变异是缓慢、无序、独立进行的
下面,通过观察若干生物体在地质史的演化交替情况,探寻其中的规律,找出其是比较符合物种不变的观点,还是更符合物种经过变异和自然选择缓慢地产生新 物种的 演替 观点。
当新物种出现时,无论是在陆上还是水里,其过程都是非常缓慢且持续不断的。莱伊尔曾发表过以下观点:
第三纪的不同时期里都出现过新物种缓慢发展的证据。
这点是毋庸置疑的。目前的趋势是,每年都有新的发现,不断地填补之前各个时期研究的空白,并且越来越多地揭示出现存物种与灭绝物种之间的关联性。较浅 的岩层(一般越浅的岩层地质年代越近,越深的岩层地质年代越久远)含有的新物种较少,可能只有一两种从未见过,大部分都是已知物种或现存物种,其中绝迹的物 种也就是一两种而已。这些新物种的出现,很可能是地方性的,当然,按照我的推测,也可能是遍布全球的。中生代地层很多都是间断无序的。但勃龙指出,地层中许 多物种的出现或灭绝都不是同时的。
物种的演化速度和变异程度,从纲和属两个范围来看都没有太多共性。
第三纪早期地层中,发现了一些现今仍旧存在的贝类化石,而与它们同一纲或属的其他物种如今大多灭绝了。
一个更具典型的例子,是福克纳引用过的:
喜马拉雅山山脚下的沉积层中,发现了许多灭绝的哺乳动物和爬行动物化石,除此以外,其中还发现了一种现存 鳄鱼 的化石。
鳄鱼
志留纪发现的海豆芽化石与现存同属的物种差异不是很大,而同一时期发现的其他软体动物和甲壳类动物的化石,与现存物种相比,已经具有很大差异。类似的 例子在瑞士也出现过,海生生物的变化速度似乎没有陆生生物快。还有很多例子显示,高等生物的变化比低等生物快得多。
当然,与之相反的例子偶尔也会出现。就像皮克特说的那样,在每个相对连续的地层中,生物的变化程度也是不相同的。但如果对比那些相互关联的地层,就会 发现每个物种都曾发生过变化。因此,我们很难相信,任何一个灭绝物种可能重新出现在地球上。对此,巴兰德提出的“殖民团体”是个例外。
殖民团体 即某些物种可能集体“侵入”比它们实际生存年代久远的地层中。这种不小心的侵入,就像是个玩笑。我们在不同年代的地层中发 现它们,仿佛某个已经消失的物种重新“复活”了。莱伊尔对此做的解释比较容易得到大家的认同。他认为,这是某个地层暂时移动到另一个地层造成的。
以上这些情况非常符合我的学说,即 变异是缓慢无序地出现在个别物种中的,单个物种变异与其他物种的变异并没有必然联系,变异都是独立存在的。 由此可见,我的学说不包括那些刻板的发展规律,比如认为某个地区的物种变异,是在同一时间内整个群体一起出现的,并且变异的程度也是完全相同的。
变异往往都是出现在独立个体上,经过自然选择而使某种变异不断积累。变异个体的后代渐渐与种群间的差异加大,数量也逐渐增多。这一切的发生并不是某种 绝对的必然规律,而是由很多偶然事件决定的,比如:
●这种变异是否对物种的生存更加有利。
●变异个体的交配繁殖是非常随机的,其生存的地理环境在缓慢不断地发生着变化,这期间有没有新物种的介入。
●与该物种处于竞争关系的其他生物是否发生了改变。
随着岁月变迁,大多数物种的形态特征都发生了变化,而某些物种仍旧保持原来的样子,或者发生的变化非常小。
这种情况在一些地区的现存生物身上就得到了验证。生存在 马德拉 陆地上的贝类和鞘翅类,与欧 洲大陆上同它们亲缘关系最近的物种相比,差异是非常大的。同样是这两片区域,水生贝类和鸟类之间却没有什么差异。这似乎验证了前面所说的,高等动物的变异速 度比低等动物要快,陆生生物的变异速度比水生生物要快。
鞘翅类 动物界最大的一类,隶属于节肢动物门,昆虫纲,鞘翅目,共约35万种,统称甲虫。常见的种类有星天牛、七星瓢虫等。
Q: 为什么高等动物变异速度更快?
A 因为高等动物的生存空间中有机环境和无机环境都更为复杂。当某个区域的大部分生物发生变异进化后,根据生存斗争原理和生物之间的竞争关 系来看,那些发生变化的物种有可能更容易适应环境,得以继续生存,而没有发生改变的物种最后都灭绝了。当我们长时间地对某个地区进行观察时,就会得到结论, 一切物种只有发生了变异才不会灭绝。
在几乎相等的漫长时间里,属于同一个纲的物种,平均变异量也应该是相等的。但是,地层的沉积作用必须在特定条件下才能完成,通常都是在广阔的下陷地区 沉积物大量堆积,才能将生物遗骸掩埋起来形成化石。所以,现在我们看到的地层是经过无数个间断时期堆积而成的。
地层中形成的化石,虽然看似出现在连续地层中,但形成时间却不是连续的,表现出来的生物变异量可能存在很大的差异。因此,每个地层并不代表某个新时期 或新物种的诞生,它们都是在岁月长河中,偶然被我们发现的一个插曲而已。
物种灭绝后不会重生
我们已经可以确切地认识到,当某个物种灭绝以后,就算出现与它诞生时完全一样的有机条件和无机环境,这个物种也不会重生了。
单一物种
一个物种的变异后代能够适应其原生物种的生存环境,并不断掠夺原生种的资源,最终将原生种淘汰(这种例子在自然界中实在是太常见了),说明在新旧物种 之间一定存在着性状差异。
这种差异如果产生自不同的祖先,那么两个表现型不完全相同的祖先,其后代产生的变异也必然是各不相同的。
以扇尾鸽为例,如果所有同类型的鸽子灭绝了,养鸽人可以从原种岩鸽中培育出与之特征相似的新品种。但是,如果原种岩鸽灭绝了,那么很难相信,养鸽人能 从其他现存鸽类,包括已经非常稳定的家鸽中再培育出与扇尾鸽表现型几乎一样的鸽子来。
自然条件下出现的新鸽型,往往比它的原生种具有更强的适应性,进而取代它的原生种,使之灭绝。
倘若原种岩鸽的某个变种取代了原种岩鸽,它虽然继承了原种岩鸽的一些特性,但同时也具备某些差异。若希望变种的后代不表现出这种差异,而且还具备扇尾 鸽的特征,这几乎是不可能的。
多个物种
科和属,也就是多个物种组成的群体的出现与灭绝、改变速度的快慢、变异程度的大小,同样遵循这个法则,即一个群体如果灭绝了就不会重现。所以,它们存 在的时间是持续的,无论已经在地球上生存了多久都是这样。
据我所知,与这种情况相悖的只有为数不多的个例,真的是个例,数量少到那些不承认我的学说的人——福布斯、皮克特和伍德沃德都认为这个法则是正确的。 这个法则恰恰支持了自然选择学说。 同一群体的物种,全部起源于同一个祖先。无论单个物种的存在时间是长还是短,它们都是别的物种的变异后代。
以海豆芽属为例,从志留纪的下层到现在的地层,每个地质时期都出现了这个属的新物种,这是一种世代相连的演化链。
上一章我提到,有些物种是整群突然出现在地层中的,产生了一种整群物种集体诞生的假象。对于这种情况,我提出了一个假说。如果这种情况真实存在的话, 几乎能彻底推翻我的学说。依据前面的分析来看,这种情况的出现确实是有特殊原因的。一般来讲,群体的数量应该是逐渐增多的,当数量增加到一定程度时,又会开 始减少,这是一种普遍规律。
多物种出现和灭绝规律推导
将一个属中的物种或一个科中的不同属,按照数量的多少,用粗细不同的竖线表示,竖线的长度代表它出现的地层。我们发现:
●有时线的下端起始点并不是向下的尖头,而是平的;●随着这条线一直向上延伸,慢慢变粗,或者在一段时期内,线的粗细并没有太大变化;
●当它逐渐变细时,也越来越接近上层岩层了;●最终细线也消失了,代表这个种类的变化和灭绝。
这种规律与我的学说完全一致,每个群体的数量都是逐渐增多的。在同一属内的物种或者同一科内的属,数量都是非常缓慢地累积增多的。
变异的产生也是一个非常缓慢的过程,先是在一个物种中出现两三个变种,变种不断地渐进成新的物种,新的物种又出现不同的变种,然后再形成新的物种…… 这一切都是非常缓慢地不断向前推进的,如同一棵树不断长出新的枝条一样,最终从一棵小树苗长成参天大树,物种就是这样丰富起来的。