又是一個平凡的加拉帕戈斯清晨。在伊莎貝拉島東北乾燥的海岸邊，一隻差不多人類手掌大的灰黑色小鳥，正在佈滿草和地衣的岩石上，跳來跳去地尋找它一天的食物。

你瞅啥？圖片：pbase.com

大嘴地雀和它的表親們

大嘴地雀的樣子是有些奇怪的萌感。它有着圓鼓鼓的身子，灰黑色的羽毛，不足半個乒乓球大小的頭上，有着最引人注目的、大大的、“粗壯”的喙。

大嘴地雀主要在地上活動覓食（當然也會在樹上活動以及飛啦，築巢的地方也一般在一米高左右的仙人掌上），有着與身體不成比例的大嘴。學名Geospiza magnirostris，屬名“Geo-”是拉丁語裏“地”的詞根（比如地理Geography），而詞根“magni-”則是“大”的意思（比如magnify，放大之意）。

“大嘴鳥”。圖片：Peter Wilton / flickr

那我們就好奇了，既然它“大”，還有別的“小”親戚嗎？

還真有。而且，每次我們提到大嘴地雀的時候，就不得不提到它的親戚們。在加拉帕戈斯羣島和鄰近的可可斯島上，一共分佈有15種這樣的鳥，體型相似（雖然大小有些微差別），它們共屬一科，分三屬，有在地上蹦蹦跳跳的地雀（分別叫大仙人掌、尖嘴、中、小、大嘴、仙人掌地雀），有在樹上活動的樹雀（大、中、小、鴷形、紅樹林樹雀），還有屬於鶯雀的綠鶯雀、灰鶯雀和單爲一屬的植食樹雀和可可斯雀。

這麼多鳥，乍看下來和報菜名沒太大區別，但是它們之間的差異卻十分有趣。這十幾種鳥，最大的區別其實是它們的喙——有小而尖的，有大而圓的，有的帶勾，有的粗短……

是的，它們區別最大的地方，在嘴。圖片：ufl.edu

這跟它們生活的環境十分有關。大嘴地雀結實的大嘴，能幫它們敲碎堅硬的堅果殼。它們活動在加拉帕戈斯羣島中相對乾旱的地方，食物相對缺乏，能喫別人不能下嘴的東西，毫無疑問是一個大優勢。

它的表親們，比如大仙人掌地雀，則棲息在有仙人掌的地方。大仙人掌地雀的喙較小一些，也能喫堅果，不過仙人掌的花和果更受它的青睞。而小地雀則在較爲溼潤的灌木和樹叢地帶生活，喫小種子和昆蟲，喙也要小得多。它還幫加拉帕戈斯的鬣蜥清理皮膚碎屑，小巧的喙像小梳子一樣靈活。

小地雀的喙，就完全是另外一種畫風。圖片：Charles J Sharp

不同的環境，不同的食物源，造就了它們不同的特色，然後佔據住環境中不同的生態位。有的島上，有既喫堅果也喫蟲子的鳥，一個生態位裏的競爭——比如都喫堅果的話——有優勢的大嘴就會勝出，所謂的“自然選擇”。這個在我們現在看來十分平常的現象，在它們被發現的時候，卻是一件挑戰人們常理的事情。

這也是爲什麼，大嘴地雀在內的加拉帕戈斯羣島的小鳥們，都有一個共同的名字——達爾文雀（Darwin’s finches）。

達爾文和演化論的淵源，要從他搭上遠征加拉帕戈斯羣島的“小獵犬號”（HMS Beagle）開始。

孕育演化論的地方

在赤道附近、南美洲厄瓜多爾以西1000多公里的太平洋上，星羅棋佈地綴着一片由火山噴發造就的小島。熱帶的陽光在這裏炙烤，地熱火山在這裏活躍，來自高緯度地區的祕魯寒流在這裏拐了彎，冷熱交匯的地帶，孕育出了極爲奇妙、又十分多變的地理環境。

在加拉帕戈斯羣島上，你可以發現以此地命名的企鵝（也是唯一生活在熱帶的企鵝），近海大量的魚類引來了數量衆多的海鳥，還有追逐鬣蜥的蛇和巨大的象龜……這裏極少有人煙，直到1532年纔有人的足跡踏入，可謂是生物的天堂。

加拉帕戈斯一角。圖片：Diego Delso / wikimedia

當“小獵犬號”載着達爾文一行人登陸的時候，達爾文最初關注的是地質學。回到英國後，著名鳥類學家約翰·古爾德的鑑定，讓他意識到這裏的物種多樣性。他的第一反應，並不是讚歎主的造物之神奇，而是發問——爲什麼？

這個常年與大陸隔絕的火山島，擁有與大陸物種相聯繫但又迥然不同的物種。不同的島嶼之間、不同的地理環境，使每個島嶼之間的動植物品種也各不相同。

“加拉帕戈斯羣島上的生物分佈，如果是一個島上有一個屬而另一個島上是別的很不同的屬，那就不足爲奇了……而正是目前這種狀況：數個島嶼各有自己特殊的陸龜、鶇鳥、金翅雀與無數的植物，這些不同的動物或植物都有共同的生活屬性，有類似的生活環境，這才使我震驚。”在《乘小獵犬號環球航行》再版時，達爾文這樣寫道。

達爾文當然也發現了這種毫不怕人的小鳥：“有時，我拿帽子就能罩住它們。”

中地雀，喙的大小介於大嘴地雀和小嘴地雀之間。圖片：smugmug.com

不知從大陸何處偶然飛來的達爾文雀們在這裏繁衍生息，恰好在不同的位置，得到合適的食物？不，沒有這麼簡單。隔離，意味着不同，而爲什麼隔離造成了不同呢？

一隻地雀的祖先偶然飛到了這個火山島上。然後會發生什麼？它的基因會偶爾產生變異，讓它的喙變大或變小。然後，這裏的自然環境又選擇了那些能夠得到足夠食物的，或者能夠找到別人不喫的食物的鳥。在乾旱的島上，大嘴的那一隻喫到了堅果，活了下來，找到了它的伴侶，把基因複製給後代。

然後呢？然後，就是島嶼。島嶼太重要了，如果沒有島嶼，就沒有加拉帕戈斯羣島如此豐富的物種多樣性。不同島嶼上的鳥，被海隔開了，它們得以將自己適應環境的、對生存有利的差異通過遺傳積累下來。大嘴地雀的嘴變得更大、更顯著，在貧瘠的巖地上也能愉快地生存。

圖片：imgur

加拉帕戈斯羣島纔是研究演化的天堂。所以達爾文才會發現：“由外邊引進了一個物種，然後這個物種爲了各種不同的目的，發生了變異。”這是解開演化的鑰匙。

眼皮底下的演化

其實，一開始達爾文對這些小鳥不太重視。在五週的停留時間裏，他和同伴遊歷了伊莎貝拉島、聖薩爾瓦多島、聖克里斯托巴爾島和聖瑪麗亞島，其間共採集了近70號達爾文雀標本。他採集的這些標本隨後被送到了鳥類學家約翰·古爾德（John Gould）手中。古爾德很快便得出結論，加拉帕戈斯羣島採集到的雀類標本實際上分屬13個新種，儘管喙的形狀差別很大，但這些鳥彼此之間具有很近的親緣關係。

實際上，確定這些鳥兒“達爾文”之名的，是另外一個鳥類學家——大衛·拉克（David Lack）。拉克在加拉帕戈斯羣島呆了五個月之久，研究不同種達爾文雀的繁殖和覓食行爲；後來又跑遍了世界上各地的博物館和大學，找到了六千多個達爾文雀的標本，測量它們的喙和身形。

倫敦自然歷史博物館裏收藏的達爾文雀標本，標籤上寫着“採集者：C.達爾文”。圖片：nhm.ac.uk

1947年，拉克的書《達爾文雀》面世。這本書清晰地解釋了當時已知的14個種是怎麼演化出形式各異的喙的。以地雀爲例，在同時有大、中、小地雀的島上，3種鳥喙的大小都不重疊，對應着取食大小不同的種子；而只有中地雀和小地雀的島上，它們喙的大小，卻介於兩種的正常值之間，這是因爲這些地方只有一種食種子的地雀，在缺乏競爭者時，物種會拓展實際的生態位。拉克之後，“地理隔離”和“生態位分化”成爲了演化的常識。

關於達爾文雀的研究，並沒有就此停止。演化的力量有時候是十分驚人的，甚至可以在你的眼皮子下發生。

1977年，一場始料未及的嚴重乾旱降臨到大達夫尼島，由於食物匱乏，1976年研究人員標記的388只中地雀幼鳥裏，竟然僅有1只活到了1978年的繁殖季。然而，這一切都被在島上進行演化研究的格蘭特夫婦（Grant）看在眼裏。當乾旱造成食物短缺時，較小也較軟的種子最先被消耗光，導致那些沒法取食較大較硬種子的個體被餓死。由於喙型是可遺傳的，倖存下來的地雀就會將幫助它們熬過乾旱的特徵傳給下一代。測量數據表明，到了1979年中，地雀喙的厚度確實增加了！另一次發生在2003-04年的乾旱，更是讓研究者見證了一個新種的誕生。

這隻雄性中地雀腿上的環志，是鳥類學家標記個體的常用手段。圖片：princeton.edu

基因時代的研究，則將一切揭示得更加清楚了。研究人員比對了不同鳥類種羣中大嘴與小嘴鳥的基因組，發現有一個基因組的位點一致地顯示出極強的信號——HMGA2基因。它和人類的顱部發育、牙齒萌出有關，也很可能是引起鳥喙大小發生改變的基因。而地雀們，正是依靠其種羣內在這個基因上大量的自然變異，才能夠應對不同的環境變化。

“生命以此觀之，何其壯哉，最初生命的幾絲力量被吹入了幾種（或一種）生命的形態之中；同時這顆行星依照固有的萬有引力運轉不停，從這樣一個簡單的開端，演化出了無窮無盡的，最美麗和最奇異的生命形式，並且這一過程仍在繼續。”

達爾文在《物種起源》中這麼說。

在那遙遠的加拉帕戈斯羣島上，一羣小小鳥兒的可愛大嘴上，藏着自然的奧祕。它如此引人入勝，又讓人讚歎生命的奇妙。這是一個永恆的事業。我們還有多少事情不知道，又要花多少時間才能真正明白這個自然的奧祕呢？

本文來自物種日曆作者@李子。

演化的故事

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