張冉 張敏 周長(zhǎng)發(fā)
摘要 加拉帕戈斯群島及其生物對(duì)達(dá)爾文進(jìn)化論的產(chǎn)生具有重要地位,故對(duì)其信息的準(zhǔn)確把握有特別意義。多種資料和最新文獻(xiàn)顯示,該群島距離最近的南美大陸約有1000km,孤懸于太平洋中;它由火山爆發(fā)、地殼隆起而形成的130余個(gè)大小不同的島嶼組成,其中面積在10km2以上的島嶼有13座,最古老島嶼不會(huì)超過(guò)300萬(wàn)年。島上特有生物眾多,其中達(dá)爾文雀至少有13種,地雀至少有6種。自1535年被人類發(fā)現(xiàn)以來(lái),群島上常住人口與來(lái)訪游客不斷增加,對(duì)生物和島嶼的壓力也日益提升。
關(guān)鍵詞加拉帕戈斯群島 科科斯島 達(dá)爾文 地雀 生物進(jìn)化
中圖分類號(hào) Q-49
文獻(xiàn)標(biāo)志碼 E
加拉帕戈斯群島上的生物對(duì)達(dá)爾文形成科學(xué)的進(jìn)化論具有重要作用與貢獻(xiàn)。然而,在閱讀相關(guān)文獻(xiàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)不同文獻(xiàn)提供的該群島的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)卻不太統(tǒng)一,有些更不準(zhǔn)確,也多陳舊,故梳理更新如下。
1島嶼的形成時(shí)間
不同文獻(xiàn)提供的該群島最古老島嶼的形成時(shí)間不一,有說(shuō)其大約形成于100萬(wàn)年之前(尚玉昌,2008),有人認(rèn)為形成于500萬(wàn)年前。然而,根據(jù)最新的相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)(Harppand Geist,2018),加拉帕戈斯群島(Galapagos)的不同島嶼是在不同的時(shí)間、由海底火山爆發(fā)所形成的,最老島嶼Espa?ola與San Cristóbal的形成時(shí)間分別約為2.61±0.11~2.71±0.36百萬(wàn)年和2.33±0.04~2.35±0.03百萬(wàn)年,即約為250~300萬(wàn)年之間,遠(yuǎn)比多數(shù)文獻(xiàn)所認(rèn)為的年輕。Hedrick(2019)提到,該群島最古老島嶼的形成時(shí)間不會(huì)超過(guò)400萬(wàn)年。
2島嶼數(shù)量及大小
多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道說(shuō)加拉帕戈斯群島由13個(gè)主要島嶼或較大的島嶼組成,群島所包含的島嶼數(shù)量約有120個(gè)。而根據(jù)González等(2008)的報(bào)道,本群島由7個(gè)大島(面積大于100km2)、11個(gè)小島(面積在1~100km2)以及超過(guò)120個(gè)微小島嶼與礁石組成,其中5個(gè)島嶼上有人類居住??梢?jiàn),該群島是由100余個(gè)大小不同的島嶼組成的。由于本群島目前仍有火山活動(dòng),故群島所包含的島嶼數(shù)量不能準(zhǔn)確描述。Hedrick(2019)提到,該群島中面積大于10km2的島嶼有13座,1~10km2的島嶼5座以及很多的更小島嶼或礁石??梢?jiàn)在敘述主要島嶼時(shí),最好提供劃分島嶼大小的標(biāo)準(zhǔn)及其數(shù)量。
3距離南美洲的距離
不同文獻(xiàn)對(duì)加拉帕戈斯群島距離南美大陸的距離也說(shuō)法不一,具體數(shù)字從160~1000km不等。比較一致的說(shuō)法是加拉帕戈斯群島位于距離南美大陸??? (厄瓜多爾)以西約1000km(600英里)的太平洋上。González等(2008)清楚說(shuō)明并圖示出該群島距離厄瓜多爾約960km,距離哥斯達(dá)黎加約1100km??紤]到該群島陸地面積約有7995km2,保護(hù)區(qū)面積(包括海域)約133000km2,故說(shuō)該群島距離南美大陸最近的距離約有950~1000km是較準(zhǔn)確的。如果島嶼距南美大陸只有160km,那么,該群島也不能形成大量獨(dú)特生物。
距離加拉帕戈斯群島較近的另一個(gè)島為科科斯島(Cocosisland),它們相距約720km(Sato等,1999),后者距離哥斯達(dá)黎加約500km(Arias等,2016;Bap?tista and Trail,1988)。
4 人類對(duì)群島的發(fā)現(xiàn)與居住
根據(jù)González等(2008)的報(bào)道,加拉帕戈斯群島是由西班牙人貝蘭加(Tomás de Berlanga)于1535年發(fā)現(xiàn)的,后來(lái)海盜們經(jīng)常用該島作為補(bǔ)給站和避難所。1832年,厄瓜多爾宣布擁有該島,并設(shè)立人類居住設(shè)施,人類開(kāi)始定居于此。1835年9月15日~10月20日達(dá)爾文訪問(wèn)并考察該島,采集了很多標(biāo)本。1900年時(shí),該島常住人口不到300人。
5當(dāng)前群島上的人口數(shù)量
González等(2008)提到,2006年的人口普查結(jié)果表明,約有2萬(wàn)人居住在加拉帕戈斯群島的Santa Cruz、San Cristóbal、Isabela、Floreana和Baltra五個(gè)島上。群島的旅游人數(shù)在1979年少于12000人,而2006年達(dá)到13萬(wàn)。Padilla等(2018)提到,2015年的普查結(jié)果顯示,該群島的常住人口達(dá)到25244人,該年到訪游客達(dá)到223587人。最新的一篇文獻(xiàn)提到?(Hedrick,2019),目前該群島的四個(gè)島嶼上居住著約3萬(wàn)人,這四個(gè)島嶼為SanCristóba(l7000人)、SantaCru(z12000人)、Isabela和Floreana。
6群島的名稱和含義
加拉帕戈斯群島的英文名稱Galapagos源自西班牙文Galápagos,其詞源意思為“龜”。在英文中tortoise表示陸龜(生活在陸地上的龜類,爬行足,植食性為主),而turtle表示海龜(生活在海洋中,鰭型足,肉食性為主)。有文獻(xiàn)將該群島翻譯為“巨龜之島”(因群島上確實(shí)有一種較大的陸龜),應(yīng)該是意譯而不是從名稱的詞源上來(lái)翻譯的。
7島嶼主要特有脊椎動(dòng)物種類
加拉帕戈斯群島的土著陸生脊椎動(dòng)物包括哺乳動(dòng)物6種(2種蝙蝠和4種鼠類)、37種爬行動(dòng)物(11種陸龜、9種蛇、6種壁虎、4種鬣蜥、7種蜥蜴)、64種鳥(niǎo)類(包括13種雀、4種嘲鶇,另有蔦、貓頭鷹等)?(Hedrick,2019)。也有文獻(xiàn)報(bào)道該群島有88種鳥(niǎo)類,其中的一半都為當(dāng)?shù)靥赜蟹N(Wiedenfeld and Jiménez-Uzcátegui,2008)。該群島沒(méi)有土著兩棲動(dòng)物和淡水魚類。
Phillips(2010)報(bào)道,加拉帕戈斯群島的土著陸生脊椎動(dòng)物包含3大類,其中包含30種爬行動(dòng)物(12種陸龜、2種蛇、6種壁虎、7種蜥蜴、3種鬣蜥),鳥(niǎo)類68種,6種哺乳動(dòng)物(2種蝙蝠和4種鼠類)。
Padilla等(2018)提到,加拉帕戈斯群島上記錄到152種鳥(niǎo)類,其中61種居住于此,當(dāng)中的28種為特有種。到訪此海島的海洋哺乳動(dòng)物(鯨、海豚、海豹、海獅)有27種,居住在此的陸地哺乳動(dòng)物6種。
8達(dá)爾文雀與地雀種類
1836年當(dāng)達(dá)爾文環(huán)球航行回來(lái)后,他將采集到的鳥(niǎo)類標(biāo)本送給了鳥(niǎo)類學(xué)家古爾德(John Gould)進(jìn)行研究。后者于1837年發(fā)表文章,描述了達(dá)爾文采自加拉帕戈斯群島的雀類4屬9種。后來(lái),又有人描述了類似的2屬5種雀(其中1屬1種來(lái)自科科斯島)。Lack(1947)將這些鳥(niǎo)類統(tǒng)稱為“達(dá)爾文雀”(Darwins finch)(Sato等,1999)。
較早前,科學(xué)家根據(jù)形態(tài)、食性和行為將加拉帕戈斯群島上的13種達(dá)爾文雀分為三支:第一支為地雀,包含1屬(地雀屬Geospiza)6種,生活于干旱地區(qū),取食地面上的植物種子;第二支為樹(shù)雀,包含3屬(仙人掌雀屬Cactospiza、樹(shù)雀屬Camarhynchus、植食樹(shù)雀屬Platyspiza)6種,除后一屬一種取食植物的芽、花、幼葉和果實(shí)外,其余都取食昆蟲;第三支為蔦雀,1屬1種,身體較小、喙細(xì)長(zhǎng),似蔦,取食昆蟲。生活于科科斯島的達(dá)爾文雀可歸入第三支(Baptista and Trail,1988;Grant and Grant,2003;Grant,1984;Sato等,1999)。
近年來(lái),更深入的研究顯示,本地達(dá)爾文雀的種類似乎更多。Michel等(2018)報(bào)道,加拉帕戈斯群島上有18種雀,如吃種子的地雀、植食樹(shù)雀、吃食仙人掌花蜜與花粉的地雀、食蟲地雀、鴷形樹(shù)雀、樹(shù)雀、蔦雀、吸血地雀等。
9島嶼生物演化的主要證據(jù)
達(dá)爾文環(huán)球航行回來(lái)后,就形成了初步的進(jìn)化論思想。其主要有三方面:生物不是各自獨(dú)立創(chuàng)造出來(lái)的,而是有共同祖先的,生物之間是有親緣關(guān)系的;生物不是一成不變的,而是可以改變的;生物改變到一定程度后,就會(huì)形成新物種。加拉帕戈斯群島的生物形態(tài)、組成與分布為達(dá)爾文進(jìn)化論提供了多方面的支持證據(jù)。
(1)生物不可能是獨(dú)自創(chuàng)造出來(lái)的。
1加拉帕戈斯群島上的陸生脊椎動(dòng)物很少,而海洋生物卻較多,如陸生哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類就遠(yuǎn)少于海洋種類,并且沒(méi)有陸生兩棲動(dòng)物與淡水魚類。根據(jù)進(jìn)化論,這些動(dòng)物是從附近大陸遷移而來(lái)并演化出新類型的,遷移能力強(qiáng)的動(dòng)物當(dāng)然相對(duì)較多,如蝙蝠和鳥(niǎo)類等。假如生物是分別創(chuàng)造出來(lái)的,它們的分布就不可能具有規(guī)律性。
2此地有很多特有生物,如不會(huì)飛的鸕鶿、達(dá)爾文雀、海鬣蜥、巨陸龜。如果生物是各自創(chuàng)造的,造物主為什么要在此海洋孤島上創(chuàng)造出這么多特有生物?
3加拉帕戈斯群島的不同小島上具有不同的生物,如陸龜、達(dá)爾文雀等。如果生物是獨(dú)立創(chuàng)造的,造物主為什么要大費(fèi)周章地在不同小島上創(chuàng)造出既很相似又有細(xì)微差異的生物呢?
(2)生物是可以改變的。
1加拉帕戈斯群島上的所有生物都只能是從鄰近大陸擴(kuò)散而來(lái)的,它們目前已與來(lái)源地的生物很不相同,并且已形成很多特有生物,可見(jiàn)它們是可以改變的。
2由于加拉帕戈斯群島距離大陸很遠(yuǎn),故遷移而來(lái)的生物種群不可能太大,再由它們擴(kuò)散到不同的小島上,從而形成許多很像又有細(xì)微差異的種類,如達(dá)爾文雀所展示的那樣。
3加拉帕戈斯群島上的所有生物都有不同程度的獨(dú)特性,但它們與最近的南美大陸上的生物最為相似,而不是與其他地方的生物更相似,充分表明它們是從鄰近大陸遷移而來(lái)并逐漸改變而成的。
10島嶼上物種形成的有力證據(jù)
加拉帕戈斯群島上有嘲鶇1屬4種(Nesomimus屬),全部是當(dāng)?shù)靥赜蟹N(Grant,1984)。達(dá)爾文當(dāng)時(shí)采集到3種。他認(rèn)識(shí)到它們與距離該群島最近的南美大陸的嘲鶇相差較大,但肯定是由大陸的祖先演化而來(lái)的。即此地最早的嘲鶇肯定是從南美大陸遷移而來(lái)后,在不同小島上或不同地點(diǎn)演化出其他3種或3個(gè)類型。此例充分說(shuō)明生物是共祖的,并且由共同祖先可以形成不同的后代,甚至是差異很大的不同物種。這一事例對(duì)達(dá)爾文進(jìn)化論、物種起源與形成有重要影響,即給予生物時(shí)間與空間,在自然選擇的作用下,它們就可能形成不同的新物種。
島嶼上的其他特有生物如達(dá)爾文雀、鸕鶿、陸龜?shù)纫簿哂型戎匾淖C據(jù)作用,但嘲鶇更明顯直接。
參考文獻(xiàn):
[1]尚玉昌.加拉帕戈斯群島達(dá)爾文地雀進(jìn)化的啟示[J].自然雜志,2008,30(5):275-279.
[2] Arias A,LR Pressey,RE Jones et al. Optimizing enforce? ment and compliance in offshore marine protected areas:a case study from Cocos Island,Costa Ric[a J]. Oryx,2016,5(0 1),18-26.
[3] Baptista LF,PW Trail. On the Origin of Darwin's Finches [J]. The Auk,1988.,105(4):663-671.
[4] González JA,C Montes,J Rodríguez et al. Rethinking the Galapagos Islands as a complex social-ecological system: implications for conservation and management[J]. Ecology and Society,2008,13(2):13-39.
[5] Grant BR,PR Grant. What Darwin's finches can teach us about the evolutionary origin and regulation of biodiversity[J]. Bi oscience,2003,53:965-975.
[6] Grant PR. Recent research on the evolution of land birds on the Galapagos[J]. Biological Journal of the Linnean Society, 1984,(21):113-136.
[7] Harpp SK,DJ Geist. The evolution of Galápagos volca? noes:An Alternative Perspective[J]. Frontiers in Earth Sci? ence,2018,6(50):1-16.
[8] Hedrick PW. Galapagos Islands Endemic Vertebrates: A Population Genetics Perspective[J]. Journal of Heredity, 2019:137-157.
[9] Michel AJ,LM Ward,SK Goffredi et al. The gut of the finch:uniqueness of the gut microbiome of the Galápagos vam? pire finch[J]. Microbiome,2018,6(167):1-14.
[10] Sato A,C O'huigin,F(xiàn) Figueroa,PR Grant et al. Phylog? eny of Darwin's finches as revealed by mtDNA sequences[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,1999,(96):5101-5106.
[11] Wiedenfeld DA,GA Jiménez- Uzcátegui. Critical pro? belms for bird conservation in the Galápagos Island[s J]. Cotinga, 2008,(29):22–27.