自然选择作用的例证
如果在狼最难捕捉到猎物的季节,恰巧这一地区的偶然一种变化导致了鹿群数量的减少,或者是其他猎物数量的减少,那么,毋庸置疑,只有速度最快和体重最轻的狼才会猎取到鹿,从而拥有最好的生存机会,并因此被保留或被选择下来。
为了验证自然选择是否是像我所认为的那样发挥作用,请允许我虚构一两个事例。让我们以一只捕食各种动物的狼为例,在捕食过程中,因捕食对象的不同,它有时需要靠自己的技巧,有时需要靠自己的体力,有时则需要靠敏捷的速度。我们再以鹿这种最为敏捷的猎物为例,如果在狼最难捕捉到猎物的季节,恰巧这一地区的偶然一种变化导致了鹿群数量的减少,或者是其他猎物数量的减少,那么,毋庸置疑,只有速度最快和体重最轻的狼才会猎取到鹿,从而拥有最好的生存机会,并因此被保留或被选择下来。当然,它们捕食其他动物的原理也是一样的。这和人类通过细致且有计划的选择,或者通过无意识的选择(人们尝试保存最优良的狗,但根本没有想到去对这种品种的狗进行改变)就能够改进长躯猎狗的敏捷性是一样的。在这里,我要补充一点趣味性的东西:皮尔斯先生说,在美国的卡茨基尔山生活着两种发生了变异的狼,一种体形轻快像长躯猎狗那样,它们追捕鹿;另一种身体较庞大,腿较短,它们常常袭击牧人的羊群。
需要重申一点,在我刚才所虚构的这一个事例中,我所说的被保存下来的狼是指个体体重最轻的那种,而不是说只要发生了单独且显著的变异就会被保存下来的狼。在此之前,我曾提到,后者的出现次数也很多。我发现,个体差异具有十分突出的重要性,这促使我要对人类无意识选择的结果作充分的讨论。人类的这种无意识选择的目的是要把具有一些价值的个体保存下来,并将有害的个体销毁。我还发现,在自然状态下,一些偶然的构造偏差被保留了下来,比如畸形物种被保留就是不寻常的事[2]。尽管按照常理来说理应如此,但当我读了刊登在《北部英国评论》上的一篇拥有有力证据和价值的论文后,我才知道无论是微细还是显著,单独的变异能被长时间保留下来的事例都是十分罕见的。这篇论文的作者以一对动物为例,它们一生中共繁衍的200个后代,却因种种原因遭到了毁灭,最后只剩下大约两个后代能够生存并繁殖它们的种类。事实上,对大部分的高等动物而言,这是一个非常高的估计,但对大量低等动物而言却并不是这样的。于是作者指出,如果有一个独立的个体能够存活下来,同时,它又在某一方面发生了变异,而这一变异又导致它的生存概率是其他个体的两倍,那么仍然会出现因为死亡率太高或者其他一些原因,而致使它的生存受到严重威胁的情况。即便它能够生存而且繁殖下去,并且有一半的后代也遗传了这种有利的变异,那么,正如本篇论文的作者所继续指出的那样:其后代的生存与繁殖的机会也只能稍稍好转。而且这种机会还会随着时间继续减少下去。我完全赞同这种论点。比如某一种类的一只鸟,当它的喙因变得钩曲而能够更容易地获得食物,而且它的后代也遗传了它的这种变异并因此而繁盛起来,其单个个体是否就能将其他普通的类型排除掉,从而使自己的种类继续被保留下去呢?答案是否定的——这样的概率很小。从发生在家养状态下的一些情况来判断,在许多世代中,如果我们保存了一些具有钩曲喙的个体,并且毁灭了那些具有直喙的个体,那么,上述的结果仍有可能出现。
伪装高手——变色龙
变色龙是一种“善变”的树栖爬行类动物,为了逃避天敌的侵犯和接近自己的猎物,它们会在不经意间改变皮肤的颜色,然后一动不动地把自己融入到周围的环境之中。久而久之,这种善于伪装的本领便被自然选择保存下来。
有这样一个问题不容忽视:由于相似的体质会受到相似的作用,因此,一些非常显著的变异就会反复再现(没有人将这种变异当成个体差异来看)。对于此种情况,我们可以从家养生物中举出很多事例。在这种情况下,就算变异的个体不马上把才获得的新性状遗传给后代,但只要生存条件不变,那么,毫无疑问,它早晚还是会把这种按同样方式变异,且更加强烈的倾向遗传给后代。同样,由于按照同样方式进行变异的倾向总是那么强烈,所以同一种类的所有个体都会在毫无选择余地的情况下发生相同的变异,可能只有1/3或1/5,甚至1/10的个体会受到这种影响。对此,我可以举出不少事例。比如葛拉巴曾计算过,非罗群岛上有1/5的海鸠都具有同一种特征非常显著的变异,并曾被列为一种独立的物种,称为Uria Lacrymans。在这种情况下,如果变异是有利的,那么在最适者生存的法则下,原有的类型很快就会被发生了变异的新类型代替。
事实上,大多数的动物和植物都喜欢固守在原有的疆土中,不到万不得已,它们是不会在外活动的。候鸟就是这样,它们在越冬后几乎是一定要回到家乡的。对自然状态的变种而言,有一条普遍的规律,即它们最初通常是被限制在了一个地方。因此,发生同样变异的个体会快速地聚集成一个小团体,然后就地繁育。如果新的变种取得了生存斗争的胜利,那么它们便会以自己的聚集地为中心,缓慢地向周边扩张,逐渐扩大,并且在自己的边界上与那些未曾变化的个体进行斗争,并战胜对方。
鼹鼠
鼹鼠的前脚大而向外翻,爪子有力,像两只铲子,头紧接肩膀,看起来像没有脖子,整个骨架矮而扁,如挖掘机一样。以上这些特点是自然选择保存下来的变异,以使鼹鼠更适合在狭长的地下或隧道里自由生活。
还有一些更为复杂的事例可以证明自然选择的好处。比如,有些植物分泌甜液是为了将体液里的有害物质排泄出来。某些荚果科植物的托叶基部的腺就分泌这种液汁,而普通月桂树的叶背上的腺也分泌这种液汁。这种液汁的分量很少,且总是被昆虫贪婪地吸食掉。不过昆虫对这种汁液的吸食并不会让植物得到任何好处。现在,让我们作一个假设,假如在任何一种植物的部分个体中,都会从内部分泌这种液汁或者花蜜。在昆虫吸食花蜜的过程中,会把花粉从一朵花带到另一朵花上去。同种的两个不同个体的花也因此而杂交,那么这种杂交出来的幼苗就会非常强壮,这一点已得到了证实,这些幼苗也因此得到了繁盛和生存的最好机会。如果某种植物的花具有最大的腺体即蜜腺,那么,它们就一定能分泌出最多的蜜汁,从而受到大量昆虫的光顾,最为频繁地发生杂交。长期下去,它就会独占优势,成为一个地方变种。也有另外一种情况,如果花的雄蕊和雌蕊的位置与前来访问的某一特定昆虫的身体大小和习性相适应,而且在任何程度上都有利于花粉的输送,那么这些花也会得到巨大的好处。有些昆虫来往于花丛之间,并非为了吸取花蜜,而是为了采集花粉,让我们以此为例:花粉的形成是为了受精,所以它的毁灭对于植物而言,是一种相当大的损失;但如果只有少量的花粉被昆虫吃掉,其余花粉从这朵花被带到那朵花上去,最初出现这种情况可能源于偶然,但在这之后就会成为一种惯例。如果植物因此而达到了杂交的目的,哪怕有90%的花粉被吃掉,它也依然获益匪浅。同时,那些能产出更多花粉的,且具有更大花粉囊的植物个体就会被选择保留下来。
当植物周而复始地持续上述过程之后,它们就能够很容易地吸引昆虫,而昆虫也会在不知不觉间,按时地在这些植物的花与花之间传授花粉。大量显著的事实证明,昆虫可以极为有效地从事这一工作。我只举一个例子,它可以说明植物在雌雄分化中的一个步骤。有些冬青树只开雄花,它们有四枚雄蕊,而且这四枚雄蕊只产生少量的花粉,另外,它还有一个发育不全的雌蕊。而有些冬青树却只开雌花,这些雌蕊的个头都相当合适,可是它们的四枚雄蕊上的花粉囊却都萎缩了,里面没有一粒花粉。在距离一株只开雄花的冬青树54米远的地方,我曾找到一株有雌花的冬青树,我在它们的枝条上各摘了20朵花,并用显微镜来观察这些花的柱头。结果,我在这20朵花的柱头上都发现了几粒花粉,其中几个柱头上的花粉稍多。我注意到,在那几天里,风都是从雌树吹向雄树的,因此花粉当然不是由风传带过来的。同时,当时的天气非常寒冷且不时有狂风暴雨,可以说,这样的天气对于蜂类也是很不利的。但就是在这样一种情况下,我检查过的每一朵雌花,都通过蜜蜂而有效地受精了。现在回到我们的假设中来:当植物发展到能够高度吸引昆虫的时候,其花粉便被昆虫按时地从这朵花传到那朵花,于是,一个新的过程就此开始了。我想,任何人大概都不会怀疑生理分工的有利性吧。所以,我们应该相信,如果两朵花或两株植物各自只生雄蕊或只生雌蕊,对于其中一种是有利的。但是,当植物被栽培或被放在新的生活条件下,其雄性器官或雌性器官,多少会变得不大成熟。如果我们假设,在自然状态下也存在这种情况,不论其程度多么轻微,那么,由于花粉已经按时从这朵花传到那朵花,并且依照分工的原则,植物的较为完全的雌雄分化是有利的,所以这种倾向愈加明显的个体,就会继续得到利益而被选择下来,最终达到两性的完全分化。依据二型性和其他途径,各种植物的雌雄分离正在进行着,其步骤就不在此详解了。我要补充说明的是,北部美洲的某些冬青树,根据阿萨·格雷所说的,正好处种中间状态,多少是杂性异株的。
冬青树
达尔文指出,一些植物有着雄雌分化的过程。如冬青树,它们的个体中,有的只开雄花,有的只开雌花,但是,在这样的情况下,雌蕊的柱头上依然有一些花粉。经过观察发现,让雌蕊受精的,不是风的传播作用,而是蜂类。这就证明了达尔文的假设:当植物发展到能够高度吸引昆虫的时候,其花粉便被昆虫按时地从这朵花传到那朵花。
蜻蜓的结构示意图
和许多节肢动物一样,蜻蜓是通过遍布它们肌体中的微型气管直接吸收氧气,而不是通过血液间接吸收氧气。所以,在古生代后期,因为大气中氧气浓度极高而催生了一种巨型的蜻蜓,它们的双翅展开后可达70厘米左右,像鹰一样。和蜜蜂一样,蜻蜓也充当着为植物传花授粉的角色。
让我们把话题转回到只吃花蜜的昆虫上来吧。有例可证,蜂类在吸食花蜜的过程中是十分节省时间的。它们有一种习性,即通过在某些花的基部咬一个洞来吸食花蜜,尽管它们只需要克服一点点的麻烦就可以从花的口部进去。这就说明,在某些环境里,就算吻的曲度和长度的差异微细到了让人无法觉察的地步,但是对于蜂或其他昆虫来说却有可能是有利的,它们将会使某些个体比其他个体更快地获得食物。这些差异也会促使它们所属的这一族群更加繁盛,并生出更多的具有相同遗传特性的后代。如果不仔细观察,你将难以发现普通红三叶草和肉色三叶草的管形花冠在长度上所存在的差异,而蜜蜂能够很轻易地吸食到肉色三叶草的花蜜,却无法吸食到普通红三叶草的花蜜,只有土蜂才有能力吸食到普通红三叶草的花蜜。因此,尽管普通红三叶草遍布整个田野,但它们却不能把珍贵的花蜜提供给蜜蜂。其实,蜜蜂是非常喜欢普通红三叶草的花蜜的,在秋季时节,我曾多次看到许多蜜蜂从土蜂在它花管基部所咬破的小孔里去吸食花蜜。这两种三叶草的花冠长度决定了蜜蜂能否吸食,它们彼此之间的相差程度也是非常微细的。我曾听说,当普通红三叶草被收割一次后,其第二茬的花会比第一茬的略小,于是,大量的蜜蜂就会飞来吸食第二茬的花。我尚不知道这一传闻是否属实,也不知道另外一种已经发表的记录是否可靠——据说意大利种的蜜蜂(学术界的普遍观点都认为这种蜜蜂是普通蜜蜂种的一个变种,它们的最大特点是彼此之间可以自由交配)能够飞到普通红三叶草的泌蜜处去吸食花蜜,因此,在长有此种红三叶草的地区,那些吻略微长一些的,即吻的构造略有差异的蜜蜂可以获得巨大的好处。另一方面,这种三叶草的受精也完全要依靠这种吻略微长一些的蜂类来完成。在任何一个地区,如果当地的土蜂非常稀少,那么,那些花管较短或花管分裂较深的植物便相对更受益,因为这样的构造更便于蜜蜂吸取它的花蜜。通过这些事例,我总结出,一旦持续保留具有微小构造偏差且这种偏差能达到互利效果的所有个体,花和蜂将同时或先后发生变异,最终二者将达成最完美的相互适应。
我很明白,如果仅用上述这些假设出来的例子来对自然选择学说进行解释,无疑会遭到人们的反对,一如当初莱尔的“地球近代的变迁,可用作地质学的解说”这一宝贵意见所遭到的反对一样。但当人们用至今仍然存在的各种作用来解释深谷的出现或内陆长形崖壁的形成时,我很少听到有反对之声。自然选择的作用,只是把每种有利于生物的微小遗传变异保存并积累起来。它既不能连续创造新生物,也不能使生物的构造发生任何巨大的或突然的变异,它是一个缓慢积累的过程。