物种起源:大自然的谜题
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对具有特殊习性与构造的生物的起源与过渡的讨论

陆栖到水栖

反对我的人提出,陆栖食肉动物在向水栖食肉动物转变的过程中,是怎样逐渐改变并适应新的栖息环境的?在现生动物中,我们不难发现许多密切连接陆栖习性到水栖习性的中间种类。这些种类为了在生存斗争中存活下来,必须很好地适应自己栖息的环境。

 

例如,北美洲的水貂。这种动物四肢脚掌有蹼,外形如毛皮、较短的四肢和尾巴的形状都和水獭非常相似。它们夏天在水中以捕食鱼类为生,但是到了冬天就会像其他鼬类一样,捕食鼠类等陆栖动物。

水貂

水獭

水貂与水獭都属于脊索动物门,哺乳纲,食肉目,鼬科。两者外形非常相似,同为半水栖兽类,善于游泳,而且皮毛均属于名贵皮张。

蝙蝠的演变

也许有人会问,以昆虫为食的四足兽类怎样才能转变为具有飞行能力的蝙蝠?这个问题非常难以回答,但是这对自然选择学说并不能产生太大的影响。我只能从已经搜集发现的一些鲜明的实例中略谈一二,来说明近似物种的过渡习性和构造,以及相同物种习性的永久性或暂时性。我认为,像蝙蝠这种比较特殊的例子,需要用大量的中间过渡类型进行对比分析,才能给予有力的解答。

飞鼠

我们先来看松鼠科的动物。有的松鼠尾巴稍稍扁平,而理查森爵士描述的一些种类的身体后部逐渐变得宽阔,两肋的皮膜向外逐渐延伸。借助这些细微的改变,松鼠就有可能演化成所谓的飞鼠。皮膜将飞鼠的四肢及尾巴基部连接起来,形成类似降落伞的结构,这使飞鼠可以在空中远距离滑翔,如从一棵树滑到另一棵树。

飞鼠

飞鼠:即鼯鼠,是一类隶属于脊索动物门、哺乳纲、啮齿目、松鼠科的动物,能够在树间滑翔,自颈两侧到身体两侧都有皮膜与四肢相连。

虽然松鼠的各种构造都是为了适应栖息环境、避免被天敌捕食,并利于取食、交配等,逐渐演化得来,具有一定的适应性,但并不是所有的结构都完美地适应了其需求与环境。

总有一部分松鼠在自然选择中被淘汰,可能是不适应气候和植被的变化,也可能是栖息地迁入了对该种类具有威胁的竞争种或者天敌。原有种类要想在这种多变的环境中生存下来,它们身体的构造就要发生相应的改变来适应。

因此,这些肋旁皮膜逐渐延伸扩大的松鼠,由于更适应环境而将继续生存下去,繁衍生息,并在长期演化中通过变异的积累演变成新的种类——飞鼠。

飞狐猴

下面再来看看猫猴类动物,也就是我们常说的飞狐猴。以前人们把它归于蝙蝠类,现在把它重新归于食虫类。飞狐猴的肋旁也具有宽阔的皮膜,从额角起一直伸展至尾巴,连接着长有长爪的四肢。皮膜里面还长有伸张肌。

飞狐猴

虽然现在不存在具有逐渐变化的适用于飞行构造的连接猫猴类和食虫类的中间过渡类群,但是我们可以认为,这些过渡的中间类群曾存在过,而且它们在发展演变过程中,产生过适应性的结构。

我们不难从此得出结论,自然选择促使猫猴类连接指头和前臂的膜大大延伸,这种促进作用同样可以促使蝙蝠的诞生。有些种类的蝙蝠的翼膜从肩膀顶端一直延伸到尾部,我们可以从此发现飞翔构造产生前适于滑翔的构造痕迹。

鸟类的翅膀

自然界中有着各式各样的鸟类,其中有些鸟的翅膀及其功能都发生了特殊变化,例如:大头鸭的翅膀仅用于击水;企鹅的翅膀在水中当鳍用于划水,在陆地上当前足用;鸵鸟的翅膀被用作助跑工具;几维鸟的翅膀几乎完全退化,丧失了原本的功能。如果这些鸟都灭绝了,我们也不能武断地说这些特别的鸟类不曾存在过。它们身体的这些特殊构造,都是适应其生活环境的结果,是生存斗争导致的。换句话说,这些结构适应其现生环境,但不广泛适应于全部环境。这些由于不同的功能需求而导致的鸟类翅膀的特异性变化,也从侧面反映出鸟类飞翔能力的获得是一个过程,或者至少可能是一个慢慢过渡的过程。

几维鸟

几维鸟:隶属于脊索动物门,鸟纲,平胸总目,无翼鸟科。几维鸟数目极其稀少,仅生存在新西兰的部分岛屿上。其外形像鸡,翅膀与尾均退化,喙长而微微弯曲,鼻孔位于喙的尖端(此点与众不同)。几维鸟夜里出来觅食蠕虫,白天钻入地面的洞穴或树根下隐藏。

飞鱼的演变

既然存在着能够适应陆地生活又能够在水中呼吸的甲壳动物与软体动物,也有能够飞行的鸟类、兽类和虫类,以及远古时期存在过的会飞行的爬行动物,那么我们可以设想依赖鱼鳍而在空中飞跃滑行的飞鱼,能够变成拥有翅膀的动物的可能性。如果真的发生过这种演变,那么谁能知道它们的早期过渡状态是生活在大海里,并且翅膀是由用于躲避天敌增加跳跃能力的鱼鳍逐渐演变而来的呢?

如果一种生物具有与其特殊习性达到高度适应的各种构造,如鸟类用于飞行的翅膀,那么这些完善构造的原始形态就会很难被保留下来,因为完善构造更具有竞争力,并且在自然选择的作用下还能够日趋完善。

由此我们可以进一步肯定,为了适应不同生活环境及不同生活习性产生的初期过渡状态,发展较慢,从而使得类型也较少。

至此,我们再重新回顾一下飞鱼的例子。真正能飞的鱼,其飞行能力不是为了拓宽捕食范围而发展起来的,而是在众多的相似类型中逐渐发展完善到一定程度时,才大大提高了其生存竞争的能力,进而在自然选择中占有优势而被保留下来,并继续完善。由于过渡状态类型数量较少,所以在化石中其存量及发现机会都非常微小。

几个习性改变的例子

下面我将举几个例子,对同种生物个体间习性的改变和习性的分歧进行说明。无论在什么情况下,自然选择都促使动物的构造向着适应其变化的习性的方向发展,或者与某一种习性高度契合。但是我们无法确定,到底是习性的改变导致构造的变化,还是构造的改变引起习性的变化。不过,这些对于我们来说并不重要,因为这两者通常是同时发生的。习性改变的例子,仅仅通过以外来植物和人工饲料为食的昆虫就足以说明。

自然界存在着数不胜数的同种生物习性发生分歧的例子。南美洲的霸鹟,可以像茶隼一般翱翔,或者像翠鸟一般静静地在水边等待,再以非常快的速度俯冲进水中捉鱼。而在英国,大茬雀有时像旋木雀一般攀缘在树枝上,而有时又像伯劳鸟一样袭击小鸟头部,以致其死亡。我还经常看见并听见它们像一样啄食紫杉的种子。赫恩曾发现北美洲的黑熊可以在水中游好几小时,并张大嘴,像鲸一样捕食水中的昆虫。

霸鹟

霸鹟:隶属于脊索动物门,鸟纲,雀形目,霸鹟科的一类鸟。食性多样,大部分以昆虫为食,少部分捕鱼。由于该种类生性好斗,所以称之为霸鹟。

我们有时可以发现有些物种的个别个体,具有不同于同种或者同属异类固定行为的特殊习性。我们可以推测出这些具有特殊习性的个体也许会演化成新物种,因为它们的构造正在发生或细微或显著的改变。这样的现象普遍存在于自然界之中。

啄木鸟

啄木鸟是解释行为适应性的最佳范例。通常,啄木鸟攀爬树木并以树中的昆虫为食,但是在北美洲,啄木鸟主要以取食果实为生,还有一些翅膀较长、飞行能力强的种类以捕食飞行中的昆虫为生。

啄木鸟

啄木鸟:隶属于脊索动物门,鸟纲,形目,脚为对趾型,有利于其攀在树干上。嘴形似凿,利于捕捉树皮下栖居的害虫,如天牛幼虫等。尾巴上的羽毛坚硬而富有弹性,能起到很好的支撑作用。啄木鸟是著名的森林益鸟,有“森林医生”的美名。我国常见种类有斑啄木鸟等。

在植被较为稀疏开阔、几乎没有树的拉普拉塔平原位于南美洲东南部,东边是巴西高原和大西洋,西边是安第斯山脉,南边是巴塔哥尼亚高原。上,有一种叫草原扑翅的啄木鸟,其两趾朝前,两趾朝后,舌长而尖,尾羽又尖又细。它所具有的这些特殊构造,能够确保自己在树干上保持直立,但是它却不具有典型啄木鸟的特征,如坚硬的尾羽、直且坚硬的喙等,虽然它的喙足以用来在树木上凿洞。

因此,总体来看,这种鸟确实是啄木鸟的一种,其羽毛颜色、粗糙的音调、波动式的飞翔,都明显地表示它同普通啄木鸟有密切的亲缘关系。根据我和亚莎拉的观察,在一些区域中,这种啄木鸟甚至不攀爬树木,并以河堤上的洞穴为巢。

但是,在赫德森先生的考察中,他发现在别的地方,这种啄木鸟也会在树干上凿孔筑巢,并且主要栖息在林中。

另外,沙苏尔还曾描述过,墨西哥有一种喜欢在坚硬树木上凿洞用以储存栎果的啄木鸟。

海燕

下面,我再通过其他实例来解释属间不同物种的习性变化情况。海燕是一类最具海洋性的鸟,然而在火地岛位于南美洲的最南端。因为航海家麦哲伦首先看到的是当地土著居民在岛上燃起的一堆堆篝火,于是将此岛命名为“火地岛”。本书作者达尔文曾游历此地,他将旅行见闻记录在《“小猎犬”号科学考察记》一书中。的海峡间生活着一种名为叉尾海燕的鸟,其具有很强的潜水能力。这种鸟的一般习性、游泳方式以及起飞的姿势都与海鸦隶属于脊索动物门,鸟纲,鸻形目的一种海鸟,全身乌黑,仅腹部为白色,擅长捕鱼和游泳。相似,极易被误认成这两种鸟。但是,这种鸟实际上却是一种海燕,只不过不同的生活环境使其体型等身体构造发生了显著的变化。

海燕

海燕:隶属于脊索动物门,鸟纲,鹱形目,海燕科的一类动物。海燕属于小型海鸟,喙细小,尖端有弯钩,嗅觉好,善侦察食物。翼短而宽,十分有力,可以应付海上的大风浪。足有蹼,不适合在陆上行走。海燕觅食一般都是从空中猛扑下去,在水面捉住食物。

:隶属于脊索动物门,鸟纲,目的一种水鸟,嘴短而钝,善于潜水。

与这种海燕相比,拉普拉塔的啄木鸟却仅发生了一点点细微的构造改变。

有一类河鸟,即使是非常有经验的观察者也无法从其标本中猜测出半点儿水栖的习性,但是这类与鸫科隶属于脊索动物门,鸟纲,雀形目的一类鸟。该种类属于中小型鸣禽,多在地面栖息,善于奔跑,但也善于飞行及树栖。大多数种类鸣叫的声音都很动听。相似的鸟,却能潜水捕食,在水中拍打翅膀,双脚抓握石子。

膜翅目的昆虫,几乎都是陆栖的,但是卢伯克爵士却发现卵蜂属的蜂类具有水栖的习性,其可以在水中依靠翅膀运动,并能潜游4小时。由此可见,这种蜂的构造并没有因适应变化的环境和习性的改变而发生变化。

鹅、军舰鸟、小黑水鸡等

对那些认为所有生物都是固定不变的人来说,动物的习性与构造不一致性,是非常奇怪的。鸭子和鹅为了游泳而在脚趾间形成了蹼,这是一个非常典型的结构与习性的高度适应。但是,生活在高原的鹅,虽然也具有蹼,却很少走进水里。

至今只有奥杜邦发现过四趾都有蹼的军舰鸟能够站在海面上。

奥杜邦

约翰·詹姆斯·奥杜邦(1785~1851),美国著名鸟类学家、博物学家。他绘制的鸟类图鉴被称作“美国国宝”。

军舰鸟

从另一个角度来看,作为典型水栖鸟的小和黑鸭,它们的趾只在边缘地方长有膜,而不是整个脚掌。涉禽类的腿很长,但趾上没有膜,这种结构更适合在沼泽或浮草上行走。

小黑水鸡和陆秧鸡均归属于同一目,但是两者却具有不同的习性。小黑水鸡和黑鸭一样,是水栖鸟,而陆秧鸡却和鹌鹑或鹧鸪一样是陆栖鸟。

涉禽类 鸟纲分为平胸总目、企鹅总目和突胸总目,其中突胸总目包含现存大部分鸟类。该总目下的鸟翅膀都比较发达,善于飞翔,胸骨具有龙骨凸起等。根据其生活方式和结构特征,大致可分为6个生态类群,即游禽、涉禽、猛禽、攀禽、陆禽和鸣禽。涉禽就是生活在沼泽、湿地等浅滩地带,嘴长、颈长、脚长,适于涉水行走,不适合游泳。其休息时常一只脚站立,大部分是从水底、污泥或水面获得食物。鹭类、鹳类、鹤类和鹬类等都属于这一类。

以上都是习性发生改变但是相应的构造却没有发生改变的例子。同时,自然界中还存在着更多类似的例子。没有实际用处的高地鹅的蹼,其结构已经具有改变的趋势,就像军舰鸟趾间深凹的膜,说明其构造已经在发生改变。

有的人认为生物是造物主分别创造出来的,上述例子只是造物主出于喜好让不同类型的生物相互取代罢了,但这只是对事实的重述而已。也有的人相信生存斗争和自然选择的原理,认为任何生物为了具有更强的生存能力都会不断增加其个体数目。习性或构造发生变异的类群,较同一地区的其他生物,具有更大的竞争力,从而取代其他生物,无论其所争夺的生存环境与原来的环境具有多大的差异。

这样就可以理解,军舰鸟和鹅都有蹼,却很少游水,反而生活在干燥的陆地上;长趾的陆秧鸡,生活在草地上而非沼泽地;一部分啄木鸟生活在几乎不长树木的地方;潜水的鸫和叉尾海燕全都具有水鸟的习性;膜翅目的昆虫也有水栖的种类等现象了。