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达尔文的环球旅程和他的发现

 老王abcd 2019-12-27

作者 万瑜

查尔斯·罗伯特·达尔文,是英国博物学家、地质学家和生物学家,作为教科书里的经典人物,他对科学家最著名的贡献就是进化论。他提出了所有的生命物种都是随着时间的推移从共同的祖先那里繁衍而来的,并在与阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士的联合出版物中,介绍了他的科学理论,认为这种进化模式是由一个他称之为自然选择的过程产生的。

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达尔文早期对自然的兴趣导致他忽视了他在爱丁堡大学的医学教育,他在英国皇家海军比格尔号上五年的航行经历,使他成为了一位杰出的地质学家。

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比格犬号的环球旅程

达尔文对航行中收集到的野生动物和化石的地理分布感到困惑,于是他开始了详细的调查,1838年,他构思了自己的自然选择理论。尽管他与几位博物学家讨论了自己的想法,但他需要时间进行广泛的研究。他在1858年写给阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士一封信中描述了跟对方同样的想法,这促使他们两个人联合发表这一全新的理论。达尔文的工作确立了进化的起源,并将其修改为自然界多样化的主要科学解释。在1871年,他考察了人类进化和人类后裔的性别选择,以及与性别有关的选择,然后是《人与动物的情感》。他对植物的研究发表在一系列书籍中,在他的最后一本书《通过蠕虫的作用形成蔬菜霉菌》中,他研究了蚯蚓及其对土壤的影响

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幼年的达尔文

1809年2月12日,查尔斯·罗伯特·达尔文出生在什罗普郡的什鲁斯伯里,一个一神的家庭中。1817年,八岁的查尔斯加入了布道者开办的日间学校,他已经对自然历史和收藏有了兴趣。那年七月,他的母亲去世了。1818年9月,他和哥哥伊拉斯谟一起在附近的圣公会什鲁斯伯里学校寄宿

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青年时期达尔文

1825年夏天,达尔文当了一名实习医生,帮助父亲治疗什罗普郡的穷人,之后于1825年10月与弟弟伊拉斯谟一起进入爱丁堡大学医学院(当时是英国最好的医学院)。达尔文发现讲座枯燥乏味,手术让人痛苦,显然他对于医学并没有太多的兴趣。

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在达尔文大学的第二年,他加入了普林尼学会(Plinian Society),这是一个学生自然历史团体,参加了激烈的辩论,其中激进的民主学生以唯物主义的观点挑战了正统的科学宗教观念。他协助罗伯特·爱德蒙·格兰特(Robert Edmond Grant)对福斯峡湾(Firth of Forth)的海洋无脊椎动物的解剖结构和生命周期进行了研究,并于1827年3月27日在普利尼安(Plinian)提出了自己的发现,即牡蛎壳中发现的黑孢子是滑冰水蛭的卵。有一天,格兰特称赞拉马克的进化思想。格兰特(Grant)的大胆举止使达尔文感到惊讶,但他最近在祖父伊拉斯mus(Erasmus)的日记中读到了类似的观点。罗伯特·詹姆森(Robert Jameson)的自然历史课程涵盖了地质学,其中包括海王星与冥王星之间的辩论,这使达尔文感到无聊。他学习了植物的分类,并协助大学博物馆的收藏工作,该大学当时是欧洲最大的博物馆之一。

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达尔文热心于昆虫收藏学

达尔文对医学研究的忽视使他的父亲恼火,后者将他精明地送他到剑桥基督学院攻读文学学士学位,这是迈向成为英国国教乡村牧师的第一步。由于达尔文没有资格参加Tripos考试,他于1828年1月参加了普通学位课程。他更喜欢骑马和射击而不是学习。他的堂兄威廉·达尔文·福克斯(William Darwin Fox)向他介绍了流行的甲虫收藏热潮。达尔文热心追求这一点,并将他的一些发现发表在詹姆斯·弗朗西斯·史蒂芬斯的《英国昆虫学插图》上。他成为植物学教授约翰·史蒂文斯·汉斯洛(John Stevens Henslow)的密友和追随者。

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达尔文必须待在剑桥,直到1831年6月。他研究了佩利的《自然神学》或《神的存在与属性的证据》,该书对自然界中的神性设计提出了论据,这为自然界的神性设计作了论证,解释了适应是上帝通过自然法则作用的。他阅读了约翰·赫歇尔(John Herschel)的新书《自然哲学研究的初步论述》,其中描述了自然哲学的最高目标,即通过基于观察的归纳推理来理解此类定律,以及亚历山大·冯·洪堡的1799年科学旅行的个人叙事1804。受“热心的热情”的启发,达尔文计划毕业后与一些同学一起参观特内里费岛,以研究热带地区的自然历史。

达尔文与比格犬号

达尔文在巴茅斯与学生朋友们呆了一个星期后,于8月29日回到家中,发现亨斯洛的一封信,信中提议他作为一名合适的博物学家。这艘船将在四周后启航,远征南美海岸线。老达尔文反对他儿子这个两年的航程,认为这是纯粹是在浪费时间,但他的姐夫约西亚·韦奇伍德二世说服了他,同意并资助了他。

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航行于1831年12月27日开始,它持续了将近五年的时间。正如费兹罗伊(FitzRoy)的意图,达尔文将大部分时间都花在土地调查地质和收集自然历史上,而比格犬号(Beagle)则在调查和绘制海岸图。他仔细记录了自己的观察和理论推测,并在航行中不定期将标本连同包括他的家庭日记的信件一起寄到剑桥。他在地质,甲虫的收集和解剖海洋无脊椎动物方面具有一定的专业知识,但在所有其他领域都是新手,并且经过精心收集的标本可供专家评估。尽管遭受晕船之苦,达尔文还是在船上写下了大量笔记。

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进化方向的手稿

达尔文的研究得到了著名学者莱尔的重视

达尔文在佛得角圣加戈的第一站上岸时,发现火山岩峭壁上有一条白色的带状物,其中包括贝壳。菲茨罗伊给了他第一卷查尔斯·莱尔的《地质学原理》,这本书阐述了陆地在漫长时期内缓慢上升或下降的统一论概念,达尔文也看到了莱尔的观点,理论和对编写地质学著作的思考。

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达尔文的收集品,文物

当他们到达巴西时,达尔文对热带雨林感到高兴,调查继续在巴塔哥尼亚南部进行。他们在巴伊布兰卡停留,在蓬塔阿尔塔附近的悬崖上,达尔文在现代海贝旁边发现了大量灭绝哺乳动物的骨骼化石,这表明最近的灭绝没有气候变化或灾难的迹象。他用一颗牙齿和它与骨性甲胄的联系来辨认这只鲜为人知的巨兽,在他看来,它起初就像是当地犰狳的一个巨大版本。这些发现在到达英国时引起了极大的反响。

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达尔文与高乔一道进入内陆探索地质和收集更多化石,从社会、政治和人类学的角度了解了革命时期的土著和殖民地人民。在更远的南方,他看到了由鹅卵石和贝壳组成的阶梯状平原,高高的海滩显示出一系列的海拔高度。他读了莱尔的第二卷,接受了他​关于物种“创造中心”的观点,但他的发现和理论挑战了莱尔关于物种平稳连续和灭绝的观点

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在第一次比格犬号的航行中,三名福吉人被抓获,随后在英国接受了一年的传教士教育。达尔文发现他们友好而文明,但在火地岛,他遇到了“悲惨的、堕落的野蛮人”,这些野蛮人与驯养的动物有着天壤之别(原文如此)。他仍然坚信,尽管存在这种多样性,所有人类都与共同的起源和向文明发展的潜力相关联。与他的科学家朋友不同,他现在认为人类和动物之间没有不可逾越的鸿沟。

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火地岛

达尔文在智利经历了一次地震,看到了陆地刚刚升起的迹象,包括在涨潮上方搁浅的贻贝床。在安第斯山脉的高处,他看到了海贝和一些生长在沙滩上的化石树。他认为,随着陆地的上升,海洋岛屿下沉,周围的珊瑚礁逐渐形成环礁

达尔文达到了加拉帕戈斯群岛

在加拉帕戈斯群岛上,达尔文寻找证据,将野生动物与一个古老的“上帝创造论”联系起来,发现知更鸟与智利的知更鸟结盟(allied to those in Chile),但各岛之间又不相同。他听说龟壳形状的微小变化能表明它们来自哪个岛屿,但并未能收集到它们,达尔文认为这几乎就像两个不同的创造者在工作一样。

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比格犬号研究了科科斯(基林)群岛的环礁是如何形成的,这项调查支持达尔文的理论。在开普敦,达尔文和菲茨罗伊遇到了约翰·赫歇尔,他最近写信给莱尔,称赞他的统一论是对“神秘之谜,灭绝物种被其他物种取代”的大胆推测,认为这是“与奇迹过程相反的自然现象”。当船航行回家时,他整理了自己的笔记,达尔文写道,如果他对知更鸟、乌龟和福克兰群岛狐狸日益增长的怀疑是正确的,那么“这些事实会破坏物种的稳定性”,然后在“破坏”之前谨慎地加上“会”。他后来写道,在我看来,这些事实“似乎对物种的起源有了一些启示”

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不同岛屿之间知更鸟的不同进化方向

回到英国时,达尔文已经成为科学界名人

1836年10月2日,当小猎犬到达康沃尔郡的福尔茅斯时,达尔文已经是科学界的名人。10月29日,查尔斯·莱尔第一次急切地与达尔文见面,并很快把他介绍给了一位后起之秀的解剖学家理查德·欧文,他拥有皇家外科学院的设备,可以研究达尔文收集的化石骨骼。欧文令人惊讶的发现还包括其他已经灭绝的巨大树懒,以及巨兽,一个几乎完整的未知的蛇蝎骨骼和一个河马大小的啮齿动物头骨,名为Toxodon,形似一个巨大的水豚。这些甲胄碎片实际上来自一种巨大的类犰狳生物,达尔文最初认为是这样的。这些已经灭绝的生物与南美洲的生物有亲缘关系。

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大地懒的骨骼化石

12月中旬,达尔文在剑桥寄宿,组织他的收藏工作,重写了他的日记。他写了他的第一篇论文,表明南美大陆正在缓慢上升,在莱尔的热情支持下,他于1837年1月4日向伦敦地质学会宣读了这篇论文。同一天,他向动物学会展示了他的哺乳动物和鸟类标本。鸟类学家约翰古尔德很快宣布,达尔文认为是黑鸟、“巨喙”和雀鸟混合的加拉帕戈斯鸟实际上是十二种不同的雀鸟。2月17日,达尔文被选入地质学会理事会,莱尔的主席报告介绍了欧文对达尔文化石的发现,强调物种的地理连续性,以支持他的统一论思想

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三月初,达尔文来到伦敦,加入了莱尔的科学家和专家的社交圈,他将上帝描述为法律的程序员。古尔德遇到达尔文,告诉他来自不同岛屿的加拉帕戈斯知更鸟是不同的物种,而不仅仅是变种。达尔文并没有按岛屿给这些雀类贴上标签,但根据比格犬上其他人的记录,包括菲茨罗伊,他把物种分配到了岛屿上。这两只美洲狮也是不同的物种,3月14日达尔文宣布了它们的分布是如何向南变化的。

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到3月中旬,达尔文在他的红色笔记本上推测“一个物种确实会转变成另一个物种”的可能性,以解释像美洲狮这样的活物种和像巨大的瓜纳科动物一样的已灭绝物种的地理分布。他关于寿命、无性生殖和有性生殖的思想在7月中旬的“B”笔记本中发展到后代的变异“适应和改变世界的种族”中,解释了加拉帕戈斯龟、知更鸟和美洲狮。他勾勒了分支血统,然后是一个单一进化树的谱系分支,其中“谈论一种动物比另一种动物高级是荒谬的”( It is absurd to talk of one animal being higher than another),抛弃了拉马克独立的血统发展到更高的形式。

达尔文于1959年完成了他的著作《物种起源》

达尔文在1859年出版的《物种起源》一书中发表了他的进化论,其中有令人信服的证据,克服了科学界对早期物种嬗变概念的排斥。到19世纪70年代,科学界和大多数公众已经接受进化论为事实。然而,许多人赞成相互矛盾的解释,直到20世纪30年代到50年代现代进化综合论的出现,人们才形成了一个广泛的共识,自然选择是进化的基本机制。

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【我国长期将Theory of evolution翻译成进化论,而在笔者看来,翻译成演化论更为合适。因为生物的演化并不总是进,有时候也会退。最典型的就是孔雀,一身美丽的羽毛对于生存毫无意义,反而会招来更多的敌对行为,这些羽毛的存在仅仅是为了满足母孔雀的欣赏,这就是一种性选择。而造成性选择为主筛选的原因,正是因为孔雀生活的环境太过于优越,没有恶性的竞争关系,这就导致了孔雀种群的退化。同样在植物上也是如此,被人类驯化的作物抵御病虫害的能力越来越低,不依赖人工和农业的协助,已经完全没有自主生存能力。而野菜则只能依靠自己的基因活下去,一旦失去抵抗病虫害的能力,就只有灭绝一条路。】

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