写给热爱自然科学的小学者

通过阅读上一本书的内容，你是否被大自然中神奇的进化关系深深吸引住了呢？在自然选择的作用下，物种产生的那些有利自己生存的变异都将保留下来，而那些产生不利变异的个体则会逐渐被淘汰，甚至灭亡。就这样，自然选择不眠不休，缓慢地工作着。它大公无私，不会因为哪个物种弱小就排挤它们，加速它们的灭亡；也不会因为哪个物种强大就偏袒它们，使它们占有更大的优势。一切物种只有靠自身的努力，才能获得生存的权利。

那么，物种要靠什么才能使自己在生存斗争中占有优势呢？达尔文认为，变异是一切物种进化的源泉。对此，他在上一本书中通过一系列实验证明，不管导致变异的原因是什么，只要结果是有利的，这个变异就会被自然选择保留和积累，从而使物种的构造逐渐改变，提高它们的生存能力。

这看似简单的结论，却成为人们质疑达尔文的地方。达尔文在阐述自己的理论时，也毫不避讳地承认有一些问题不断困扰着他，使他不能很好地解释一些难点。于是，在本书中，达尔文针对他人的质疑和自己遇到的难点试着进行了解答。而且，特别巧妙的是，达尔文利用质疑他的人的实验结果，结合自然选择学说，成功地一一进行了驳斥。

变异是什么

在这些问题中，首当其冲的就是“变异是什么”。变异对于达尔文的学说来讲十分重要，毕竟物种只有产生有利变异才能进化，自然选择才能发挥作用。如果不能清楚地解释什么是变异，自己的学说无疑是无法成立的。不过，达尔文所处的时代，人们还不知道决定自身性质和变异的是基因。此时的基因学奠基人 孟德尔 ，还在进行着他的豌豆实验，没有鼓捣出什么结论。要是达尔文能够了解基因学的话，他也就不会为找不到引起变异的原因而大伤脑筋了。

格雷戈尔

如果一条路行不通，那就改走另一条路。善于观察的达尔文从很多物种身上发现，一些总在使用的器官或者构造会变得非常发达，而一些不怎么用的则会慢慢退化甚至消失。而且，有些物种的某个构造发生变异的时候，会引起其他构造的变异。据此，达尔文结合拉马克的“用进废退”和“获得性遗传”学说，以及自己的“相关变异”理论，利用自然界中一些奇特的实例解释了物种变异的原因。现在看，达尔文的解释具有一定的局限性，即没有涉及基因突变等方面，但是遗传学和发育学在达尔文做出推论50多年后，才将上述现象的真实原因找出来，并验证了其大部分理论的正确性。

物种的本能与杂交实验

除此之外，自然界还存在许多稀奇古怪的现象。例如，杜鹃喜欢把蛋产在别的鸟的巢里，蜜蜂可以建造出近乎完美的巢，蚂蚁居然学会了养奴隶等。有很多人认为，自然选择学说无法解释这些本能的产生，而把它们看成上帝赐予物种的礼物。达尔文可不这么认为，他通过对这些现象的仔细观察和详尽的分析，证实本能是通过自然选择逐渐积累而来的，并且同样存在变异的可能。

在本书的最后，达尔文提出，为什么物种之间一般都只会和同类进行交配繁殖，而不是随意交配，从而产生更多奇特的物种呢？于是，他进行了大量的杂交实验，并通过实验发现，要么是物种与物种首次杂交失败，要么是首次杂交成功，但是杂交后代，即杂种，却不能产生后代。达尔文认为，这两种不育性具有区别，而且它们都不受自然选择的作用，因为无法产生后代，这种不育性又如何遗传呢？但是，他也观察到，如果物种的亲缘关系较近的话，这种不育性会降低，却不完全成正比，也有例外的状况存在。因此，达尔文推论，一定是某个未知的原因作用于物种的生殖质，从而导致了不育。这个结论十分接近事实，即物种的杂交不育是因为基因不匹配造成的，而近缘种大部分基因都比较相近，所以不育性会降低，但有的近缘种只是外表相似，内在的基因却相差很远，所以物种的近缘关系与可育性确实有联系，但是关系不大。

严谨的研究

这本书给人最大的感受就是充满质疑与不确定，但那些质疑达尔文的人其实也没得出一个正确的结论。达尔文是一个虚心的人，他仔细研究了大部分前人和与他同时代的人的实验和相关结论，觉得符合自己的学说的，他就利用其来讲解自己的学说；不符合的，他就重新验证，并发现其中矛盾的地方，尝试进行解答。现在再来看达尔文的这些推论，其中有很多已经十分接近正确答案，他只是碍于当时的科研条件，才没能得出确切的结论。

由此可见，达尔文根据现实中存在的种种迹象和实验得出的结论，来进行推理的研究手段，是最值得我们学习的地方。我们从中能看到一个伟人进行研究时的认真和严谨，也能学到科学的思维方式，即观察——联想——总结。如果我们能学以致用，也许将来也能成为了不起的博物学家呢！

另外，由于达尔文在著作中使用了大量的自然科学专业术语，我们为了降低阅读难度，提高阅读兴趣，专门设计了“动物界”和“植物界”分类学图表以及“地质年代与生物演化阶段对比表”作为补充。同时，还添加了大量的生物学注释和图片，希望让你在阅读的同时能有更大的收获。

如果看完这本书，你还觉得不过瘾的话，可以看看《物种起源·地质大变迁》。这也是“小达尔文自然科学馆”丛书的第三本，达尔文在其中讲述了很多地质学秘密和分类学的依据，十分有趣。另外，如果你对达尔文的诸多观察结果感到好奇，不妨追随他的脚步一起乘上“小猎犬”号，进行一次环球科学考察吧！

编者
2017年2月