大多数动物学家都有这样一个梦想，希望有一天能够到太平洋上的加拉帕戈斯群岛去游览。这一小群距离厄瓜多尔海岸线大约800千米、横跨赤道的岛屿之所以对动物学家们独具魅力，是因为查尔斯·达尔文曾经在这里待过5周，其间收集了大量鸟类的样本，后来成为支持他以自然选择为基础的进化理论的重要证据。19世纪30年代来到加拉帕戈斯群岛时，达尔文已经乘坐贝格尔号勘探船在海上航行了3年。
航行期间，他详尽记录了南美大陆的野生生物及地质学特征，并开始形成了在当时来说是革命性的观点，即散落在全球各地的不同物种也许并不是上帝创造出来的一件件独立的作品。后来，这些观点发展成为自然选择的进化理论，在很大程度上是基于他对加拉帕戈斯群岛上一个小型的鸟类种群的观察。现在，这些鸟儿用他的名字来命名，体现着在整个自然选择进化理论形成中的重要意义，它们被叫做达尔文雀。达尔文雀总共有十几个不同的物种。
虽然被叫做雀类，但实际上它们与真正的雀科的亲缘关系并不是很近，而与另一个科的唐纳雀的亲缘关系更近。达尔文雀主要包括两个大类：地雀类和树雀类。除此之外，还有两种莺雀和植食树雀。达尔文雀最显著的差异表现在体型大小和喙的形状。有些种类的喙小巧且纤弱，而其他种类的喙则大且坚固，主要用来取食不同岛屿上不同种类植物的种子。达尔文考察该群岛的时候，并没有特别关注雀类，他当时主要感兴趣的是群岛的地质学。
但幸运的是，他也收集了大量的鸟类样本，后来当贝格尔号在太平洋上航行时，他对这些样品进行了分析。最开始，达尔文对于发现了什么毫无概念，他对大多数样本的分类鉴定都是错误的！回到伦敦后，达尔文在伦敦动物学会的一次会议上介绍了他从加拉帕戈斯群岛及其他岛屿上收集到的鸟类样本。这些鸟类样本引起了鸟类学家古尔德教授的注意，他发现这些鸟儿实际上同属于一个亲缘关系很近的类群。
将这些信息与这些鸟儿被捕获的不同岛屿的详细情况综合起来，达尔文提出了一个假说来解释这一情形。他假设在很久以前，某一个鸟类物种的一个小种群来到这片群岛上，并在这儿繁衍后代，慢慢地遍布了整个群岛。然而，随着时间的推移，由于每一个岛屿植被分布具有各自的特点，生活在该岛屿上的鸟儿就开始进化出略有差异的适应特征。
例如，其中一个岛屿上的植物结的果实又大又硬，鸟儿如果喙比较大，取食时就会占优势，因为更容易打开果实的外壳。这些生有较大的喙的鸟儿会将这一形态学特征传给它们的后代，逐渐地，这个岛屿上的鸟儿就会和其他岛屿上的鸟儿区别开来。由于这些岛屿彼此之间是相对隔离的，长此以往，差异会愈来愈显著，经过数千年（甚至百万年），不同岛屿上的鸟儿会演变得非常不同，以至于人们都很难辨认出它们其实具有共同的起源。
达尔文推测，地球上所有不同的物种都是通过这样的过程起源的。在当时的笔记中，达尔文将其描述为一棵普通的树干分生出不同的分支。这个标志性的图示后来成为生物进化进程的标准描述，生命演化谱系先分成不同的界，然后继续细分成越来越细小的分支，呈现出生活在这个星球上的物种的多样性。这是一幅非常引人入胜的图像，它的提出至少有一部分是基于对这一组小型群岛上的一个小型鸟类种群的观察。
很多年前，我的实验室有一位博士后，她曾经有幸于20世纪70年代在加拉帕戈斯群岛上工作过一段时间。她当时做的是和海鬣蜥有关的研究，这也是达尔文当年在这个群岛上研究过的一个代表性物种。我那位博士后主要的研究兴趣是海鬣蜥的繁殖行为，以及它们的身体颜色的变化是否能传递彼此之间支配地位的信号。她的研究方法是，捕捉海鬣蜥并对其身体进行临时性涂色，然后观察它们的社会地位有无变化！
在那里工作期间，她也利用工作之便去探索了别的岛屿，并亲眼见到了一百多年前启发达尔文的明星物种。她还给我们讲了许多在那些岛屿上生活的奇闻轶事，以及在那边工作是怎样一种体验，听得我们无比羡慕。她在加拉帕戈斯群岛工作期间，观察到了标志性的达尔文雀的几乎所有物种。唯一她没有见过的是一个被称为“大鸟”的物种。她没有见到的原因是，彼时这种鸟并不存在。
我的意思不是说生物学家们尚未发现和鉴定出这个物种，也不是说她可能见到了它们但没有认出来。不，我的意思其实是，实际上是从她在那里工作的时间以来，这个物种才进化出来！帮助我们了解这一真相的是来自美国普林斯顿大学的一对教授伉俪——彼得·格兰特和罗斯玛丽·格兰特，他们做了许多有关达尔文雀的精彩工作。格兰特夫妇已经在加拉帕戈斯群岛上工作了超过40年，因为出色的科研成果他们获奖无数。
通过精心细致的研究，他们成功地记录了一个新物种是如何出现的。1981年，一只雄性的大仙人掌地雀来到大达夫尼岛的一个小岛上，这个物种通常活动在100千米之外的艾斯潘诺拉岛上，这只鸟儿无疑是一个流浪者，它在大达夫尼岛上完全是形单影只。然而，这只大仙人掌地雀还是开始鸣唱，试图吸引雌性，令人诧异的是它居然成功了！它吸引到另一个物种（中地雀）的一只雌性，它们交配并产下了后代。
这种交配的成功率很低，然而它们的后代又奇迹般地存活了下来，它们开始互相交配并繁殖后代。杂交繁殖出来的鸟儿体型比大达夫尼岛上另外3种雀类都大，能够获取到当地鸟儿够不到的食物，它们不受食物资源的限制因而能够生存得很好。由于体型较大，格兰特夫妇将它们叫做“大鸟”。尽管大鸟是源自两个相近但不同物种的偶然交配，但它们在繁殖上是互相隔离的，因为它们遗传了在这个岛屿上独一无二的求偶鸣叫。
事实上，雄性大鸟模仿它们父亲的鸣叫，而雌性大鸟能辨识出跟它们的父亲具有相似鸣叫声的雄性。这样一来，大鸟就只和其他的大鸟相互交配，经过35年的时间，一个新的物种就诞生了，现在已经有了大约30只个体（截至2018年）。这个精彩的故事亮点很多。首先，格兰特夫妇在雀类方面的研究积累了足够长的时间，从而能够准确记录这一奇迹发生的全过程。
这一点充分强调了长期研究的价值，几十年如一日专注于一项研究所能取得的洞见是更多的短期研究项目都难以取得的。其次，令人吃惊的是，一个新物种的诞生发生得如此之快。35年的岁月，对于一对生物学家夫妇来说很漫长，但对于地质年代而言则是短暂得不可思议，转瞬即逝。达尔文所阐释的物种起源，是发生速度非常之慢的一个过程，一点一滴的变化慢慢积累数千年才可能从一个物种演变成两个不同的物种。
从那之后，人们都是如此看待进化的，很难想象在一个人的有生之年里能看到一个全新物种的诞生。最后，这些观察令人难以置信之处还在于，这个新物种的形成过程实际上是达尔文所没有推测过的。具体来说，这个新物种不是来自于已有物种的缓慢变异和分化，而是来自两个已有物种的融合。就好比生命树的两个分支各自长出新枝丫，然后融合在一起，形成一个新的分支。这是一种全新的新物种产生机制。
对达尔文雀的基因组测序分析结果也显示，这一过程很可能在很多情况下都发生过。不同的物种可能会杂交出新的物种，后者或者慢慢成为一个稳定的新物种，或者因种群数量太小而逐渐消亡。那么你很可能会有这样一个疑问，相近物种杂交形成新物种的过程是其他地区也频繁发生的呢，还是仅限于加拉帕戈斯群岛？毕竟加拉帕戈斯群岛非常特殊，不同岛屿之间是隔离的，雄性鸟儿来到大达夫尼岛，也就意味着它和同物种的其他伙伴们完全隔绝了。
这意味着，当它鸣叫求偶时，不可能吸引到同物种的异性伙伴。然而，最近有一些来自北美的研究工作提示，大鸟诞生的故事也许并没有那么独特。研究发现，美国本土就有类似的故事发生，不过这次故事的主人公是渡鸦。这说明，物种的分化可能是以达尔文所认为的方式发生的，即生命树出现新的分支演变出新的物种；然而与真正的树不同的是，生命树可能经常性地会有新分离出来的物种通过杂交融合，从而产生新物种。
通过杂交引起物种分化可能是一种常见的现象。看来，如果想充分体现物种分化的真实情况，将来我们很可能要对生命树的画法做出重大改变。