引发革命的种子

亨利·尼科尔斯

加拉帕戈斯群岛的雀科鸣禽非常著名，达尔文的进化论却是从植物身上发现的。

1835年9月，英国皇家海军“贝格尔”号刚停泊在加拉帕戈斯群岛最东部的圣克里斯托瓦尔岛上，博物学家查尔斯·达尔文便急切地上岸去收集生活在那儿的各种昆虫、鸟类、爬行动物和植物的样本。起初，他对这片干旱的土地并没有太重视，“到处都是矮小干枯的灌木丛……就像我们那儿冬天里无叶的树木一样”，但他没有退却。约5周后，在“贝格尔”号离开这些岛屿时，他几乎收集齐了加拉帕戈斯群岛的所有

植物，数量相当可观。

幸运的是达尔文收集了这些植物样本。当时，关于达尔文和加拉帕戈斯群岛最受欢迎的描写集中在更为著名的雀类和巨型陆龟上。然而，当25年后达尔文最终发表《物种起源》时，根本没有提及这些生物。在对加拉帕戈斯群岛的讨论中，他只谈到了岛上的植物。

19世纪早期，人们对我们现在称为生物地理学的学科的兴趣越来越大，开始研究全球物种的分布。许多人仍然相信，是上帝创造了物种，并把完全成形的物种放到地球上，让它们去占领各自的栖息地。为了解释动植物为何能分布到像孤立的加拉帕戈斯群岛那么边远的地区，几个自然主义者认为，肯定有大陆桥把它们与大陆曾经连接起来。但在“贝格尔”号造访该岛以后，达尔文收集到的加拉帕戈斯群岛的植物却揭示了一种不同的情形。

当开始详细研究这些植物的叶子、花和种子时，胡克被自己的发现震惊了。

即使曾经有大陆桥通往那些岛屿，也不能解释这样的事实：达尔文收集的植物物种中一半为加拉帕戈斯群岛所特有，而且它们中的大多数都分别属于某一个岛屿所特有。“我从来没有想过，在这些相距仅100千米，多数能相互看到，拥有完全相同的岩石、相同的气候和几乎相同的海拔高度的岛屿上竟然生活着不同的物种。”达尔文在他的《研究杂志》中写道。如果物种在本质上并不固定，而是随着种子到达不同的地方而发生改变的，就可以更好地解释达尔文的观察。

为了证明这一猜想，达尔文需要对植物进行分类。鉴于他的植物学专业知识有限，达尔文向一位名叫约瑟夫·道尔顿·胡克的年轻植物学家求助。达尔文急于知道他所收集的植物物种的数量及其在整个群岛的分布。起初，胡克并没有期待会发现很多新事物，“物种无疑是独特的，但它们未必会形成一个或两个以上的特有种属”。换句话说，他认为加拉帕戈斯群岛的大多数植物符合已经建立的植物学种属框架。

当胡克开始详细研究这些植物的叶子、花和种子时，却大为震惊。1843年年末，他在给达尔文的信中兴奋地写道：“加拉帕戈斯群岛的植物物种之丰富远远超过我的想象。”

尽管它们与南美大陆的植被类似，但几乎一半的植物是当地特有的，只有在加拉帕戈斯群岛上可以发现。更有趣的是，几乎每一种开花植物和蕨类植物的分布范围都只局限于一个岛屿。“这是最奇怪的事实，”胡克写道，“完全颠覆了我们已经形成的观念，即物种从一个中心辐射开去的观念。”在加拉帕戈斯群岛上，每个不同的岛屿都拥有相似但不相同的植物群。

达尔文欣喜若狂：“我无法告诉你我是多么兴奋和惊讶，它们完美地印证了我对不同岛屿上的物种存在不同性的推断。”除了对加拉帕戈斯群岛上的植物的分布有深刻的见解之外，胡克的论文《加拉帕戈斯群岛的植被》还包含了关于植物最初是如何到达岛屿的一些非常有趣的猜测。例如，胡克指出，与大陆的热带植物相比，加拉帕戈斯群岛的植物群中，有一种特殊的开花植物所占的比例很小，很可能是因为“从南美洲大陆运输种子过来存在障碍”。接着，他提出了植物到达加拉帕戈斯群岛的四条主要途径：“输入这些植物的方式可能是洋流、气流、鸟类和人类。”

如果你的再生组织非常挑剔，在像加拉帕戈斯群岛这样的偏僻小岛上生存下来的概率是很低的。

胡克猜测，在海岸附近发现的大多数物种可能是漂流到加拉帕戈斯群岛的，它们坚韧的种子可以“在一段时间里抵抗海水的侵蚀”。有一些物种虽然离海岸较远，但由于它们的种子太大，不可能是风吹过来的，而且“也不可能依附在鸟类身上”，可能是通过海路到达加拉帕戈斯群岛的。胡克说，只有那些种子很小的物种和有“翼状物或其他附属物”种子的物种可能是靠风力到达的。他还相信鸟类是许多离海岸更远的植物出现在这里的原因。大家都知道人类曾经到访过加拉帕戈斯群岛，很明显，他们也曾带去了植物。洛雷纳岛是当时唯一有人居住的岛屿，也是唯一有大量植物被当作食物的岛屿。

1855年，达尔文专心验证胡克的一些推测。他在位于英国伦敦南部乡下的家中对这些种子进行了实验。他从很容易拿到手的物种开始——水芹、萝卜、卷心菜、生菜、胡萝卜、芹菜和洋葱，想确认海水能否将它们的种子杀死。他承认这“对许多人来说可能是非常幼稚的”，但他最终得到了一些有趣的结果并得出了出人意料的深刻结论。

他先把种子在海水中泡了一个星期，然后种到花盆里。令他吃惊的是，种子都发芽了。接下来他购买了更多物种的种子，并逐步加长它们在海水中浸泡的时间。到1859年达尔文发表《物种起源》的时候，他已经研究过87种不同植物的种子在这些恶劣环境中的表现。令人难以置信的是，几乎所有经过海水浸泡的种子都发芽了。其中的一些只活了几天，但其他的在几个月之后依然状况良好。

突然间，南美洲和加拉帕戈斯群岛之间的浩瀚海洋似乎不再是什么障碍了。然而还有一个问题：在他的实验中，很多种子都会沉到水底，也就是说，在它们到达加拉帕戈斯群岛之前就会消失在大海深处。达尔文对此的解释是，种子的性状会影响它的浮力。“比如，成熟的榛果立即就沉到了水底，但干了以后可以漂浮90天，之后再进行种植也都发芽了。”达尔文在《物种起源》中写道。同样，“成熟的芦笋果实在海水中能漂浮23天，干了的可以漂浮85天，之后种子还能发芽”。

此外，即使是会下沉的种子，如果它能搭乘某棵大树根上的泥块或者在动物尸体内受到保护的话，也可能被洋流运输过去。为了证明这种可能性，他用那种“只要浸在海水里几天就会死去”的种子喂一只鸽子，然后杀掉鸽子，并把它放在盐水里长达一个月。令他大为吃惊的是（可以想象他也很满意），那些纤弱的种子“几乎都发芽了”。

如果大多数种子可以在海水中生存数周，它们就能够完好无损地到达像加拉帕戈斯群岛那么偏远的岛屿吗？达尔文根据A.K.约翰斯顿的《物理图谱》计算出大西洋洋流的平均流速是约50千米/天。这个速度足够快，可以把很大一部分种子在它们沉没或死于盐分侵袭之前运出很远的距离。在加拉帕戈斯群岛案例中，从南美洲流来的洋流的速度通常是大西洋洋流平均速度的两倍。所以，粗略的计算表明，一颗种子无论是漂流还是搭乘便车都能够在短短9天多一点的时间内到达加拉帕戈斯群岛。那些种子纤弱的物种可能不会成功，但很多物种都成功了。

尽管加拉帕戈斯群岛的一些植物是依靠洋流，另一些是依靠风力到达此地的，但大家普遍认为大多数是在鸟类的帮助下到达的。“鸟类从来都是运输种子的高效媒介。”达尔文在《物种起源》中写道。尽管这是显而易见的，他仍然没有忽略搜集证据，到花园里寻找鸟粪。他写道：“在两个月的时间里，我在花园里捡到了12种种子，它们都来自小型鸟类的粪便，这看起来非常完美。我试种了其中一些种子，它们都发芽了。”他也在家附近挖过泥浆，观察到泥浆里都有种子。有一次，他从附近的池塘挖出的一小杯污泥中竟长出了500多株小植物芽。“我认为，水鸟不运输淡水植物的种子到遥远的地方才是一个令人费解的现象”。

在达尔文看来，一种植物一旦在一个像加拉帕戈斯群岛中的小岛那样孤立的地方定居下来，“保留有利变异、拒绝有害变异”最终将促成新物种的产生，他把这个过程称为自然选择。他在《物种起源》中写道：“我能看到，在数量和美丽程度上的变化是无限的，所有有机体彼此之间以及与它们生活的环境之间的相互适应是无限复杂的，这从长远来看会受到自然选择力量的影响。”

达尔文没有详述第一批种子是如何到达加拉帕戈斯群岛并参与这种生存竞争的。然而，在他访问之后的近180年间，大量的证据证明了这种适应性。20世纪80年代，有人发现加拉帕戈斯群岛上的绝大多数开花植物都能够自花授粉。达尔文会非常喜欢这个发现并着迷于对它做出解释。如果你的再生组织非常挑剔，就像一种开花植物只能依靠一种特定的昆虫在同种花朵间传粉的话，那要在像加拉帕戈斯群岛这样的偏僻小岛上生存下来的概率是很不乐观的。这也可以解释这样一个事实，即这个群岛上的大多数开花植物，由于不需要吸引昆虫传粉，所以花色不是特别艳丽（白色或黄色的花瓣是常态）。

事实上，加拉帕戈斯群岛上到处都有物竞天择的证据。海岸附近的植物都经受得住干燥高盐的环境，比如红树林特殊的根系可以从海水里吸收水分但不会把太多的盐分带上岸，黑树林的叶子里有盐腺组织，能够把盐分从植物内部转移到外部。

达尔文收集的加拉帕戈斯群岛的植物是他形成自然选择下的进化论思想的重要灵感来源。

除了高盐度的海岸地区，加拉帕戈斯群岛每个火山的最低处都很干旱，在那儿，水或者说缺水是终年存在的问题。在圣地亚哥，达尔文把一支温度计插到棕色的土壤中，水银柱飙升到近60℃。温度其实更高，但达尔文的温度计只有这么大的量程。只有特定的植物能够在这么炎热的环境中幸存。这些植物通常拥有非常特殊的根系。以仙人掌属的仙人掌为例，它们拥有两种根系：一种是浅层的精细根系，其作用是在暴雨之后吸收每一滴水分；另一种是深层的“龙头”根系，可以使植物牢牢地抓住岩石以便寻找更深的水源。如果能够储存水分，那么干旱带的生活会简单很多，仙人掌在这方面很有心得。毕竟它们的叶子已经改良到被我们称为“刺”的地步了，这是减少水分流失的一个完美方式。

在凉爽的季节里，比如6月至11月，雾气会在海拔500米至1000米之间徘徊，形成一个丰盈的湿润区。各种各样的植物汇聚在这儿，交相辉映。达尔文考察了干旱地区到潮湿区域的过渡，那里给他留下了深刻的印象。在洛雷纳岛的布莱顿海滩（即现在的波多·韦拉斯科·伊巴拉小镇所在的地方）登陆后，他向内陆走了约8000米。在那儿，他兴奋地“找到了黑泥，在树上看到苔藓、蕨类植物、地衣和寄生的植物粘连在一起”。

达尔文收集的加拉帕戈斯群岛的植物，是他形成自然选择下的进化论思想的重要灵感来源。1837年，他的鸟类样本——尤其是加拉帕戈斯群岛的嘲鸫鸟——使他留心了这样一些可能性：加拉帕戈斯群岛的动植物可能与南美洲的动植物同属一类，但在这儿会有非常新奇的发现，这里的大多数新物种都仅限于一个岛所有。但他未能记录下许多鸟类标本的来源岛屿，这意味着这些鸟没有给他提供可以支持或驳斥他的猜想的明显证据。

然而，加拉帕戈斯群岛的植物都符合他的猜想。胡克的初步评估确认加拉帕戈斯群岛的植物确实与南美洲的同属一类，但那儿有很多特有的地方物种，其中许多新物种的分布似乎都仅局限于一个岛。达尔文在1845年年初收到了这些结论，刚好赶得及将这些结论收录到他的《研究杂志》第二版上。这为关于加拉帕戈斯群岛的那一章增加了很多新材料，他也更大胆地提出了自己的结论。

“回顾所列事实，”达尔文写道，“如果创造力被展现在这些小小的、贫瘠的、岩石裸露的岛屿上的话，我们会惊叹于其数量之众。无论是在空间还是时间上，我们似乎都被赋予了某种东西来接近那个伟大的事实（那是神秘中的神秘），即新生命如何首次出现在这个地球上。”