添拉帕戈斯群岛的鸟类这么众,可是进化论的灵感却是岛上的植物!

作者:admin    文章来源:未知    点击数:    更新时间:2019-12-14 19:00

原标题:添拉帕戈斯群岛的鸟类这么众,可是进化论的灵感却是岛上的植物!

添拉帕戈斯群岛的雀科鸣禽专门著名,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”号刚靠岸在添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搜集生活在那里的各栽昆虫、鸟类、爬走动物和植物的样本。首初,他对这片干旱的土地并异国太偏重,“到处都是低小干枯的灌木丛……就像吾们那里冬天里无叶的树木相通”,但他异国撤退。约5周后,在“贝格尔”号脱离这些岛屿时,他几乎搜集齐了添拉帕戈斯群岛的一切植物,数目相等可不悦目。

幸运的是达尔文搜集了这些植物样本。那时,关于达尔文和添拉帕戈斯群岛最受迎接的描写荟萃在更为著名的雀类和巨型陆龟上。然而,当25年后达尔文最后发外《物栽首源》时,根本异国挑及这些生物。在对添拉帕戈斯群岛的商议中,他只谈到了岛上的植物。

19世纪早期,人们对吾们现在称为生物地理学的学科的趣味越来越大,最先钻研全球物栽的分布。很众人照样置信,是天主创造了物栽,并把十足成形的物栽放到地球上,让它们去攻克各自的栖休地。为晓畅释动植物为何能分布到像孤立的添拉帕戈斯群岛那么边远的地区,几个自然主义者认为,一定有大陆桥把它们与大陆曾经连接首来。但在“贝格尔”号造访该岛以后,达尔文搜集到的添拉帕戈斯群岛的植物却展现了一栽分歧的情形。

当最先详细钻研这些植物的叶子、花和栽子时,胡克被本身的发现震惊了。

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即使曾经有大陆桥通去那些岛屿,也不及注释如许的原形:达尔文搜集的植物物栽中一半为添拉帕戈斯群岛所专有,而且它们中的大无数都别离属于某一个岛屿所专有。“吾从来异国想过,在这些相距仅100千米,无数能相互望到,拥有十足相通的岩石、相通的气候和几乎相通的海拔高度的岛屿上竟然生在世分歧的物栽。”达尔文在他的《钻研杂志》中写道。倘若物栽在内心上并不固定港台最快开奖现场报码,而是随着栽子到达分歧的地方而发生转折的港台最快开奖现场报码,就能够更益地注释达尔文的不悦目察。

为了表明这一推想港台最快开奖现场报码,达尔文必要对植物进走分类。鉴于他的植物学专科知识有限,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。达尔文急于清新他所搜集的植物物栽的数目及其在整个群岛的分布。首初,胡克并异国憧憬会发现很众新事物,“物栽无疑是稀奇的,但它们意外会形成一个或两个以上的专有栽属”。换句话说,他认为添拉帕戈斯群岛的大无数植物相符已经竖立的植物学栽属框架。

当胡克最先详细钻研这些植物的叶子、花和栽子时,却大为震惊。1843年岁暮,他在给达尔文的信中奋发地写道:“添拉帕戈斯群岛的植物物栽之雄厚远远超过吾的想象。”

尽管它们与南美大陆的植被相通,但几乎一半的植物是当地专有的,只有在添拉帕戈斯群岛上能够发现。更兴味的是,几乎每一栽开花植物和蕨类植物的分布周围都只限制于一个岛屿。“这是最清新的原形,”胡克写道,“十足推翻了吾们已经形成的不悦目念,即物栽从一个中央辐射开去的不悦目念。”在添拉帕戈斯群岛上,每个分歧的岛屿都拥有相通但不相通的植物群。

达尔文喜悦若狂:“吾无法通知你吾是众么奋发和惊讶,它们完善地印证了吾对分歧岛屿上的物栽存在分歧性的揣摸。”除了对添拉帕戈斯群岛上的植物的分布有深切的见解之外,胡克的论文《添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专门兴味的推想。例如,胡克指出,与大陆的热带植物相比,添拉帕戈斯群岛的植物群中,有一栽稀奇的开花植物所占的比例很小,很能够是由于“从南美洲大陆运输栽子过来存在窒碍”。接着,他挑出了植物到达添拉帕戈斯群岛的四条主要途径:“输入这些植物的手段能够是洋流、气流、鸟类和人类。”

倘若你的新生结构专门挑剔,在像添拉帕戈斯群岛如许的冷僻小岛上生存下来的概率是很低的。

胡克推想,在海岸附近发现的大无数物栽能够是漂泊到添拉帕戈斯群岛的,它们坚韧的栽子能够“在一段时间里招架海水的腐蚀”。有一些物栽固然离海岸较远,但由于它们的栽子太大,不能够是风吹过来的,而且“也不能够倚赖在鸟类身上”,能够是经过海路到达添拉帕戈斯群岛的。胡克说,只有那些栽子很小的物栽和有“翼状物或其他附属物”栽子的物栽能够是靠风力到达的。他还置信鸟类是很众离海岸更远的植物出现在这边的因为。行家都清新秀类曾经到访过添拉帕戈斯群岛,很清晰,他们也曾带去了植物。洛雷纳岛是那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,达尔文专一验证胡克的一些推想。他在位于英国伦敦南部乡下的家中对这些栽子进走了实验。他从很容易拿到手的物栽最先——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栽子杀物化。他承认这“对很众人来说能够是专门小稚的”,但他最后得到了一些兴味的效果并得出了出人料想的深切结论。

他先把栽子在海水中泡了一个星期,然后栽到花盆里。令他吃惊的是,栽子都发芽了。接下来他购买了更众物栽的栽子,并逐步添长它们在海水中浸泡的时间。到1859年达尔文发外《物栽首源》的时候,他已经钻研过87栽分歧植物的栽子在这些凶劣环境中的外现。令人难以置信的是,几乎一切经过海水浸泡的栽子都发芽了。其中的一些只活了几天,但其他的在几个月之后照样状况良益。

骤然间,南美洲和添拉帕戈斯群岛之间的众多海洋犹如不再是什么窒碍了。然而还有一个题目:在他的实验中,很众栽子都会沉到水底,也就是说,在它们到达添拉帕戈斯群岛之前就会消逝在大海深处。达尔文对此的注释是,栽子的形状会影响它的浮力。“比如,成熟的榛果立即就沉到了水底,但干了以后能够漂浮90天,之后再进走种植也都发芽了。”达尔文在《物栽首源》中写道。同样,“成熟的芦笋果实在海水中能漂浮23天,干了的能够漂浮85天,之后栽子还能发芽”。

此外,即使是会下沉的栽子,倘若它能搭乘某棵大树根上的泥块或者在动物尸体内受到珍惜的话,也能够被洋流运输以前。为了表明这栽能够性,他用那栽“只要浸在海水里几天就会物化去”的栽子喂一只鸽子,然后杀失踪鸽子,并把它放在盐水里长达一个月。令他大为吃惊的是(能够想象他也很舒坦),那些松软的栽子“几乎都发芽了”。

倘若大无数栽子能够在海水中生存数周,它们就能够坦然无恙地到达像添拉帕戈斯群岛那么偏远的岛屿吗?达尔文按照A.K.约翰斯顿的《物理图谱》计算出大泰西洋流的平均流速是约50千米/天。这个速度有余快,能够把很大一片面栽子在它们沉没或物化于盐分侵占之前运出最远的距离。在添拉帕戈斯群岛案例中,从南美洲流来的洋流的速度清淡是大泰西洋流平均速度的两倍。因此,不详的计算外明,一颗栽子不论是漂泊照样搭乘便车都能够在短短9天众一点的时间内到达添拉帕戈斯群岛。那些栽子松软的物栽能够不会成功,但很众物栽都成功了。

尽管添拉帕戈斯群岛的一些植物是倚赖洋流,另一些是倚赖风力到达此地的,但行家普及认为大无数是在鸟类的协助下到达的。“鸟类从来都是运输栽子的高效序言。”达尔文在《物栽首源》中写道。尽管这是显而易见的,他照样异国无视搜集证据,到花园里追求鸟粪。他写道:“在两个月的时间里,吾在花园里捡到了12栽栽子,它们都来自小型鸟类的粪便,这望首来专门完善。吾试栽了其中一些栽子,它们都发芽了。”他也在家附近挖过泥浆,不悦目察到泥浆里都有栽子。有一次,他从附近的池塘挖出的一小杯污泥中竟长出了500众株小植物芽。“吾认为,水鸟不运输淡水植物的栽子到迢遥的地方才是一个令人费解的表象”。

在达尔文望来,一种植物一旦在一个像添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”最后将促成新物栽的产生,他把这个过程称为自然选择。他在《物栽首源》中写道:“吾能望到,在数目和时兴水平上的转折是无限的,一切有机体彼此之间以及与它们生活的环境之间的相互适宜是无限复杂的,这从永远来望会受到自然选择力量的影响。”

达尔文异国详述第一批栽子是如何到达添拉帕戈斯群岛并参与这栽生存竞争的。然而,在他访问之后的近180年间,大量的证据表清新这栽适宜性。20世纪80年代,有人发现添拉帕戈斯群岛上的绝大无数开花植物都能够自花授粉。达尔文会专门爱这个发现并入神于对它做出注释。倘若你的新生结构专门挑剔,就像一栽开花植物只能倚赖一栽特定的昆虫在同栽花朵间传粉的话,那要在像添拉帕戈斯群岛如许的冷僻小岛上生存下来的概率是很不笑不悦目的。这也能够注释如许一个原形,即这个群岛上的大无数开花植物,由于不必要吸引昆虫传粉,因此花色不是稀奇艳丽(白色或黄色的花瓣是常态)。

原形上,添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,比如红树林稀奇的根系能够从海水里接收水分但不会把太众的盐分带上岸,暗树林的叶子里有盐腺结构,能够把盐分从植物内部迁移到外部。

达尔文搜集的添拉帕戈斯群岛的植物是他形成自然选择下的进化论思维的主要灵感来源。

除了高盐度的海岸地区,添拉帕戈斯群岛每个火山的最低处都很干旱,在那里,水或者说缺水是终年存在的题目。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热热的环境中幸存。这些植物清淡拥有专门稀奇的根系。以神仙掌属的神仙掌为例,它们拥有两栽根系:一栽是浅层的邃密根系,其作用是在暴雨之后接收每一滴水分;另一栽是深层的“龙头”根系,能够使植物牢牢地抓住岩石以便追求更深的水源。倘若能够蓄积水分,那么干旱带的生活会浅易很众,神仙掌在这方面很有意得。毕竟它们的叶子已经改良到被吾们称为“刺”的地步了,这是缩短水分流失的一个完善手段。

在阴凉的季节里,比如6月至11月,雾气会在海拔500米至1000米之间徜徉,形成一个丰盈的润湿区。各栽各样的植物汇聚在这边,交相辉映。达尔文考察了干旱地区到润湿区域的过渡,那里给他留下了深切的印象。在洛雷纳岛的布莱顿海滩(即现在的波众·韦拉斯科·伊巴拉小镇所在的地方)登陆后,他向内地走了约8000米。在那里,他奋发地“找到了暗泥,在树上望到苔藓、蕨类植物、地衣和寄生的植物粘连在一首”。

达尔文搜集的添拉帕戈斯群岛的植物,是他形成自然选择下的进化论思维的主要灵感来源。1837年,他的鸟类样本——尤其是添拉帕戈斯群岛的嘲鸫鸟——使他着重了如许一些能够性:添拉帕戈斯群岛的动植物能够与南美洲的动植物同属一类,但在这边会有专门稀奇的发现,这边的大无数新物栽都仅限于一个岛一切。但他未能记录下很众鸟类标本的来源岛屿,这意味着这些鸟异国给他挑供能够声援或逆对他的推想的清晰证据。

然而,添拉帕戈斯群岛的植物都相符他的推想。胡克的初步评估确认添拉帕戈斯群岛的植物实在与南美洲的同属一类,但那里有很众专有的地方物栽,其中很众新物栽的分布犹如都仅限制于一个岛。达尔文在1845年岁首收到了这些结论,刚益赶得及将这些结论收录到他的《钻研杂志》第二版上。这为关于添拉帕戈斯群岛的那一章增补了很众新原料,他也更大胆地挑出了本身的结论。

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