在这一章中,我们要探讨生存斗争对自然选择的影响。我们已经知道,生物在自然状态中存在一些个体变异,但这对我们理解物种的起源是如何在自然状态中形成的帮助不大。我们还需要知道,生物间以各种形式相互适应的巧妙表现。例如,啄木鸟和槲寄生的相互适应,还有依附在兽毛或鸟羽上的最低等的寄生虫、能潜水的甲虫和带羽毛的种子等,它们的构造都是自然界中相互适应的表现。无论在世界的哪个角落,在生物界的哪个部分,我们都能看到这种美妙的相互适应。
有些人可能会好奇,那些最开始被认为是同一种的生物,最终怎么会变成不同的物种呢?在大多数情况下,这些物种之间的差异明显远远大于同一物种的变种之间的差异。那么,这些物种是怎么产生的呢?这些结果全都不可避免地是从生存斗争中得来的,我们在这一章会充分论述。在生存斗争中,每一个物种中都会有一些个体产生微小的变异。如果这些变异能够在它们和其他生物以及它们生活的环境之间的复杂关系中对它们有利,这些个体就会保留这些变异,并且它们的后代也会继承这些变异。这样,后代也会有更好的生存机会。这个原理被称为“自然选择”,这意味着生物通过自然选择,让自己适应环境。我们可以通过人工选择来改变生物,但是自然选择是一种非常强大的力量,它能够不断地影响生物的进化。
现在我们要谈的是生存斗争。如果我们不了解生存斗争这个问题,就无法正确地理解自然界的各种现象,比如物种的分布、繁盛、灭绝和变异。我们看到了大自然的美丽和富足,但往往忘记了一些细节,比如食物链中的每个环节,还有不同季节中的变化。在我们周围,有许多唱歌的鸟儿,但是它们其实也需要以昆虫或种子为食,而这些昆虫或种子可能会被其他生物捕食,或者在某些季节里变得非常稀缺。所以,生存斗争是自然界中一个非常重要的问题,我们需要认真思考它的影响。
我要先说明一下,当我用“生存斗争”这个表述时,我指的是各种生物之间相互依存、竞争的关系。这既包括为了维持生命而搏斗,也包括为了成功繁殖后代而竞争。举个例子,两只饥饿的狗为了抢食物而互相争斗,这是实实在在的生存斗争。但是,在沙漠边缘生长的植物为了对抗干旱,竞争赖以生存的水资源,也是生存斗争。一棵植物可能一年结出一千个种子,但只有一个能成长为成熟的植物,因为它要和同种植物或其他物种的植物竞争生存空间。槲寄生只能依赖于苹果树和其他几棵树存活,如果它们在同一棵树上寄生太多,这棵树就会死亡。所以如果几株槲寄生密集地寄生在同一枝条上,它们之间就算处在生存斗争中。因为槲寄生的种子是由鸟类传播的,所以它们的生存也取决于这些鸟类。总的来说,以上这些情况都可以归纳到“生存斗争”的范畴里。
在自然状态下,几乎每一个植株都产生种子,几乎每一种动物都会交配。因此,我们可以自信地断言,所有的植物和动物都倾向于以几何级数增长。凡是它们能够生存下去的地方,都会被迅速占满。但是,不可能所有生物都无限增长,否则就会没有足够的空间和食物。因此,当产生的个体数量超过可生存的数量时,生存斗争就开始了。
林奈曾经算过,一年生植物倘若每年只结出两个种子,第二年每个幼苗又结出两个种子,以此类推,20年后,这个植物的后代就会变成100万个。大象被认为是繁殖速度最慢的动物,但即使这样,一对大象的后代也会在几百年内增长到近1900万个。
如果每个生物都不死,随着它们数量的迅速增加,地球就会被挤满。为了避免这种情况,生物必须经历生存斗争。它们可以和同种的生物搏斗,也可以和其他种类的生物搏斗,还可以和生活的环境搏斗。这种理论适用于所有动物和植物。虽然有些物种的数量在迅速增加,但不是所有物种都能这样做。
有一些生物每年只产极少的卵或种子,即使一些动物只产一个卵或幼崽,但如果它们能够保护它们的卵或幼崽,那么它们仍然能维持种群数量的稳定。对于食物量波动较大的物种来说,产卵多是比较重要的,这能让它们在数量上迅速增长。但是大量的卵或种子是为了弥补它们在生命中某个时期因食物缺乏或其他原因而遭受的大量死亡。在观察大自然时,永远不要忘记,我们周围的每个生物可以说是都在尽最大努力增殖。每种生物在生命的某一时期都要靠斗争而生活。
每种生物都有增殖的自然倾向,但我们不知道是什么因素会抑制它们的增长。我们甚至不了解如何抑制人类数量的增长,更别提其他生物了。
每种生物能吃到的食物数量决定了它们可以增长的极限。但通常情况下,物种的数量不是由获得的食物数量决定的,而是由被其他动物捕食的数量决定的。因此,一个大庄园里的鹧鸪、松鸡和野兔的数量主要取决于狩猎动物的祸害程度。如果在接下来的二十年里,我们既不射杀一只猎物,也不猎杀相对应的狩猎动物,那么即使现在每年被射杀的猎物数量是十万只,二十年后的猎物数量也会比现在少。可见狩猎动物对猎物数量的影响程度。但是,也有一些不受影响的情况,如象和犀牛,它们是不会被其他猛兽杀死的。在印度,即使是老虎也很少攻击母象保护下的小象。
气候在决定一个物种的平均数量方面起着重要的作用。当我们从南到北或从潮湿地区到干燥地区旅行时,会发现有些物种变得越来越少,最后甚至消失。而且向北旅行时整体物种差异要小一些。因为所有物种及其竞争者的数量越往北越少。向北走或登山时,见到的植物往往更加矮小,这也是由于气候的直接作用所致。我们到达北极区、积雪的山顶、纯粹的沙漠等气候极端的地方,可以看到生物几乎完全要和自然环境做生存斗争了。
这种周期性的极端寒冷或干旱季节中,气候成为所有制约因素中最有影响力的一个因素。我估算过,1854—1855年冬季,我的居住地内,死亡的鸟类达五分之四。这几乎是毁灭性的。
物种变化受气候影响很明显,我们却不能把所有影响都归结于气候的直接作用。通常,气候对其他物种产生的间接影响比直接影响更为重要。气候会让食物变少,因此会引起同种、异种个体间最激烈的斗争,因为它们要争夺同样的食物。当我们向南旅行时,看到一个物种的数量在减少,通常是因为别的物种占据了优势。就像在花园里,有很多植物可以很好地适应气候,但却无法真正在本土繁殖,因为它们不能与本土的植物竞争,也不能抵抗本土动物的侵害。
当一个物种在一个小范围内无限度繁殖时,常常会引发传染病。这看似是一个与生存斗争无关的遏制因素。多数传染病的发生是因为寄生虫所致,它们在密集动物中容易传播。这就成了寄生物和寄主间的斗争。
许多情况下,同种的个体必须有非常大的数量,才能够保留下来。比如我们可以在田地里种植大量的玉米和油菜籽等作物,因为要保证与以它们为食的鸟类数量相比,种子是远远过剩的。否则,要从花园里获得少数小麦或其他这类植物的种子是非常困难的。
我听说有个亲戚的庄园里有一块非常贫瘠的荒地,从来没有种植过任何作物。在二十五年前,有一部分土地被圈了起来,种上了苏格兰冷杉,而另一部分仍然是荒地。结果,种植冷杉的部分植被变化非常明显,与荒地上的植被完全不同。在苏格兰冷杉种植园里出现了十二种植物,以前从未出现在荒地中。这对昆虫的影响也很大,因为在荒地上不常见的六种食虫鸟,也出现在了种植区域里,反而有两三种经常光顾荒地的其他食虫鸟不见了。这说明引进一种树种会对生态环境造成很大的影响。但在另一个地方萨里郡法纳姆附近,在一片荒地上,只有围起来的圈地里长满了无数小冷杉。这些树木并不是人类种植的,而是自然生长的。这是因为围起来的圈地不让牛群进入,而周围的荒地只留下了被牛吃掉了尖头的许多幼苗和小树,即使是牛这样看似不起眼的动物,也会对生态环境产生影响。
从这里我们可以看出,牛群决定了苏格兰冷杉是否能够生存。但在世界上的另一些地方,昆虫决定了牛是否能够生存。例如,在巴拉圭,一种数量很多的苍蝇可以在动物的脐中产卵,导致动物数量减少。如果有更多的食虫鸟,它们可以吃掉更多的苍蝇,从而导致动物数量增加。这种关系会影响到整个生态系统,改变植被和昆虫数量等。这些关系非常复杂,经常发生变化,最微不足道的小事往往会使一种生物战胜另一种生物。但它们是如此完美地平衡着,保持自然界的平衡。
我很想再举一个例子,说明在自然界中相距最遥远的植物和动物是如何通过一张复杂的关系网相互联系的。比如说,野蜂是三色堇和红三叶草的重要传粉者,如果它们数量减少,这些植物也会受到影响。而野蜂的数量又受到田鼠数量的影响,田鼠会破坏它们的巢穴。而田鼠数量又受到猫科动物的影响,因为它们是田鼠的天敌。所以,野蜂的数量在很大程度上受到猫科动物的影响,从而也影响到了某些花的数量。不同的物种在生命不同时期,如不同季节或年份会受到不同的抑制因素。有些情况下,同一物种在不同地区受到的抑制作用也不相同。虽然我们看到一片森林被砍伐后会长出不同的植被,但有些地区的树木种类和比例却保持了几个世纪的稳定。这是因为动植物之间的相互作用决定了它们的数量和种类。它们之间会进行激烈的斗争,互相猎捕来争夺资源。虽然这些关系非常复杂,但它们平衡得很好,让自然界保持了长期的稳定。
但是,相同物种个体之间的斗争总是最残酷的,因为它们拥有相似的特性和构造。并且我们通常会看到斗争很快就见分晓。例如,如果同时播下几个小麦变种的种子,并且反复播种,那么最适合土壤和气候的某些变种,或者说在自然状态下繁殖力最强的变种,会击败其他变种,结出更多种子,在几年内取代其他变种。绵羊的变种也是这样,有人曾断言,一些山地绵羊变种能让另外一些山地绵羊变种饿死,所以不能将它们养在一起。我们隐约知道为何在自然系统中占据相同位置,具有亲缘关系的生物之间竞争最为激烈。但对于每个例子,我们都无法完全解释,为何一个物种在生存斗争中会战胜另一个物种。
从上述评论中可以推断出一个最重要的推论,每种生物的构造通过最基本却隐蔽的方式与其他生物的构造相关。生物之间存在着竞争,就像我们在争夺同一份美食或同一份工作一样。老虎的牙齿和爪子的构造,以及寄生虫的腿和爪的构造都是为了帮助它们在生存斗争中获胜。有些构造看起来与其他生物没有关系,但实际上,它们与生长的环境密切相关。比如,蒲公英和水栖甲虫的构造似乎只与空气和水有关系。蒲公英的羽毛种子可以在空气中飘浮,落在未被占据的土地上。而水栖甲虫的腿可以帮助它们在水中游动,以便竞争食物和避免被其他动物捕食。
每个生物都在生存斗争中,尤其当它们遇到新的竞争者时,生存条件就会发生变化。如果我们想要帮助一种生物在新的环境中生存,我们必须给它一些相对于竞争者的优势。尽管我们并不完全了解生物之间的相互关系,但我们知道每个生命都在努力以几何级数增长。每种生物都必须为生存而斗争,并遭受大量死亡,这是自然界的规律。然而,这场斗争并不是无休止的,死亡往往很迅速,而健康幸福的个体则能够生存和繁衍下去。因此,我们应该珍惜每一种生物,并且相信自然会为它们提供生存的机会。