自然選擇作用的例證
為了弄明白自然選擇是否是像我所認為的那樣發(fā)揮作用,請允許我舉出一兩個虛構(gòu)的事例。讓我們以一只捕食各種動物的狼為例,在捕食某些動物時,它需要靠自己的技巧;而在捕食另外一些動物時,它卻需要靠自己的體力;還有一些則需要靠它那敏捷的速度。讓我們作這樣一個假設(shè):以鹿這種最為敏捷的獵物為例,如果在狼最難捕捉到獵物的季節(jié),這一地區(qū)的任意一種變化導致了鹿群數(shù)量的增加,或者是其他獵物數(shù)量的減少,那么,在這樣的情況下,可以毋庸置疑地相信,只有速度最快和體重最輕的狼才會擁有最好的生存機會,并因此被保留或被選擇下來。假若它們在捕食其他動物的這個或那個季節(jié)里,必須永遠保持足以制伏獵物的力量,我也可以毋庸置疑地相信這種結(jié)果。這正如人類通過細致且有計劃的選擇,或者通過無意識的選擇(人們嘗試保存最優(yōu)良的狗,但卻根本沒有想到去對這種品種的狗進行改變)就能夠改進長軀獵狗的敏捷性是一樣的。在這里,我要補充一點:皮爾斯先生還說過,在美國的卡茨基爾山生活著兩種發(fā)生了變異的狼,一種體形像輕快的長軀獵狗那樣,它們追捕鹿;另一種身體較龐大,腿較短,它們常常襲擊牧人的羊群。
請注意,在我剛才所列舉的這一事例中,我所說的被保存下來的狼是個體體重最輕的那種,而不是說只要發(fā)生了單獨且顯著的變異都能被保存下來的狼。在本書以前的幾個版本里,我曾提到,后者的出現(xiàn)次數(shù)也很多。我發(fā)現(xiàn),個體差異具有十分突出的重要性,這導致我要對人類無意識選擇的結(jié)果作充分的討論。人類的這種無意識選擇的目的是要把具有一些價值的個體保存下來,并將最壞的個體銷毀。我還發(fā)現(xiàn),在自然狀態(tài)下,一些偶然的構(gòu)造偏差被保留了下來,比如畸形的保留就是不尋常的事(即使畸形是在最初就被保留下來了的,但在之后,也應(yīng)該會因為與正常個體雜交而消失掉)。盡管按照常理來說應(yīng)該如此,但當我讀了在《北部英國評論》上刊登的一篇擁有有力證據(jù)和價值的論文后,我才知道無論是多么微細或顯著,單獨的變異能被長時間保留下來的事例是多么稀少。這篇論文的作者以一對動物為例,它們一生中共繁衍了200個后代,其中絕大多數(shù)的后代由于種種原因而遭到了毀滅,大約只有兩個后代能夠生存并繁殖它們的種類。誠然,對大部分的高等動物而言,這是一個非常高的估計,但對大量低等動物而言卻并不是這樣的。于是他指出,如果有一個獨立的個體能夠存活下來,同時,它又在某一方面發(fā)生了變異,而這一變異又導致它的生存概率是其他個體的兩倍,但它也會因為死亡率太高以及其他一些原因,而致使它的生存受到嚴重的威脅。假設(shè)它能夠生存而且繁殖下去,并且有一半的后代也遺傳了這種有利的變異,那么,這種生物就會如本篇論文的作者所繼續(xù)指出的那樣:其后代的生存與繁殖的機會也只不過是稍微有所好轉(zhuǎn)罷了。而且這種機會還會在之后的各世代中繼續(xù)減少下去。我認為這種論點是完全正確的,是毋庸置疑的。假設(shè)某一種類的一只鳥,由于喙變得鉤曲從而能夠比較容易地獲得食物,而且它的后代也遺傳了它的這種變異并因此而繁盛起來,但這種單個個體將其他普通的類型排除掉,并使自己的種類繼續(xù)被保留下去的機會還是非常低的。毫無疑問的是,從發(fā)生在家養(yǎng)狀態(tài)下的一些情況來判斷,在許多世代中,如果我們保存了一些具有鉤曲喙的個體,并且毀滅了那些具有直喙的個體,那么,上述的那種機會極低的結(jié)果還是有可能出現(xiàn)的。

甲蟲
甲蟲是鞘翅目的通稱,最早出現(xiàn)于古生代,在中生代逐漸發(fā)展成優(yōu)勢群種,繁衍至今。其前翅在演化過程中,角質(zhì)肥厚成鞘翅,從而起到保護后翅及柔軟腹部的功能。這也是鞘翅目物種的最典型特征之一。

孟德爾
遺傳問題作為進化論的一個方面,是生物將自己的特征遺留給后代的一種運行機制,可惜達爾文對它的理解從來就沒有令自己滿意過。奧地利神父、博物學家孟德爾,根據(jù)豌豆雜交實驗,最終發(fā)現(xiàn)了從親代到子代的遺傳定律。他的這一研究成果,被稱為“孟德爾遺傳定律”。正是這一點,可以幫助我們更好地理解達爾文的“自然選擇”和“適者生存”理論。
有這樣一個問題不可被忽視,由于相似的體質(zhì)會受到相似的作用,因此,某些非常顯著的變異就會反復再現(xiàn)(沒有人將這種變異當成個體差異來看)。對于這種事實,我們可以從家養(yǎng)生物中舉出很多事例。在這種情況下,就算變異的個體不馬上把才獲得的新性狀遺傳給后代,但只要生存條件依舊如此,那么,毫無疑問,它早晚還是會把這種按同樣方式變異,且更加強烈的傾向遺傳給后代。同樣,毫無疑問的是,按照同樣方式進行變異的傾向總是那么強烈,以至于同一種類的所有個體都會在毫無選擇余地的情況下發(fā)生相同的變異。可能只有1/3或1/5,甚至1/10的個體會受到這種影響,至于此類事例,我也可以舉出不少。比如葛拉巴曾計算過,非羅群島上有1/5的海鳩都具有相同的一種特征非常顯著的變異,這種變異曾導致前人竟把它們列為一種獨立的物種,并將它們稱為Uria lacrymans。在這種情況下,如果變異是有利的,那么在最適者生存的法則下,原有的類型就會很快被發(fā)生了變異的新類型所代替。

康乃馨克拉迪斯水彩畫19世紀
康乃馨又名香石竹,原產(chǎn)于南歐、地中海北岸、法國到希臘一帶,已被種植了將近2000年。現(xiàn)在的康乃馨已被培育成一個復雜的雜交種,在溫室里可以連續(xù)不斷地開花,且色彩豐富。
對于雜交可消除所有種類變異的作用的問題,我將在以后進行討論,這里,我要說一點:大多數(shù)的動物和植物都是固守在原有的疆土中的,不到萬不得已之時,它們是不會在外活動的。甚至連候鳥也是這樣,它們幾乎是一定要回到原處的。所以,各個新的變種,在最初時,也通常是被限制在了一個地方,對自然狀態(tài)的變種而言,這似乎是一條普遍的規(guī)律。因此,發(fā)生同樣變異的個體會很快地聚集成一個小團體,它們常常聚在一起繁育。如果新的變種取得了生存斗爭的勝利,那么它們便會以自己的聚集地為中心,緩緩地向周邊擴張,它們的圈子將不斷地擴大,并且在自己的邊界上與那些未曾變化的個體進行斗爭,并戰(zhàn)勝這些個體。
再舉出一個更為復雜的事例來證明自然選擇的好處。有些植物分泌甜液,這些甜液的作用是為了將體液里的有害物質(zhì)排泄出來。比如,某些莢果科植物的托葉基部的腺就分泌這種液汁,普通月桂樹的葉背上的腺也分泌這種液汁。盡管這種液汁的分量很少,但昆蟲卻非常貪婪地去吸食。不過昆蟲對這種汁液的吸食并沒有讓植物得到任何好處。現(xiàn)在,讓我們作一個假設(shè),假如在任何一種植物的部分個體中,會從內(nèi)部分泌這種液汁或者說花蜜。而尋找花蜜的昆蟲就會因吸食花蜜而沾上花粉,并把花粉從一朵花帶到另一朵花上去。同種的兩個不同個體的花也因此而雜交,那么這種雜交出來的幼苗就會非常強壯,這一點是得到了證實的,這些幼苗因此得到了繁盛和生存的最好機會。如果植物的花具有最大的腺體即蜜腺,那么,它們就一定能分泌出最多的蜜汁,從而也就會最受到昆蟲的光顧,并且也會最頻繁地發(fā)生雜交。如此,從長遠的觀點來看,它就占有優(yōu)勢,并成為一個地方變種。如果花的雄蕊和雌蕊的位置與前來訪問的某一特定昆蟲的身體大小和習性相適應(yīng),而且在任何程度上都有利于花粉的輸送,那么這些花也會得到巨大的好處。我們用一個不是吸取花蜜而來往于花叢之間采集花粉的昆蟲為例:花粉的形成只是為了受精,所以它的毀滅對于植物而言,是一種很顯著的損失;但如果只有少量的花粉被吃花粉的昆蟲吃掉,而還有一些花粉被這種昆蟲從這朵花帶到那朵花上去的話,那么,最初可能是偶然的,但在這之后就會成為一種慣例。如果植物因此而達到了雜交的目的,盡管有90%的花粉被吃掉,但這對于那些損失了大量花粉的植物而言,它們依舊獲得了巨大的利益,于是那些能產(chǎn)出更多花粉的,且具有更大花粉囊的植物個體就會被選擇保留下來。

冬青樹葉 攝影
冬青樹,冬青科,常綠喬木。樹冠卵圓形,樹皮平滑,呈青灰色,小枝淺綠色。葉互生,長橢圓形,薄草質(zhì),邊緣疏生淺鋸齒,這是適應(yīng)自然選擇的一種保護態(tài)。另外,冬青樹在嚴冬結(jié)果,為大量鳥類提供了過冬的食物,使其順利繁衍生息,可謂自然鏈條中重要的一環(huán)。
當植物在很長一段時間內(nèi)一直持續(xù)上述過程之后,它們就能夠很容易地吸引昆蟲,而昆蟲也會在不知不覺間,按時地在這些植物的花與花之間傳帶花粉。由于有大量顯著的事實存在,因此,我能很容易地解釋清楚,為什么昆蟲可以如此有效地從事這一工作。我只舉一個例子,它可以說明植物在雌雄分化中的一個步驟。有些冬青樹只生雄花,它們有四枚雄蕊,而且這四枚雄蕊只產(chǎn)生少量的花粉,同時它還有一個發(fā)育不全的雌蕊。另外還有一些冬青樹只生雌花,這些雌蕊的個頭都相當合適,可是它們的四枚雄蕊上的花粉囊卻都萎縮了,這些花粉囊中沒有一粒花粉。在距離一株有雄花的冬青樹60碼遠的地方,我曾找到一株有雌花的冬青樹,我在它們的枝條上各取了20朵花,并把這些花的柱頭放在顯微鏡下觀察,毫無例外的,我在所有柱頭上都發(fā)現(xiàn)了幾粒花粉,而且還有幾個柱頭上的花粉更多。在那幾天里,風都是從雌樹吹向雄樹,因此花粉當然不是由風傳帶過來的。同時,當時的天氣非常寒冷且不時有狂風暴雨,因此,這樣的天氣對于蜂類也是很不利的。但即使是這樣,我檢查過的每一朵雌花,都因來往樹間找尋花蜜的蜂而有效地受精了。現(xiàn)在回到我們的假設(shè)中來:當植物發(fā)展到能夠高度吸引昆蟲的時候,花粉便被昆蟲按時地從這朵花傳到那朵花,于是,一個新的過程就此開始了。沒有一個博物學者會懷疑所謂生理分工的有利性。所以,我們可以相信,一朵花或全株植物只生雄蕊,而另一朵花或另一株植物只生雌蕊,對于一種植物是有利的。植物在栽培下或放在新的生活條件下,有時候是雄性器官,有時候是雌性器官,多少會變?yōu)椴伙摹H绻覀兗僭O(shè),在自然狀態(tài)下也有這種情況發(fā)生,不論其程度多么輕微,那么,由于花粉已經(jīng)按時從這朵花傳到那朵花,并且按照分工的原則,植物的較為完全的雌雄分化是有利的,所以越來越有這種傾向的個體,就會繼續(xù)得到利益而被選擇下來,最終達到兩性的完全分化。各種植物的性別,依據(jù)二型性和其他途徑,正處于分離之中,不過,要說明性別分離所采取的步驟,未免要浪費太多篇幅。我可以補充說,北部美洲的某些冬青樹,根據(jù)阿薩·格雷所說的,正好處于一種中間狀態(tài),多少是雜性異株的。

蜻蜓的結(jié)構(gòu)示意圖
和許多節(jié)肢動物一樣,蜻蜓是通過遍布它們肌體中的微型氣管直接吸收氧氣,而不是通過血液間接吸收氧氣。所以,在古生代后期,大氣中氧氣濃度極高,曾催生了一種巨型的蜻蜓。它們的雙翅展開可達70厘米左右,像鷹一樣。
讓我們把話題轉(zhuǎn)回只吃花蜜的昆蟲上來吧。如果繼續(xù)選擇使得花蜜慢慢增多的植物是一種普通植物,而且某些昆蟲的主食便是它們的花蜜。對于這種假設(shè),我們可以舉出許多事例來證明蜂類是如何節(jié)省時間的。蜂類有一種習性,即在某些花的基部咬一個洞,并通過這個洞來吸食花蜜。盡管它們只需要克服一點點的麻煩就可以從花的口部進去。請記住這些事實,這樣,你就可以相信,在某些環(huán)境條件下,就算吻的曲度和長度的差異微細到了我們根本無法覺察的地步,但是對于蜂或其他昆蟲來說,這些差異都可能是有利的,這些差異將會使某些個體比其他個體獲得食物的速度更快。這些差異也會導致它們所屬的這一族群更加繁盛,并生出更多的具有相同遺傳特性的后代。如果不仔細觀察,那么你將無法察覺到普通紅三葉草和肉色三葉草的管形花冠的長度之間所存在的差異,但是蜜蜂卻能夠很輕易地吸食到肉色三葉草的花蜜,而無法吸食普通紅三葉草的花蜜,只有土蜂才有能力吸食普通紅三葉草的花蜜。因此盡管普通紅三葉草遍布整個田野,但它們卻不能把珍貴的花蜜提供給蜜蜂。蜜蜂是非常喜歡普通紅三葉草的花蜜的,我曾多次在秋季的時候看到,許多蜜蜂從土蜂在花管基部所咬破的小孔里去吸食花蜜。雖然這兩種三葉草的花冠長度導致了蜜蜂的吸食和不吸食,但它們彼此之間的相差程度確是非常微細的。我曾聽人說過,當普通紅三葉草被收割后,第二茬的花會比第一茬的要略微小些,于是,大量的蜜蜂就來吸食第二茬的花了。我不知道這一傳聞是否真實,也不知道另外一種已經(jīng)發(fā)表的記錄是否可靠——據(jù)說意大利種的蜜蜂(學術(shù)界的普遍觀點都認為這種蜜蜂是普通蜜蜂種的一個變種,它們的最大特點是彼此之間可以自由交配)能夠飛到普通紅三葉草的泌蜜處去吸食花蜜,因此,在長有此種紅三葉草的地區(qū),那些吻略微長一些的,即吻的構(gòu)造略有差異的蜜蜂可以獲得巨大的好處。另一方面,這種三葉草的受精也完全要依靠這種吻略微長一些的蜂類來吸食它的花蜜。在任何一個地區(qū),如果當?shù)氐耐练浞浅O∩伲敲矗切┗ü茌^短或花管分裂較深的植物就將得到巨大的利益,因為這樣的構(gòu)造會吸引蜜蜂來吸取它的花蜜。通過這些事例,我能清楚地知道,通過持續(xù)保留具有微小構(gòu)造偏差的且這種偏差能達到互利效果的所有個體,花和蜂同時或先后慢慢地發(fā)生了變異,最終兩者以最完美的方式達到了彼此相適應(yīng)。

純白百合雷杜德水彩畫19世紀
純白百合又名波旁百合,為百合科,百合屬。原產(chǎn)歐洲,是歐洲較古老的品種之一,約從公元前1500年起人工栽種,后隨腓尼基人的商船到達西歐,隨后即在整個歐洲大陸廣為傳播,至今全世界廣泛種植。該花由野白百合雜種改良而成,仍保留了野白百合喜涼爽、濕潤的習性。
我十分清楚地知道,如果僅用上述這些假設(shè)出來的例子來對自然選擇學說進行解釋,勢必會遭到人們的反對,正如當初萊爾的“地球近代的變遷,可用作地質(zhì)學的解說”這一寶貴意見所遭到的反對一樣。但當人們用當今仍然存在的各種作用來解釋深谷的出現(xiàn)或內(nèi)陸長形崖壁的形成時,我很少聽到有人說這是微不足道的或不重要的。自然選擇的作用,只是把每種有利于生物的微小遺傳變異保存并積累起來。就如同近代地質(zhì)學否定“一次洪水就可以開鑿出大山谷”的觀點一樣,自然選擇就是要將連續(xù)創(chuàng)造新生物的信念,或生物的構(gòu)造能發(fā)生任何巨大的或突然的變異的信念否定掉。