The most curious fact is the perfect gradation in the size of the beaks of the different species of Geospiza.
----- Charles Darwin (1842)
这是一篇关于《How and Why Species Multiply (The radiation of Darwin's Finches)》(Grant PR和Grant BR著)的阅读推荐。在此郑重向大家推荐这本书!适合所有专业人员、物种分类学者和博物学爱好者。
同时,对于此书的作者,在领域内被大家称为“神雕侠侣”的Grant夫妇,感兴趣的朋友也可以去了解他们的故事和神奇经历。
封面
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Grant夫妇
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我们生活在一个丰富多彩的世界上,这里有很多各式各样的物种。从看不见的微生物到蓝鲸这种庞然大物,人类已经识别了不下数百万个物种。然而,我们仍然无法知道地球上所有物种的真实数目,至少五百万种?还是更多?无论这个数字是多少,从整个生物的演化历史来看,所有现存的物种仍然只占所有出现过的物种数量的一小部分。
而另一方面,物种知识的积累还在以一个相对稳定的速度继续向前推进,我们能够不断地收到新物种发现的新闻,报道新物种的期刊(如
Zootaxa)仍然持续地火爆。发现新物种在今天仍然还是一件很有趣很有前途的事情。
但是,不可否认的是今天无论发现新物种的平均速度有多快,要想发现一个属于全新的目(order)、纲(class)或者门(phylum)的新物种已经成为一件极其困难的事。不仅如此,对于一些有特别意义的物种,例如新的大型兽类,它们的发现都会立即成为一个轰动的新闻。
造成这种现状的原因是,现在发现的每一个新种,几乎都可以立即归入已经比较成熟的林奈分类体系(Linnean framework)当中,很难再对这个既有的体系造成冲击。
因此,尽管生物多样性探索的工作仍然在进行,但焦点已经逐渐转移到如何解释生物多样性这个问题上来。简而言之,为什么会有这么多物种?这就是现在“生物多样性”给人们的挑战!
被放上百元大钞的林奈
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解释生物多样性是很困难的事情,尤其是这么多各式各样物种存在的情况下。对于演化生物学家来说,一个可操作的方式就是从林奈体系的低级层次开始,如种群(population)、物种(species)和属(genus),然后再将研究结论放大到其它级别。具体来讲,就是只选择一组相近的物种,然后解答下面的问题:它们从哪里来?它们怎么变成如此多的物种?什么原因使它们这样演化?以及,以上的事情都是什么时候发生的?
选择物种就是做这件事要面临的第一个问题,也是最基础的问题。理想状态下,当然也为了方便,这一组包含的物种不能太少,否则不能提供足够多的信息;同时也不能太多,不然没有那么多的精力和金钱。这些物种最好能生活在同样的地理环境中以方便比较,在野生环境下和人工环境下都能够很好地被观察。而且,最好还能有化石记录!
通过适应辐射(adaptive radiation)演化出的物种是符合以上条件的最佳研究对象。简单地说,适应辐射指的是从一个共同祖先快速演化出多个物种的过程,而这些物种占据着不同的生态位(ecological niches)。它们有足够的数量来帮助进行特征的定量分析,足够的相似性来帮助推断多样性产生的过程,不同的生态位来帮助找到适应产生的原因。
符合以上要求的物种有很多,比较著名的有非洲大湖地区的慈鲷,中北美和加勒比地区的安乐蜥等。生活在加拉帕戈斯群岛(Gal pagos)的达尔文雀(Darwin's Finches,地雀亚科Geospizinae)也是其中的一组,它们以达尔文最早对它们的观察和描述而闻名。
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除去分布在科科岛(Cocos island)的一个物种,其它所有的达尔文雀都局限分布在厄瓜多尔的加拉帕戈斯群岛。基于不同的分类标准,可以分为14或15个物种。它们来自一次典型的适应辐射,有一个最近共同祖先,在快速演化过程中形成了多样的形态和生态特征。
达尔文雀不同物种间最重要的区分特征是它们的羽毛和形态,而其中“喙”是最典型的一个特征。它们的觅食特性和喙的形状高度匹配,更表明了它们的演化过程是“适应性的”,即受到自然选择的作用。
达尔文雀
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加拉帕戈斯群岛
从1973年起,格兰特夫妇就在加拉帕戈斯群岛开始了对达尔文雀的研究工作,至今已超过40年,积累了大量的第一手资料。在这本书中,作者用这些观察和研究成果尝试解释了达尔文雀多样性形成的原因,涉及到自然选择、性选择、遗传漂变和杂交等方面,把这些知识一一向读者呈现。此外,本书还呈现了另一个具有现实意义的问题,即物种/种群的边界问题。尽管达尔文雀已经被划分为上述的物种,但它们之间的界限并不完全清晰。例如,同一个岛上可能分布着不同的物种,而不同岛的种群却属于同一物种。探索这种现象的成因,会对我们在进行物种分类时有重要的启示意义。
最后一点,这本书写作风格明快,行文简单且通俗易懂,还很薄,对专业科研人员和爱好者来说都是不得不读的佳作!
中国科普博览-从水到陆专栏
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