达尔文提出进化论
1831年,达尔文随英国“贝格尔号”军舰环绕世界进行科学考察。在此期间,达尔文积累了大量的观察记录,并最终促使其提出自然选择进化论。令人吃惊的是,此次航行他并不是以博物学家或生物学家的身份参与,而是以舰长晚餐伙伴的身份随行。
1809年2月12日,查尔斯·达尔文出生于英国小镇施鲁斯伯里,祖父为英国医师伊拉兹马斯·达尔文(1731~1802年),尽管伊拉兹马斯·达尔文也支持进化论,但他所坚持的进化论是由法国博物学家让·巴帕蒂斯特·拉马克(1744~1829年)提出的“用进废退”学说(后来该观点被证明是错误的)。1831年,查尔斯·达尔文于剑桥大学毕业后,以“贝格尔号”军舰舰长罗伯特·菲茨罗伊朋友的身份随行,进行科学考察。达尔文的植物学老师约翰·史蒂文斯·亨斯洛(1796~1861年)的极力推荐使其得以成行。此时的达尔文立志成为一名博物学家,通过此次长达5年的航行,达尔文获得千载难逢的机会得以观察遥远的地球另一侧的各种生物。“贝格尔号”先后到达特内里费岛、非洲西海岸的佛得角群岛等,随后绕过南美洲最南端的合恩角前往南美洲西海岸巴塔哥尼亚、智利、秘鲁以及加拉帕戈斯群岛,继而横穿太平洋航行至塔希提岛以及新西兰,最后借道毛里求斯(非洲岛国)以及非洲南海岸好望角返回英国,前后共历时达5年之久。每到达一个港口,达尔文都上岸考察,并且收集岩石、动植物标本。
大事记
1831~1836年 达尔文随“贝格尔号”做环球考察
1838年 达尔文阅读马尔萨斯1803年出版的经济学巨著
1858年 达尔文与华莱士联合发表论文
1859年 《物种起源》出版
达尔文提出自然选择进化论,诱发了19世纪中期生物学界的一场革命。
在5年的航行中,达尔文在南美洲上岸的次数远远多于其他地方。事实上,他待在岸上的时间比在船上的时间还多。除了收集奇异动植物的标本外,达尔文还研究所到之处的岩石成分以及地质学特征。在巴塔哥尼亚,达尔文发现一处高达6米的沙砾层岩石,其中包含巨大的骸骨,而这些骸骨实在是太大了,不属于任何现存的物种。达尔文发现,除了太大之外,这些骸骨同南美洲的犰狳以及树懒非常相似。达尔文很快意识到这可能是它们已经灭绝的远古祖先。但到底是什么原因导致了它们的灭绝?是否是因为它们已经不适于生存?
知识链接
加拉帕戈斯群岛的雀类图谱
加拉帕戈斯群岛又称科隆群岛,是一组火山岛,由7个大岛与70多个小岛和礁石组成,位于南美厄瓜多尔西海岸1000千米的赤道线上。1835年9月,达尔文随“贝格尔号”到达该群岛,达尔文在此收集了大量的动植物标本,包括大量的加拉帕戈斯雀类等。直到达尔文等人返回英国,鸟类学家约翰·古尔德(1804~1881年)详细研究达尔文所收集的标本后发现,这些鸟类最大的差异在于它们的色泽以及喙不同。例如,以植物种子为食的一些雀类拥有短而粗的喙;相反,以昆虫为食物的雀类则拥有细而长的喙。达尔文认为,这些雀类都是由最初大陆上的某种原始雀类变异而产生的后代。它们的原始祖先来到加拉帕戈斯群岛后,因为此地无其他鸟类与之竞争,因此它们开始仅食用一些特定的食物。一些雀类主要以昆虫的幼虫为食,另一些雀类则以飞行昆虫为食,其他的则以坚果、种子为食。久而久之,它们最终演化出各自不同的喙,由于它们仅与自己的同类交配,最终形成不同的种类。
加拉帕戈斯群岛13种雀类中有8种彼此非常近似,也就是达尔文所收集的那些雀类。雀类1、3、4拥有长长的喙,适于以昆虫为食。雀类2以植物果实为食。相对于雀类2来说,喙较为纤细(但仍属于短粗喙)的雀类5、6则以植物种子为食。
体型较大的两种鸟类属于地雀类,它们拥有强壮的喙,以食用仙人掌。而较小的这种鸟类属于鸣雀类,之所以称之为鸣雀类,是因为它们的叫声非常婉转动听,也生活在加拉帕戈斯群岛,专以小型昆虫为食。
如方向箭头所示,“贝格尔号”在南美的许多海岸停靠,有时甚至多次往返,以便达尔文能够收集到更多的动植物标本。
1836年秋天,“贝格尔号”返回伦敦后,达尔文一直潜心研究地质学,并支持地质均变论。地质均变论最初由苏格兰地质学家查尔斯·莱尔(1797~1875年)提出,该学说认为整个世界处于匀速的变化之中。随后,达尔文还拜读了英国经济学家托马斯·马尔萨斯(1766~1834年)的诸多著作,书中提出了“生存竞争”一说。
达尔文意识到“生存竞争”同样也发生在动物界,比如为什么一些鱼类在食物明显不足的情况下仍坚持繁衍大量的后代?但是这些后代中的一部分又确确实实地生存了下来。这一现象启发了达尔文,使之萌生了“只有最适应环境的动物才能生存”的观点,换句话说,自然选择的过程是自然界的一个内在机制,该机制运作的结果使得自然界不断地选出最适合的生存物种。
就在达尔文将自己的这些观点归入进化论的同时,威尔士博物学家阿尔弗雷德·罗素·华莱士(1823~1913年)通过对亚洲及澳大利亚的长期观察,也得到了同样的结论。1858年,华莱士写信给达尔文阐述了自己的观点,随后二人联合在林奈协会生物学杂志上发表了一篇关于进化论的论文。次年,达尔文出版巨著《物种起源》。1889年,华莱士也出版了关于达尔文学说(进化论)的书籍。
达尔文的理论认为,自然界通过突变来达到进化的目的。有利的突变会遗传给后代,逐步地改变整个物种。最终,一个全新的更加适应自然界的物种生存了下来,而另一些不适应的物种则走向了灭绝。当然,达尔文及其同时代的科学家都无法解释为什么生物界会发生突变。但他们不知道的是,这一问题早在6年前就被深处奥地利修道院的隐士格里格·孟德尔(1822~1884年)解决了。他在自己的花园中通过种碗豆揭示出遗传的本质,提出了遗传的基本定律——“分离定律”与“独立分配定律”,即物种后代通过遗传获得前代的基因,而基因的存在为“突变”铺平了道路,也就是物种进化的手段。