物种起源 - 第45章

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如果在许多情况下,地球上遥远且孤立的点上存在相同物种的现象可以用每个物种都从单一诞生地迁移的观点来解释,那么考虑到我们对过去气候和地理变化的无知,以及各种偶尔的运输手段,认为单一诞生地是法则的看法在我看来是最安全的。
在讨论这个问题的同时,我们也将能够考虑同样重要的一个方面,即根据我们的理论,一个属的所有物种必须都来源于共同祖先,它们是否能够在迁移过程中发生改变并迁移到某个区域。
如果可以证明,当一个地区的大多数物种与其他地区的物种不同,尽管它们密切相关时,从一个地区迁移到另一个地区的可能性在过去的某个时期确实存在,那么我们的总体观点将会得到极大的加强;因为根据“继承与变异”的原则,这种解释显而易见。
例如,一座火山岛在距离大陆几百英里处升起并形成,随着时间推移,它可能会从大陆接收一些殖民者,虽然它们的后代发生了变异,但仍然会因遗传而与大陆上的居民保持联系。
这样的例子很常见,而且正如我们稍后将看到的那样,用“独立创造”的理论无法解释。
这个关于一个地区物种与另一个地区物种关系的观点,与华莱士先生提出的观点没有太大区别,他认为“每个物种的存在都与一个预先存在的密切相关的物种在空间和时间上相一致。”现在人们已经普遍知道,他将这种一致性归因于“继承与变异”。
单个或多个创造中心的问题不同于另一个虽有关联但不同的问题,即同一物种的所有个体是否都源于一对、一个雌雄同体,或者像一些作者所假设的那样,源于同时被创造出来的许多个体。
对于那些从未杂交的有机生物(如果存在的话),每个物种一定是由一系列相继替代的变异变种衍生而来的,这些变种取代了彼此,但从未与其他个体或同一物种的变种混合,因此,在每次变异的每个阶段,所有相同形态的个体都将来自一个共同祖先。
但在绝大多数情况下,即对于那些习惯于每一代都结合生育或偶尔杂交的生物来说,由于杂交的作用,同一地区内同一物种的个体将保持近乎一致,因此许多个体将在同时发生变化,而每个阶段的全部变异量并不完全归因于单一祖先的遗传。
为了说明我的意思:我们的英国纯种马与每一个其他品种的马都不同;但它们的不同和优越性并非来自任何单一配对的遗传,而是来自每一代持续的精心挑选和训练。
在讨论我选出的三个最难解释的“单一创造中心”理论的事实类别之前,我必须先谈一谈传播手段。
传播手段。
塞西尔·赖尔爵士和其他作者已经很好地探讨了这个问题。在这里我只能简要总结最重要的事实。
气候变化必定对迁移产生了重大影响。一个由于当前气候特性而对某些生物不可通行的区域,在气候不同的时候可能是迁移的重要通道。
然而,我将很快详细讨论这一主题的一个分支。
陆地水平的变化也一定是极其重要的:一条狭窄的地峡现在将两个海洋生物区分开来;如果将其淹没,或者它以前曾经被淹没,这两个生物区将现在融合在一起,或者可能以前就已经融合了。
海面现在延伸的地方,在更早的时期可能连接着岛屿甚至可能连接大陆,从而允许陆地生物从一个地方迁移到另一个地方。
没有地质学家否认在现存生物时期内曾发生过巨大的水平变化。
爱德华·福布斯坚持认为,大西洋中的所有岛屿都必须最近与欧洲或非洲相连,欧洲也必须与美洲相连。
其他作者则假设性地跨越了每一个大洋,并几乎将每一个岛屿与一块大陆连接起来。
的确,如果福布斯使用的论据可信,就必须承认几乎没有一个岛屿未曾最近与某一大陆相连。
这种观点解决了相同物种分布到最遥远点的难题,并消除了许多困难;但在我看来,我们没有理由在现存物种时期承认如此巨大的地理变化。
我认为我们有充分的证据表明陆地或海洋水平存在巨大波动;但没有证据表明我们的大陆位置和扩展范围发生了如此巨大的变化,以至于在近期将它们彼此连接起来以及与各中间的海洋岛屿连接起来。
我承认先前存在许多岛屿,现在沉没在海底,它们可能在生物迁移期间作为中途停留点为植物和许多动物服务。
在珊瑚礁生长的海洋中,这些沉没的岛屿现在由环绕它们的珊瑚环礁或环礁标记出来。
一旦完全承认每个物种都起源于单一诞生地,并且随着时间推移我们知道了一些关于分布手段的具体信息,我们将能够安全地推测过去的陆地扩展情况。
但我并不相信将来会被证明,在近期,我们现在完全分离的大多数大陆曾经连续地或几乎连续地与其他大陆以及许多现有的海洋岛屿相连。火山几乎普遍构成此类岛屿的成分,这并不利于承认它们是沉没大陆的残骸;如果它们最初确实是以大陆山脉的形式存在的话,那么至少有些岛屿会像其他山峰一样,由花岗岩、变质片岩、古老的含化石及其他岩石组成,而不是仅仅由火山堆积物构成。
我现在必须谈谈所谓的偶然手段,但更恰当的说法应是分布的偶发手段。
在这里,我将主要关注植物。
在植物学著作中,这种或那种植物常常被说成不适合广泛传播;但跨海运输的便利程度可以说几乎完全未知。
直到我和贝克先生一起尝试了一些实验之后,人们才知道种子能抵抗海水有害作用的程度。
令我惊讶的是,八十多种种子中有六十四种在浸水二十八天后仍能发芽,少数甚至在浸水一百三十七天后还能存活。
值得注意的是,某些科的植物受到的伤害远比其他科严重:九种豆科植物进行了测试,其中一种例外,其余都对盐水耐受性较差;而七种与之相关的水叶科和花参科植物,在浸水一个月后全部死亡。
为了方便起见,我主要尝试了小粒种子,没有带果荚或果实;所有这些种子在几天内就沉入水中,无论是否因盐水受损,都不可能被漂流到大海的广阔空间。
后来我又尝试了一些较大的果实、果荚等,有些漂浮了相当长的时间。
众所周知,新鲜木材和风干木材的浮力有很大差异;我想到洪水经常将干燥的植物或树枝连同附着的果荚或果实冲入海洋。
因此,我将九十四种成熟果实的茎和枝干晾干后放入海水中。
大多数很快下沉,但有些在绿色时漂浮时间很短,当干燥后却漂浮得更久;例如,成熟的榛子立刻下沉,但干燥后漂浮了九十天,并且随后种植时还能发芽;一株成熟的欧防风植物的浆果漂浮了二十三天,干燥后漂浮了八十五天,种子随后也发芽了;Helosciadium的成熟种子两天内就下沉,干燥后漂浮超过九十天,并最终发芽。
总之,从九十四种干燥植物中,有十八种漂浮超过二十八天;其中一些漂浮的时间要长得多。
所以,正如64/87种种子在浸水二十八天后能发芽,以及18/94种带有成熟果实的植物(并非所有与前述实验相同)在干燥后漂浮超过二十八天,我们可以得出结论,根据这些有限的事实,任何国家的14/100种植物的种子可能在海流中漂浮二十八天,并保留其发芽能力。
根据约翰斯顿的《物理地图集》,大西洋各洋流的平均速度为每天三十三英里(部分洋流的速度可达每天六十英里);基于这一平均值,一个国家的14/100种植物的种子可能被漂浮跨越924英里的海域到达另一个国家;如果搁浅后被内陆风刮到适宜的地方,就会发芽。
在我的实验之后,马尔滕斯先生也进行了类似的实验,但方法更好,因为他将种子放入实际海中的箱子里,这样它们就像真正漂浮的植物一样交替湿润和暴露在空气中。
他尝试了九十八种种子,大多与我的不同,但他选择了许多大型果实,以及来自靠近海洋植物的种子,这可能会有利于它们漂浮时间和对盐水有害作用抗性的平均长度。
另一方面,他没有事先将带有果实的植物或树枝干燥;正如我们所见,这会导致其中一些漂浮更长时间。
结果是,他98种不同种类的种子中有18种漂浮了四十二天,并且仍然能够发芽。
但我毫不怀疑,暴露在波浪中的植物漂浮的时间会比我们的实验中受到保护的植物短。
因此,也许更安全的做法是假设约10/100种植物的种子在干燥后可以通过900英里宽的海域漂浮,并且还能发芽。
大型果实往往比小型果实漂浮更长时间这一事实很有意思;因为阿尔弗雷德·德康多尔已证明,通常具有有限分布范围的植物,其种子或果实较大,几乎不可能通过其他方式运输。
种子有时还可以通过另一种方式被偶然运输。
漂流木会被抛到大多数岛屿上,即使是最偏远海洋中的岛屿;太平洋上的珊瑚岛居民完全依赖漂流树木的根部获取用于制作工具的石头,这些石头是一种有价值的皇家税赋。
我发现,当形状不规则的石头嵌入树根时,它们之间的缝隙和后面经常包裹着小块泥土,包裹得非常完美,以至于在最长的运输过程中不会有任何颗粒被冲走:在一个大约五十年的老橡树根部完全包裹的一小块泥土中,有三种双子叶植物发芽了;我可以肯定这个观察是准确的。
再次,我可以证明,漂浮在海上的鸟尸有时不会立即被吞食;而且许多种类的种子在漂浮鸟类的嗉囊中长期保持活力:例如,豌豆和鹰嘴豆即使在海水中浸泡几天也会死亡;但我在一只鸽子的嗉囊中取出的一些种子,这只鸽子在人工海水中漂浮了三十天,令我惊讶的是,几乎所有种子都发芽了。
活鸟几乎可以肯定是种子运输的高效载体。
我可以给出许多例子,说明各种鸟类经常被风暴吹到遥远的大洋彼岸。
我们可以安全地假设,在这种情况下,它们的飞行速度通常会达到每小时三十五英里;一些作者给出了更高的估计。
我从未见过营养种子通过鸟类肠道的情况;但硬果实在火鸡等消化器官中也能完好无损地通过。
在两个月的时间里,我在花园里从小鸟的粪便中捡到了十二种种子,这些种子看起来都很完整,其中一些经过试验后发芽了。
但下面的事实更为重要:鸟类的嗉囊不分泌胃液,而且我知道,它不会对种子的发芽造成任何损害;现在,有人明确指出,当一只鸟发现并吞下大量食物后,这些谷物不会在十二甚至十八小时内全部进入肌胃。
在这段时间内,这只鸟可能很容易被吹到五百英里之外,而老鹰则以寻找疲惫的鸟为生,它们撕裂的嗉囊内容物可能会因此散落各地。
一些老鹰和猫头鹰会整个吞下猎物,十二到二十小时后吐出食丸,我在动物园的实验中知道,这些食丸包括能够发芽的种子。
一些燕麦、小麦、高粱、金丝雀草、大麻、苜蓿和甜菜的种子在不同猛禽的胃中停留十二到二十一小时后发芽;两颗甜菜种子在如此保存两天十四小时后也发芽了。
我发现淡水鱼吃陆地和水生植物的种子;鱼经常被鸟吃掉,因此种子可能从一个地方被运输到另一个地方。
我将许多种类的种子强行塞入死鱼的胃中,然后把鱼尸给捕鱼的老鹰、鹳和鹈鹕;这些鸟在数小时后要么通过食丸排出种子,要么通过排泄物排出种子;其中一些种子仍保留发芽的能力。
然而,某些种子在这种过程中总是被杀死。
蝗虫有时会被吹到远离陆地的远方。
我自己曾在离非洲海岸三百七十英里处捕捉到一只,还听说有其他人在更远的地方捕获。
牧师罗伯特·汤姆·洛伊德爵士通知了卡罗琳斯。赖尔曾提到,1844年11月,一群蝗虫袭击了马德拉岛。它们的数量多得不可胜数,像最猛烈的暴风雪中的雪花一样密集,并且延伸到用望远镜所能见到的任何高度。它们在两三天内缓慢地绕着一个巨大的椭圆形轨迹盘旋,直径至少五六英里,夜晚则落在较高的树上,这些树完全被它们覆盖。然后,它们突然消失在海上,就像它们突然出现一样,此后再也没有访问过该岛。
在纳塔尔的部分地区,一些农民虽然缺乏充分证据,但相信有害种子会随着大量蝗虫的粪便进入他们的草地。基于这一信念,韦尔先生给我寄来了一封信和一小包干粪球,在显微镜下我从中提取了几颗种子,并从它们中培育出了七株草本植物,属于两个属的两种物种。因此,像访问马德拉的蝗虫群这样的群体,很可能会成为将多种植物引入远离大陆的岛屿的手段。
尽管鸟类的喙和爪子通常是干净的,但有时也会粘附泥土:有一次我从一只鹧鸪的脚上取下了六十一粒,另一次取下了二十二粒干燥的粘土颗粒,其中还有一颗豌豆大小的石子。这是一个更好的例子:一位朋友寄给了我一只鹬的腿,上面附着一块重仅九粒的小泥块,其中含有一颗癞蛤蟆草(Juncus bufonius)的种子,这种种子发芽并开花。布莱顿的斯韦斯兰先生在过去四十年里一直密切注意我们的候鸟,他告诉我,他经常在候鸟首次抵达我国海岸前射杀鹡鸰(Motacillidae)、石䳭(wheatears)和黄鹡鸰(whinchats),并多次注意到它们的脚上附着小泥块。
可以举出许多事实来说明土壤通常携带种子。例如,牛顿教授寄给我一只红腿鹧鸪(Caccabis rufa)的腿,这只鸟受伤后无法飞翔,其上附着一颗硬土球,重达六点五盎司。这块土已经保存了三年,但在浇水并放置在一个玻璃罩下后,竟然长出了八十二株植物:其中包括十二种单子叶植物,包括普通燕麦,以及至少一种禾本科植物,还有七十种双子叶植物,根据幼叶判断,至少有三种不同的物种。
面对如此事实,我们怎能怀疑每年被风吹越大片海洋的众多鸟类,以及每年迁徙的候鸟——比如横跨地中海的无数只鹌鹑——偶尔会通过粘附在它们脚或喙上的泥土运输少量种子呢?但我将在后面再回到这个话题。
众所周知,冰山有时会装载泥土和石头,甚至携带灌木、骨头和陆鸟的巢穴,因此几乎可以肯定,正如赖尔所暗示的那样,它们偶尔会将种子从北极和南极地区的一个地方运送到另一个地方;并且在冰河时期,从现在的温带地区的一个地方运送到另一个地方。
在亚速尔群岛,由于欧洲的许多植物种类与大西洋其他岛屿相比数量较多,而这些岛屿更靠近大陆,以及(如沃森先生所指出的)与纬度相比具有较北方的特性,我怀疑这些岛屿部分是由冰川时代漂浮的种子填充的。
应我的请求,赖尔爵士写信给哈特伦询问他在这些岛上是否观察到漂砾,他回答说他发现了大型花岗岩和其他岩石的碎片,这些岩石在群岛中并不存在。因此我们可以安全地推断,冰山曾经将这些中洋岛屿上的岩石负担卸载到岸上,而且至少有可能将北方植物的种子带到那里。
考虑到这些运输手段以及其他无疑尚待发现的手段已经年复一年地运作了数万年,我认为如果许多植物没有因此广泛传播,那将是一个令人惊讶的事实。
这些运输手段有时被称为偶然的,但这并不完全正确:海流并非偶然,盛行风的方向也非偶然。应该注意到几乎没有哪种运输手段能携带种子跨越非常遥远的距离;因为种子暴露在海水中很长时间后不会保持活力;也不能长时间停留在鸟类的嗉囊或肠道中。然而,这些手段足以偶尔跨越数百英里的海域进行运输,或者从岛屿到岛屿,或者从大陆到邻近的岛屿,但不能从一个遥远的大陆到另一个。
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