現在，這個群島簡直是全世界生物學家心中的聖地，因為達爾文曾經在他的環球航行中考察過這個群島。而且，這個群島在很大程度上和他改變世界的科學理論聯繫在一起，那就是進化論。

　　1831年12月，達爾文乘坐英國海軍貝格爾號軍艦開始了為期5年的環球考察。1835年，他來到了加拉帕戈斯群島。在這個群島上，有著各種奇異的生物，例如巨大的海龜、蜥蜴和鳥類。達爾文注意到，加拉帕戈斯群島上每一個島嶼的生物都與眾不同，例如每一個島上海龜殼的花紋和形狀都有差別。達爾文還收集了加拉帕戈斯群島上很多鳥類的標本——一個與世隔絕的群島上居然有很多種外形不同的鳥類，它們的體形、喙以及生活習性的多樣性讓人覺得不可思議。

　　然而，在加拉帕戈斯群島上看到這一切起初並未引起達爾文的高度重視。直到回到倫敦，他才逐漸發現加拉帕戈斯群島上的這些奇形怪狀的鳥兒其實是同一類鳥，它們同屬於雀形目雀科。他甚至後悔沒有更仔細的採集這些鳥類的標本。這種現象促使達爾文思考：它們很可能是源自同一祖先，在加拉帕戈斯群島上漫長的生存過程中逐漸發生了變化。達爾文通過加拉帕戈斯群島上鳥的變種認識到，物種並非永恆不變。這些小鳥在某種程度上促使達爾文產生了生物進化的思想。現在，人們習慣把加拉帕戈斯群島上的這些小鳥稱為達爾文雀。

　　達爾文雀不僅僅是放在博物館中供人們參觀和大發感慨的標本，它們也為研究生物的進化提供了絕好的機會。如果你要實際研究進化，那麼最好找一個理想的實驗場。這塊試驗場與世隔絕，不會有外界的生物進入，從而影響試驗場內部生物的進化。加拉帕戈斯群島正好符合這個條件。它們全都遠離大陸，有人形容，加拉帕戈斯群島的每一個島都是動物們的自然監獄。動物們在島上生老病死，一生都不會離開。

　　1972年，普林斯頓大學的生物學家格蘭特夫婦來到這個著名的群島，他們選擇了其中的一個島嶼——達芙尼島（Daphne Major）作為研究進化的實驗場。這個島荒無人煙，外形看上去就像達爾文曾經研究過的一種生物——藤壺。在那裏，格蘭特夫婦和他們的學生堅持觀測了30年。他們記錄下了島上每一隻達爾文雀，給它們帶上腳環標記，記錄它們的喙與體形，最多的時候他們能分辨出島上2000多隻達爾文雀。

在生死之間

　　格蘭特夫婦觀察到，即使是非常微小的因素，也能影響到達爾文雀的命運。達爾文雀最主要的區別體現在它們的喙和體形上。不同的喙適應不同的食物，例如大而鈍的喙能夠磕開最堅硬的植物種子，反之則適合小種子。當島上的食物源發生變化的時候，鳥喙平均尺寸0.5毫米的偏差就能決定一種達爾文雀命運。自然選擇促使了達爾文雀的外形不斷變化。

　　達芙尼島上主要有兩種達爾文雀，一種是中喙地雀（Geospiza fortis），一種是仙人掌雀（Geospiza scandens）。中喙地雀的喙比較鈍，它們以常綠植物的小種子為食。體形較大的中喙地雀還能吃非常堅硬的蒺藜種子。仙人掌雀的喙更尖，它們食用仙人掌的果實並為仙人掌授粉。仙人掌雀這個名字確實名副其實，因為它們把巢也築在仙人掌上。

　　在4月26日出版的《科學》雜誌上，格蘭特夫婦報告了他們對於達芙尼島上兩種達爾文雀的最新研究成果。他們發現，自然選擇並非改變達爾文雀的唯一力量，兩種達爾文雀之間的雜交也會使它們發生變化。

　　達芙尼島的氣候並非年年相同，例如1977年的席捲加拉帕戈斯群島的拉尼娜現象造成了一場空前的乾旱，島上的小種子消失殆盡，大部分中喙地雀因為失去食物來源而餓死。當然，有一少部分喙較大的中喙地雀是幸運兒，它們的喙又大又鈍，能夠打開堅硬的蒺藜種子由於自然選擇作用，中喙地雀的喙因此平均增大了4%。

　　世事難料，1983年的厄爾尼諾現象又讓加拉帕戈斯群島的降雨量充沛，各種植物變得非常茂盛，遍地都是小種子。命運的天平向反方向傾斜：喙比較大的中喙地雀吃這些小種子反而不如喙較小的中喙地雀有效率。自然選擇又使中原地雀的喙平均縮小了2.5%。

　　自然選擇也影響到了仙人掌雀。1983年的厄爾尼諾現象造成了空前的“洪澇災害”。你知道，這對仙人掌可不是什麼好消息。因此，仙人掌雀的食物來源也受到的影響。這次的幸運兒是那些喙稍鈍的仙人掌雀。它們可使改吃植物的小種子渡過難關。我們也能料想到，這肯定促使仙人掌雀的喙向鈍的方向變化。

　　但是格蘭特夫婦吃驚的發現了一個悖論：在食物危機的自然選擇壓力消失以後，仙人掌雀的喙還是年復一年的變鈍。這似乎是與常理相悖的。

　　最終，他們解決了這個“悖論”。1983年的大雨改變了仙人掌雀種群的性別比，雌性仙人掌雀大量死亡，雄性和雌性的比例甚至達到了五比一。無奈之下，部分雄性仙人掌雀和雌性中喙地雀交配，並產下了具有繁殖能力的後代。通常，兩種達爾文雀之間的結合並不常見，即使這種情況發生，它們產下的後代也不具有繁殖能力。

　　中喙地雀和仙人掌雀的雄性雜交後代學習它們的仙人掌雀父親求偶的歌聲。因此它們也只選擇仙人掌雀作為配偶。最終結果是，（雌性）中喙地雀的基因逐漸滲入了仙人掌雀的基因庫，仙人掌雀的喙因此而變得越來越鈍。這種現象稱作“基因滲入”。

正在發生的進化

　　這一研究成果引起了生物學家的關注。因為這種現象很難在自然界的其他地方觀察到，只有加拉帕戈斯群島與世隔絕的環境下，經過長期而細緻的研究才能揭示出其中的奧秘。

　　格蘭特夫婦認為，這一研究成果表明，獲得外來基因的物種可能更能適應環境的變化。同時，這種基因滲入現象也表明物種之間的隔離並沒有人們認為的那麼嚴密。

　　發生在加拉帕戈斯群島上的進化故事正在、並且必將繼續下去。格蘭特夫婦的研究說明，短期的進化預報是可能的，但是長期預報就不太可能。氣候的不確定性、兩種生物之間基因的滲透都可能改變它們的命運。

　　在達爾文時代，加拉帕戈斯群島上一共有13種達爾文雀。那麼，若干年之後仙人掌雀會不會變得越來越像中喙地雀，從而消失在中喙地雀種群之中？彼得·格蘭特說：“我認為這種融合現在就在進行中。”