作者：方舟子

 

        1831—1835年間，年輕的達(dá)爾文作為一名不領(lǐng)工資的博物學(xué)家隨“貝格爾號(hào)”環(huán)球航行收集動(dòng)植物、化石標(biāo)本，為他后來(lái)創(chuàng)建進(jìn)化論打下了基礎(chǔ)。在達(dá)爾文帶回英格蘭的標(biāo)本中，最著名的是加拉帕戈斯群島上的鳴雀標(biāo)本，它們后來(lái)干脆被統(tǒng)稱為“達(dá)爾文鳴雀”。傳說(shuō)由于達(dá)爾文在加拉帕戈斯群島看到如此多樣的鳴雀才創(chuàng)立了自然選擇學(xué)說(shuō)。事實(shí)上，達(dá)爾文在島上采集這些鳴雀標(biāo)本時(shí)，對(duì)它們并沒(méi)有多加注意，還以為它們分別屬于烏鶇、鷦鷯、大嘴雀等不同科的鳥(niǎo)類(lèi)。回到英國(guó)后，著名鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)家約翰·古爾德才鑒定出它們都屬于鳴雀，而且分屬13個(gè)不同的物種，都是在其他地方?jīng)]有見(jiàn)到的新物種。
　　 和它們最接近的是生活在南美洲大陸沿岸的藍(lán)黑草雀。這種草雀是吃種子的。達(dá)爾文鳴雀有幾種在地面上生活，也吃種子，但是其他鳴雀有的專吃樹(shù)芽，有的吃仙人掌的花和果實(shí)，有的吃樹(shù)上的蟲(chóng)子。有的鳴雀的習(xí)性非常獨(dú)特，例如啄木鳴雀居然能使用工具，用喙叼一根仙人掌刺，用它鉤出樹(shù)洞里的蟲(chóng)子。有的則吸海鳥(niǎo)的血！
　　 通過(guò)比較基因序列，我們現(xiàn)在可以推測(cè)達(dá)爾文鳴雀是在大約1百萬(wàn)年前從草雀進(jìn)化來(lái)的。如此多樣的鳴雀是怎么進(jìn)化來(lái)的呢？達(dá)爾文鳴雀粗粗一看形態(tài)都差不多，但身體大小不同，鳥(niǎo)喙的大小、形狀差別則更大。這和它們的生活習(xí)性有關(guān)。吃昆蟲(chóng)的，喙比較窄?。怀詷?shù)芽的，喙非常粗大，用它把樹(shù)芽從樹(shù)枝上拔出來(lái)；啄木鳴雀的喙像鑿子；吸血鳴雀的喙又尖又利……達(dá)爾文指出，從這些喙的構(gòu)造可以設(shè)想這些物種的由來(lái)，是某個(gè)原始物種“為了各種不同的目的而發(fā)生改變”。
　　如果達(dá)爾文的設(shè)想是正確的，那么鳴雀鳥(niǎo)喙結(jié)構(gòu)的差異是為了適應(yīng)不同的食物而進(jìn)化出來(lái)的，是自然選擇的結(jié)果。例如，有4種地上鳴雀都用喙來(lái)咬碎種子，但是它們的喙的大小都不同，那么根據(jù)達(dá)爾文的假說(shuō)，這是由于它們吃不同的種子導(dǎo)致的。那些喙更粗大的，應(yīng)該吃更難咬碎的大種子；喙較小的，則吃小種子。
　　在達(dá)爾文之后，加拉帕戈斯群島成了生物學(xué)的圣地，許多生物學(xué)家都拜訪過(guò)此地。但是過(guò)了100年，才有一位英國(guó)中學(xué)教師想到要去那里檢驗(yàn)達(dá)爾文的假說(shuō)。1938年，在一所私立中學(xué)任教、后來(lái)成為著名鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)家的大衛(wèi)·拉克請(qǐng)了一年的假前往加拉帕戈斯群島。他在島上仔細(xì)觀察了5個(gè)月，發(fā)現(xiàn)不同種的地上鳴雀吃的種子并無(wú)區(qū)別，喙大和喙小的都在吃相同種類(lèi)的種子。這個(gè)觀察結(jié)果與達(dá)爾文的假說(shuō)看來(lái)是矛盾的。達(dá)爾文是不是錯(cuò)了？
　　我們現(xiàn)在知道，拉克的觀察雖然很仔細(xì)，卻不幸選錯(cuò)了時(shí)間。他在島上的5個(gè)月屬于雨水充足的年份（雨年），食物非常豐富。不管是喙大還是喙小的鳴雀，都很容易找到小種子來(lái)填飽肚子，喙的差異的重要性顯現(xiàn)不出來(lái)。但是一旦進(jìn)入干旱的年份（旱年），情況就大不相同了。
　　要解決這個(gè)問(wèn)題，需要在島上觀察更多的時(shí)間。從1973年開(kāi)始一直到現(xiàn)在，普林斯頓大學(xué)教授格蘭特夫婦和他們的學(xué)生都在加拉帕戈斯群島上研究鳴雀，格蘭特夫婦本人每年要在島上住半年。他們主要以群島中的一個(gè)小島——大達(dá)芙妮島為研究基地，把該島上的一種地上鳴雀——中地雀的每一只都做了標(biāo)記、編號(hào)，測(cè)量它們的喙深（喙基部從上到下的長(zhǎng)度），觀察它們的進(jìn)食情況和后代的演變。
　　他們觀察到，在厄爾尼諾現(xiàn)象引起的雨年，小種子很多，是這些鳴雀的主要食物。這時(shí)候喙大而無(wú)用，反而會(huì)浪費(fèi)能量，是一種劣勢(shì)。而在拉爾尼諾現(xiàn)象引起的旱年，小種子很難找到，只能吃更大、更干的種子，這類(lèi)種子比較難咬碎。這時(shí)候喙大的鳴雀就表現(xiàn)出其生存優(yōu)勢(shì)了。統(tǒng)計(jì)表明，在旱年，鳴雀群體的平均喙深將會(huì)增加，而在雨年，平均喙深則減少。
　　那么喙深的變化是自然選擇的結(jié)果呢，還是后天因素導(dǎo)致的？例如營(yíng)養(yǎng)好的鳥(niǎo)喙大，營(yíng)養(yǎng)差的鳥(niǎo)喙??？為了排除后一種可能，格蘭特夫婦把鳴雀后代的喙和親代進(jìn)行比較，比較了很多代，發(fā)現(xiàn)喙的大小能被忠實(shí)地遺傳下去，喙深的差異是由遺傳決定的，與營(yíng)養(yǎng)因素?zé)o關(guān)。2004年，決定鳴雀喙大小的基因Bmp4被發(fā)現(xiàn)了。把它轉(zhuǎn)入雞胚胎中，雞也會(huì)長(zhǎng)出和大地雀一樣粗大的喙。
　　 2003年，大達(dá)芙妮島發(fā)生嚴(yán)重干旱。根據(jù)預(yù)測(cè)，喙大的鳥(niǎo)應(yīng)該生存得更好。然而沒(méi)有。原來(lái)在1982年，從鄰近的島遷移來(lái)了一群大地雀在此傳宗接代。它們的喙比中地雀中的大喙鳥(niǎo)還要大。大地雀把島上的大種子都吃光了，在這種情況下，中地雀中的小喙鳥(niǎo)比大喙鳥(niǎo)需要的食物更少，靠吃殘存的小種子可以勉強(qiáng)度日，反而有了生存優(yōu)勢(shì)。因此在大旱后，中地雀群體的平均喙深反而變小了。這也是自然選擇。格蘭特夫婦認(rèn)為，這是他們30多年來(lái)所看到的最強(qiáng)的自然選擇證據(jù)。達(dá)爾文還是對(duì)的。