又是一个平凡的加拉帕戈斯清晨。在伊莎贝拉岛东北干燥的海岸边,一只差不多人类手掌大的灰黑色小鸟,正在布满草和地衣的岩石上,跳来跳去地寻找它一天的食物。大嘴地雀和它的表亲们。大嘴地雀的样子是有些奇怪的萌感。它有着圆鼓鼓的身子,灰黑色的羽毛,不足半个乒乓球大小的头上,有着最引人注目的、大大的、“粗壮”的喙。大嘴地雀主要在地上活动觅食,有着与身体不成比例的大嘴。
学名Geospiza magnirostris,属名“Geo-”是拉丁语里“地”的词根,而词根“magni-”则是“大”的意思。那我们就好奇了,既然它“大”,还有别的“小”亲戚吗?还真有。在加拉帕戈斯群岛和邻近的可可斯岛上,一共分布有15种这样的鸟,体型相似,它们共属一科,分三属。这十几种鸟,最大的区别其实是它们的喙——有小而尖的,有大而圆的,有的带勾,有的粗短。这跟它们生活的环境十分有关。
大嘴地雀结实的大嘴,能帮它们敲碎坚硬的坚果壳。它的表亲们,比如大仙人掌地雀,则栖息在有仙人掌的地方。不同的环境,不同的食物源,造就了它们不同的特色,然后占据住环境中不同的生态位。这也是为什么,大嘴地雀在内的加拉帕戈斯群岛的小鸟们,都有一个共同的名字——达尔文雀。达尔文和演化论的渊源,要从他搭上远征加拉帕戈斯群岛的“小猎犬号”开始。
在加拉帕戈斯群岛上,你可以发现以此地命名的企鹅,近海大量的鱼类引来了数量众多的海鸟,还有追逐鬣蜥的蛇和巨大的象龟。当“小猎犬号”载着达尔文一行人登陆的时候,达尔文最初关注的是地质学。回到英国后,著名鸟类学家约翰·古尔德的鉴定,让他意识到这里的物种多样性。他的第一反应,并不是赞叹主的造物之神奇,而是发问——为什么?达尔文当然也发现了这种毫不怕人的小鸟:“有时,我拿帽子就能罩住它们。
”不知从大陆何处偶然飞来的达尔文雀们在这里繁衍生息,恰好在不同的位置,得到合适的食物?不,没有这么简单。隔离,意味着不同,而为什么隔离造成了不同呢?它的基因会偶尔产生变异,让它的喙变大或变小。然后,这里的自然环境又选择了那些能够得到足够食物的,或者能够找到别人不吃的食物的鸟。在干旱的岛上,大嘴的那一只吃到了坚果,活了下来,找到了它的伴侣,把基因复制给后代。然后呢?然后,就是岛屿。
岛屿太重要了,如果没有岛屿,就没有加拉帕戈斯群岛如此丰富的物种多样性。不同岛屿上的鸟,被海隔开了,它们得以将自己适应环境的、对生存有利的差异通过遗传积累下来。大嘴地雀的嘴变得更大、更显著,在贫瘠的岩地上也能愉快地生存。加拉帕戈斯群岛才是研究演化的天堂。所以达尔文才会发现:“由外边引进了一个物种,然后这个物种为了各种不同的目的,发生了变异。”这是解开演化的钥匙。其实,一开始达尔文对这些小鸟不太重视。
在五周的停留时间里,他和同伴游历了伊莎贝拉岛、圣萨尔瓦多岛、圣克里斯托巴尔岛和圣玛丽亚岛,其间共采集了近70号达尔文雀标本。他采集的这些标本随后被送到了鸟类学家约翰·古尔德手中。古尔德很快便得出结论,加拉帕戈斯群岛采集到的雀类标本实际上分属13个新种,尽管喙的形状差别很大,但这些鸟彼此之间具有很近的亲缘关系。实际上,确定这些鸟儿“达尔文”之名的,是另外一个鸟类学家——大卫·拉克。
拉克在加拉帕戈斯群岛呆了五个月之久,研究不同种达尔文雀的繁殖和觅食行为;后来又跑遍了世界上各地的博物馆和大学,找到了六千多个达尔文雀的标本,测量它们的喙和身形。1947年,拉克的书《达尔文雀》面世。这本书清晰地解释了当时已知的14个种是怎么演化出形式各异的喙的。
以地雀为例,在同时有大、中、小地雀的岛上,3种鸟喙的大小都不重叠,对应着取食大小不同的种子;而只有中地雀和小地雀的岛上,它们喙的大小,却介于两种的正常值之间,这是因为这些地方只有一种食种子的地雀,在缺乏竞争者时,物种会拓展实际的生态位。拉克之后,“地理隔离”和“生态位分化”成为了演化的常识。关于达尔文雀的研究,并没有就此停止。演化的力量有时候是十分惊人的,甚至可以在你的眼皮子下发生。
1977年,一场始料未及的严重干旱降临到大达夫尼岛,由于食物匮乏,1976年研究人员标记的388只中地雀幼鸟里,竟然仅有1只活到了1978年的繁殖季。然而,这一切都被在岛上进行演化研究的格兰特夫妇看在眼里。当干旱造成食物短缺时,较小也较软的种子最先被消耗光,导致那些没法取食较大较硬种子的个体被饿死。由于喙型是可遗传的,幸存下来的地雀就会将帮助它们熬过干旱的特征传给下一代。
测量数据表明,到了1979年中,地雀喙的厚度确实增加了!另一次发生在2003-04年的干旱,更是让研究者见证了一个新种的诞生。基因时代的研究,则将一切揭示得更加清楚了。研究人员比对了不同鸟类种群中大嘴与小嘴鸟的基因组,发现有一个基因组的位点一致地显示出极强的信号——HMGA2基因。它和人类的颅部发育、牙齿萌出有关,也很可能是引起鸟喙大小发生改变的基因。
而地雀们,正是依靠其种群内在这个基因上大量的自然变异,才能够应对不同的环境变化。“生命以此观之,何其壮哉,最初生命的几丝力量被吹入了几种(或一种)生命的形态之中;同时这颗行星依照固有的万有引力运转不停,从这样一个简单的开端,演化出了无穷无尽的,最美丽和最奇异的生命形式,并且这一过程仍在继续。”达尔文在《物种起源》中这么说。在那遥远的加拉帕戈斯群岛上,一群小小鸟儿的可爱大嘴上,藏着自然的奥秘。
它如此引人入胜,又让人赞叹生命的奇妙。这是一个永恒的事业。我们还有多少事情不知道,又要花多少时间才能真正明白这个自然的奥秘呢?