达尔文的未竟之问:从小猎犬号到分子时代的叙事起点 / Darwin's Unfinished Questions: The Narrative Starting Point from HMS Beagle to the Molecular Era
1835年9月16日,加拉帕戈斯群岛圣克里斯托瓦尔岛的晨雾还未散尽,26岁的查尔斯·达尔文(Charles Darwin)踩着覆盖着火山灰的礁石登陆时,绝不会想到,脚下这片被火山喷发塑造的荒岛,将成为改写人类认知的演化论的叙事起点。他在当天的航海日记里用铅笔写着:“这里的生物看起来都像是被随意拼凑起来的——嘲鸫的喙、象龟的壳、仙人掌的刺,每一种都像是为了特定的环境专门设计,却又和南美洲大陆的生物有着千丝万缕的联系。”[^1] 这段被夹在他航海日记第17卷里的简短记录,后来被证明是人类科学史上最重要的观察笔记之一,只是当时的达尔文,还完全没意识到这些看似零散的观察背后,藏着一个足以颠覆神创论的秘密。
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1835年9月16日日记原文摘录(中英对照)
> English: September 16th. — Landed on Chatham Island, which is the most easterly of the Galápagos group. The whole of this island is covered with a kind of coarse vegetation, consisting of trees, shrubs, and herbage, all of a most singular appearance. The birds here are remarkably tame; I could have killed a dozen of them with a stick. The mocking-birds are of a different species from those of South America, and what is very remarkable, each island of the Galápagos seems to have its own peculiar species of these birds, as well as of the tortoises and other animals. The lizards are equally curious, and the marine iguanas, which swim in the sea and feed on sea-weed, are unlike any animal I have ever seen. > > 中文: 9月16日。登陆圣克里斯托瓦尔岛,这是加拉帕戈斯群岛最东侧的岛屿。整座岛覆盖着一种形态奇特的粗糙植被,包括树木、灌木与草本植物。此地的鸟类异常温顺,我可以用一根棍子打下十几只。这里的嘲鸫与南美洲的并非同一物种,尤为特别的是,加拉帕戈斯的每个岛屿似乎都拥有自己独有的嘲鸫物种,象龟与其他动物也是如此。蜥蜴同样奇特,海鬣蜥能在海中游动、以海藻为食,与我此前见过的任何动物都截然不同。 </历史档案>
在加拉帕戈斯群岛的五周里,达尔文几乎走遍了四个他登陆的岛屿:圣克里斯托瓦尔、查尔斯、詹姆斯与阿尔贝马尔。他每天跟着当地的向导,背着装满标本的布袋,在火山岩与仙人掌丛之间穿行,记录每一个他看到的生物的形态、习性、生境。他当时对演化毫无概念,甚至对“物种会不会变化”这个问题都没有明确的认知——他是剑桥大学神学院毕业的,从小接受的是神创论教育,相信所有物种都是上帝在几千年前一次性创造的,之后再也没有变化。他收集象龟标本的时候,甚至觉得这些“行动缓慢的活化石”是“上帝创造出来给人类食用的低等生物”,完全没有意识到不同岛屿的象龟壳形差异是演化的直接证据。
真正让达尔文开始困惑的,是他后来发现的鸟类标本的戏剧性反转。回到英国后,他把自己在加拉帕戈斯采集的193份鸟类标本交给了当时英国最顶尖的鸟类学家约翰·古尔德(John Gould)鉴定,原本以为这些标本包括了嘲鸫、雀类、鹰、燕雀等至少12个不同属的鸟类,结果古尔德的鉴定结果让他大吃一惊:这些所谓的“不同属的鸟类”,全部都是雀科(Finch)鸟类,而且每个岛屿的雀类都有独特的喙形——有的喙又粗又短,适合咬碎坚硬的种子;有的喙又细又长,适合从花朵里吸食花蜜;有的喙尖锐弯曲,适合捕捉昆虫。达尔文在给剑桥老师约翰·亨斯洛(John Henslow)的信里写:“这太荒谬了,上帝为什么要给每个岛都创造一套不一样的雀?难道物种不是固定不变的吗?”[^2] 这个困惑,正是他后来提出演化论的起点。
<历史档案>
达尔文致约翰·亨斯洛信件节选(1837年3月)
> English: I have been busily at work examining my Galápagos specimens, and the result is most extraordinary. Mr. Gould tells me that all the little birds I brought home, which I thought were at least three or four different genera, are all true finches, and what is more, each island has its own peculiar species. I can hardly believe it, but the specimens are before me. It is as if the Creator had made a separate set of animals for each island, which seems to me most improbable. I must think more about this. > > 中文: 我一直在忙着检查我在加拉帕戈斯采集的标本,结果非常离奇。古尔德先生告诉我,我带回来的所有小鸟,我原以为至少是三四个不同的属,结果全都是真正的雀类,而且每个岛都有自己的特有物种。我简直不敢相信,但标本就在我面前。就好像上帝给每个岛都创造了一套独立的动物,这在我看来极不可能。我必须好好想想这件事。 </历史档案>
1836年10月,达尔文随小猎犬号(HMS Beagle)回到英国,此时他已经积累了足以让他怀疑物种不变性的证据:除了加拉帕戈斯的雀类和象龟,还有南美洲的化石和现存生物的相似性、太平洋岛屿的特有物种与大陆物种的亲缘关系、家养动物的巨大变异。他开始疯狂整理笔记,阅读所有他能找到的地质学、生物学、经济学著作,试图找到一个能解释所有这些现象的统一机制。1838年9月28日,他在读马尔萨斯(Thomas Malthus)的《人口论》时突然想到了关键的一环:所有生物都会产生超过环境承载量的后代,只有那些拥有有利变异的个体才能活下来并繁殖,这样有利变异就会在种群中积累,经过足够长的时间,就会产生新的物种。这个机制就是后来被称为“自然选择”(natural selection)的核心逻辑。
但达尔文直到这时,仍然有一个绕不过去的核心困惑:变异是怎么产生的?变异又是怎么遗传给后代的? 他清楚地观测到了