《物种起源》(4) 深入理解“自然选择理论”
前面一部分内容,我们讲解了自然选择、适者生存是自然环境中动植物进化的主要机制。今天的内容,让我们再具体阐释这个过程是如何发生的。
简单讲,在自然环境中,有利的个体差异与变异的生存,以及有害变异的毁灭,可以定义为“自然选择”或者说“适者生存”。
自然选择对于无用也无害的变异发挥不了任何作用,这些变异要么像我们在某类多形物种里看到的一样呈现彷徨的性状,要么最终成为固定的形状,这都是取决于生物的本性和外界的条件。对于“自然选择”这个名词,一些著者产生了误解或表示反对。有些人自认为自然选择能够诱发变异,事实上它只能对已经产生的,对生物在其生活条件下发挥积极作用的那类变异加以保存而已。
变异这个词仅仅是个体的差异而产生的,但这种差异有可能是外界的自然环境引起,也有可能是自身基因的变化。在一个区域的所有生物都以十分平衡的力量相互斗争,因此只要一个物种的构造或者习性发生了细微的变异,往往就会优于其他生物,而且这种优势会累积,越来越大,最终产生性质的变异。可以说自然选择随时随地都在仔细检查着世界上所有发生的最细微的变异,排斥坏的,积累好的。让整个生物往最有利的的变异方向发展。另外,为了更好地适应环境,动植物也会利用保护色来避免危险,比如以叶子为食的昆虫是绿色的,靠吃树皮为生的昆虫是斑灰色的,冬季高山上的松鸡是白色的,是为了避免成为老鹰的食物。
性选择
除了自然选择以为,性选择也是促进进化的一部分,性选择的方式通常表现在同性个体间的斗争即雄性为占有雌性而引发的斗争,而不在于一种生物对其他生物或外界环境的生存斗争上。结果是竞争者少留后代,或不留后代,而并非死亡。因此自然选择比性选择更剧烈。一般来说,在自然界中,只有最强壮的雄性最适应自然,且留下最多的后代。但许多情况下,胜利更多的是靠雄性的特种武器而非强壮的体格。无角的雄鹿或无距的公鸡鲜有留下大量后代的机会。残酷的斗鸡者总是仔细选择最会斗的公鸡,某种程度上说性选择和它是类似的。由于性选择总是容许成功者繁殖的,所以勇气、距的长度、翅膀拍击距脚的力量都能得以增强。
下面列举一个更有用但更为复杂的有关自然选择作用的事例。有些植物为了从体液里排除有害的物质从而分泌甜液:一些荚果科植物在托叶基部的腺中分泌这种汁液,普通月桂树在叶背上的腺中也分泌这种汁液。虽然这种汁液的量不多,但昆虫对它的需求十分贪婪,不过这对植物却没有什么益处。我们现在假设,所有物种都有一定数量的植株,可以从内部分泌出这种汁液即花蜜。花粉就会沾在那些寻找花蜜的昆虫身上,并从这一朵花被带到另一朵花上去。这样,同种的两个不同个体花因而杂交;有充分的理由证明这种杂交,能够产生强壮的幼苗,这些幼苗因而有最好的生存和发展机会。
最大的腺体即蜜腺存在于所有植物的花中,它们分泌的蜜汁最多,引来的昆虫也最多,因而进行杂交的可能性最大。所以,长远来看,它具有优势,随之成为一个地方变种。倘若花的雄、雌蕊的位置适应于吸引到的特殊昆虫的身体大小以及习性,这在任何程度上都对花粉的输送有利,这些花也同样会因此得到利益。我们以一个仅仅采集花粉而不吸取花蜜的昆虫为例,由于花粉的形成主要是为了受精,所以对于植物来说它的毁坏绝对是种损失:如果吃花粉的昆虫偶然地将少许花粉从这朵花带到那朵花上,这种偶然逐渐变为习惯,花因而杂交,尽管十分之九的花粉被吃了,但仍有利于那些被盗去花粉的植物。因而自然就会将那些产生越来越多的花粉,以及具有更大花粉囊的个体选择出来。
如果上述过程持续且长久地作用于植物,植物即可高度吸引昆虫,不知不觉地昆虫便会按时在花与花之间传带花粉;大量的事实证明,昆虫是可以有效地从事这一工作的。
个体的杂交
凡是雌雄异体的动植物生育都必须要交配,但大多数植物属于雌雄同株,在这种情况,我们如何假定两个个体是为了生殖而进行交配的呢?通过大量的事实以及实验,作者发现提高动植物后代强壮性与能育性的方法,是变种间的杂交,或者同变种而不同品系的个体间杂交;与此相反,近亲交配则会降低强装性与能育性,这和饲养家们普遍的观点是一致的。
杂交在保持同一物种或者变种的个体形状上的纯粹和一致性方面,起着及其重要的作用,这种作用对于每次生育必定交配的动物,显然更有效;可是前面已经说过,我们认为任何动植物都会偶然地进行杂交。即使这种杂交是在间隔一段时间后才进行一次。如此生产下来的幼体,与长期连续自营受精生产的后代相比,更为强壮且在能育性方面具有更大的优越性,因而它们就有机会更好地生存并繁殖其种类。这样,即便间隔一段很长的时期,归根到底杂交仍会发挥很大的作用。至于极低等的生物,由于它们不营有性生殖,并且不行接合,所以根本没有杂交的可能性。若将它们放置于同一生活条件下,要想保持一致性状,只有通过遗传原理以及自然选择,消灭掉那些离开固有模式的个体。倘若生活条件以及类型都发生了变异,那么只有依赖自然选择对类似的有利变异的保存,变异了的后代才能在性状上取得一致。
另外,在自然选择所引起的物种变异中,隔离也是一个重要的因素,一般来说,在一个范围不是很大的区域内,它们都会比较一致,因而自然选择就倾向于使用同种的所有个体以同样的方式变异,这也就阻隔了和其他区域生物的杂交。
一般来说,自然选择的作用极其缓慢。自然选择要想发挥作用必须具备以下条件:在某地区内的自然组成中还留有一些地位,可以让现存生物变异之后更好地占据。缓慢的物理变化决定了这种地位的出现。此外适应较好的类型的迁入受到阻止也是决定因素之一。
自然选择的作用是保存有利的变异,并随即引起它们的存续。随着时间的推移,在自然选择作用下产生了新的物种,而其他的旧的物种将慢慢减少并最终灭绝。