世界快看点丨见证人，不只是石头

2022-12-04 08:56:55 来源：科普中国

见证人不只是石头

(资料图片仅供参考)

作者：猫狞科普

《鸟喙》的故事发生在加拉帕格斯群岛，官方名称科隆群岛，是太平洋上的火山群岛，位于赤道附近，属于厄瓜多尔领土。这些小岛在地图上并不起眼，最早的记录已经是1535 年，巴拿马的主教在前往秘鲁时意外漂流至此。然而这座岛上的野生动物却引人注目：象龟、鬣蜥、蓝脚鲣鸟、丰富的海洋生物……地雀算是最常见的动物之一了，但细致观察就会发现，这些长相平凡的小鸟也有神奇之处。它们的鸟喙形态各异，各司其职，有的以仙人掌为生，吃种子、喝花蜜，在仙人掌上筑巢繁殖；有的能撕开植物的外皮，吃嫩枝；有的以鬣蜥身上的寄生虫为食；有的则不太“光彩”，会啄伤鲣鸟吸食血液。好了，如果我们忽略一点不喜欢的因素，这些小岛上的生态简直就是布朗宁的诗歌：“上帝居于天堂，一切尽善尽美”。

然而这座小岛却在在十九世纪迎来了一位不速之客，让我们对小岛的认识彻底改变。查尔斯·达尔文 1835 年跟随小猎犬号旅行时达到了这座群岛，采集了大量的标本。他注意到，地雀的喙呈现出层次性，在研究笔记中，达尔文认为这些地雀可能是分布到各个岛屿的。一个思想已经呼之欲出：这些地雀有一个共同的祖先，后来才演变多种不同的种类。这个思想在后来变成了一本巨著《物种起源》。这个思想在近一百五十年后，改变了另一些人。乔纳生·威诺跟随一组科学家：彼得·格兰特和罗斯玛丽·格兰特夫妇等人参与了对地雀的研究，在 1994 年写成了一本普利策奖获奖作品《鸟喙》。

格兰特夫妇是那种传奇式的科学家，他们的大半生都在和一种生物打交道，就是加拉帕格斯群岛的地雀。1973 年他们第一次登上群岛，随行的有他们的研究生和他们的两个女儿。此后将近二十年，他们的研究都围绕地雀进行。他们的女儿在火山岛上度过童年，和他们同往的研究生和研究助手换了一批又一批。他们经历了大旱和洪灾，观察到了之前难以想象的鸟类变化。

这一切还需要从达尔文说起。影视作品喜欢将一切编写成故事片：达尔文来到岛上看看地雀，像是阿基米德一样大喊“发现了”！回去就著书立说了。然而实际情况远比这个来的复杂。达尔文回到英国后，直到 1859 年才发表《物种起源》。再他一生研究的大量生物中，很难讲观察地雀和演化论的直接关系有多大。然而演化论带来了一种迫切感，支持这种理论的学者需要进一步的实证证据，需要更多数据，更多细节。地雀是理想的观察对象，在面积不大的岛屿上，分布着多种习性不同的地雀。他们多种多样的形态，尤其是鸟喙的形态，真的如演化论的预言，是自然选择的结果么？二十世纪以来，已经有很多生物学家前来研究。然而，没有人像格兰特夫妇一样，呆了那么长时间。

野外工作是辛苦了。例如格兰特等科学家研究的达芬·梅杰岛就是一座无人岛，远望就像一座露出海面的巨岩，岛上的地雀甚至不知道惧怕人类。那些年月，他们费力登上这座小岛，既要观察地雀，也要想办法野外生存。他们划分出土地小块，收集一块地上所有地雀的食物，估算岛上的食物总量。他们尽可能给所有地雀带上脚环（环志），记录下他们每一代的亲缘关系，再用卡尺测量他们的身体构造，尤其是鸟喙的长、宽、深等数据。他们甚至用一个类似握力计的东西计算那些坚硬的果实，测算鸟类啄开果子吃到种子需要消耗的能量。这些地雀也许是家谱最为详尽的野外生物，几年过去，科学家甚至能看看脚环就说出他们的繁育情况。

1977年是少雨的一年，岛上地雀的生存受到很大威胁。这只是一场大旱灾的开始，之后一段时间很多地雀被饿死，连过去地雀不愿意去吃的蒺藜也都被咬开。这时，鸟喙的差异开始表现为优势和劣势，那些体型小、鸟喙小的地雀很难获取足够的食物。在平时，这些地雀获取食物的难易近似，但一旦食物紧缺，易于获得的食物最先被吃光。剩下的果实太硬，消耗很多能量才能吃到。对于小鸟，甚至根本无法啄开。在旱灾结束后，地雀鸟喙的平均大小增加了，那些鸟喙太小的地雀死亡率要高很多。格兰特根据数据发现，生存和死亡可能只有0.5毫米的距离，小一点的鸟喙就意味着被淘汰。

然而自然的力量如此反复无常。1982年，厄尔尼诺现象发生，巨量的降水来临。地雀疯狂的繁殖，科学家刚刚为一窝幼鸟带上脚环，几个月后再次登岛就发现这些出生第一年的小鸟开始孵蛋了。这场狂欢带来的不一定是喜剧。地雀吃下了太多食物，超过了岛屿植物生产的速度。很快，涝灾带来了另一种饥荒。这一次，自然选择的力量“偏爱”体型小的地雀。小种子的数量多过大种子，然而这一次，体型大，鸟喙大的鸟类却很难处理这些小种子。雨量带来的繁殖热潮最终首先杀死了那些体型较大的鸟。

这些数据，向人们揭示了之前从未证实的演化细节：速度。我们接受的教育往往认为新物种的诞生需要成千上万年。撇开这一含糊其辞的说法，有些学者通过化石证据，认为演化导致身体变化速度是以百万年为单位的。而格兰特等人的研究却揭示，在短短十几年的时间里，地雀的体型经历了一次拉锯，一些细小的鸟喙差异就能改变生死，就能决定谁的基因留传下去。对于演化论这幅巨作，鸟喙的研究又填补了一块重要的色块。在格兰特等人的眼皮底下，自然选择发生着作用。大约八百万年前，火山活动让群岛浮出海面。然后仙人掌、鬣蜥、地雀的祖先因为意外来到这里。之后，人类目睹的这种力量让这些地雀演化成了多种多样的类型。《鸟喙》的结语写到：“达尔文雀仍将严守与达尔文的群岛签订的契约，一堆堆石头仍将是见证人”。然而，见证人不仅有石头。二十年间，一群科学家用他们严谨而翔实的数据，同样见证了演化的力量，见证了一种最精巧、最美的学说获得了新的证明。人类是他们自己的见证人。

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关键词：自然选择多种多样的物种起源