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多多鳥之歌:滅絕年代的島嶼生物地理誌

作者:大衛.逵曼
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第三篇 好個大傢伙 與達爾文結下樑子

第三篇 好個大傢伙

與達爾文結下樑子

如果兩個族群間不能雜交,或者第一代雜交所生之子嗣沒有生育能力時,這兩個族群在定性上就稱為生殖隔離。舉例來說,馬和驢雜交,生下的子嗣稱為騾,但騾與騾間卻無法生育後代,因此馬和驢分屬兩個不同的種。麥爾的定義規避了兩族群如何形成生殖隔絕的問題:到底生殖隔絕是只能在地理隔絕的條件下方能產生,或者還有其他方式?
植物、微生物和海洋無脊椎動物在種的分類上,就不會像一般在分類獅子、老虎和豹那樣的簡單劃一。因此植物學家對種所作的定義,可能和野外動物學家有所不同,而古生物學家、遺傳學家和分類學家對種也各有定義,以符合其領域實際上之需要。
究竟什麼是造成生殖隔絕的真正理由?這些理由包括基因層級上的突變,這改變了後代的基因模組,也改變牠們在生態系中的角色和行為模式,而這些都能妨礙此一族群與另一族群間的基因混合,都是建立起生殖隔絕的直接因子。如果更直接的說,突變是和_圖_書起因,地理隔絕是條件,而生殖隔絕是最終的結果,綜合這些,物種得以形成。其後隨時間延長,競爭和混亂的生態系加重線系演化的份量。打個比方,如果物種形成是三角錐尖的一端,撬開兩族群間的間隙,那麼線系演化就是逐漸粗大的另一端,擴大先前已有的隙縫。
物種形成界定了一個新物種的誕生,而線系演化則擴大甫界定之新物種與其他物種間的差異。因此,斑馬和細紋斑馬間的不同,可以歸諸物種形成,而斑馬和象之間的差異,則是物種形成和累積好幾百萬年的線系演化——兩者交互作用後所得的結果。
首先我們必須搞清楚:究竟「種」是什麼?
線系演化所表達的,是一物種隨時間逐漸演變成行為和外表都有所不同的物種之過程。在線系演化中,單一物種因適應環境改變而有若干調整,但並未歧異成兩個物種。
物種形成代表了物種由一歧異為二的過程,每發生一次,即意謂著地球上的物種總數隨m•hetubook.com•com之加上一筆。例如某一種馬科動物一分為二,彼此間互為生殖隔絕,而原先的單一始祖種,衍生為兩個後裔種。就拿斑馬(Burchell's zebra,學名為Equus burchelli)和細紋斑馬(Grevy's zebra,學名為Equus grevyi)這兩種馬科動物來說,是物種形成作用的結果?是的;演化助了一臂之力?也沒錯。但演化和物種形成並非同義詞,而是指彼此互為表裏的兩個範疇。物種形成是事實的一面,而另一面則是線系演化。
為簡化起見,關於演化上的討論,我們採用一九四〇年由麥爾提出的著名定義:「物種是由一群在自然狀態下可以雜交,或具雜交之潛力,且對其他類似性質之群體有生殖隔絕特性所組成的族群。」不過,這個定義在措辭上有許多過度小心謹慎的詭辯。
麥爾具說服力地主張物種形成的確需要地理隔絕,或者至少對有性生殖的動m.hetubook.com.com物和大多數植物而言是如此。他認為生殖隔絕是不同物種的標誌,但生殖隔絕不會自發產生,而是只有在基因突變和兩族群分居二地所累積起來的歧異條件下,才會產生的結果。
讓我們再回到達爾文和華葛納的辯論中。線系演化需要地理隔絕嗎?不需要。斑馬和象之後裔間的歧異擴大,需要把兩者互相區隔開來嗎?也不需要。雖然象和斑馬在熱帶莽原相鄰而居,但放心吧!兩者間不會發生雜交情事。同樣的,烏鴉和啄木鳥即使共處同一森林中,彼此間的歧異演化還是持續進行著,這是因為牠們必須對其在環境中所處層面的不同,而作出不同的適應。簡言之,物種要能配合牠們在生態系中的地位而做調整。但華葛納無法領略這一點,因而忽略了線系演化。
當華萊士思索阿魯群島的大翼蝴蝶時,就曾經被這個問題所困擾,而同樣的問題也讓達爾文和華葛納深感迷惑。唉!這個問題還真有點棘手。它的答案可說是五花八門,而每一個答案都會和-圖-書引起一些爭論。
達爾文和華葛納為此議論不休。他們不斷透過信件和出版論文打筆仗、因此所結的樑子也一年比一年深。部份理由是因為華葛納的區隔學說中,關於遷徙對演化所扮演的角色,有一些缺乏事實根據的想像。依據華葛納的看法,遷徙行為本身有著幾近神奇的力量。他認為一物種除非遷入新環境,否則該物種是不會發生演化的;而當遷徙啟動演化過程後,地理隔絕的作用僅止於把因遷徒所產生的變化給結合起來。
線系演化是我們一直未能澄清的另一種基本過程,它與物種形成有所不同。
相反的,達爾文卻覺得物種從一地移到另一地沒什麼大不了的。一八七五年,達爾文翻閱華葛納一篇剛發表的文章後,在上面塗鴉道:「最令人厭惡的垃圾」。他們之間的問題有些是因對彼此的工作有誤解,而這誤解往往又因術語和觀念上的混淆而更形惡化。
在確定線系演化這一邊後,就能夠清楚我們所要處理的更棘手問題:物種形成需要地理隔絕的參與嗎?即使和_圖_書到現在,這個問題還是沒有定論。
當時,演化的觀念仍然是相當新穎的,整個演化學說只不過豎起一些關鍵骨架,而細節部份仍然付之闕如,因此混淆是很常見的。舉例來說,達爾文和華葛納兩人一直在摸索遺傳變化上的問題,卻都沒有基因的概念。除此之外,其他一些觀念如線系演化(phyletic evolution)與物種形成間的差異,以及生殖隔絕(reproductive isolation)與地理隔絕的不同等,都還紛亂不已。
這下子可把達爾文難倒了!依據麥爾的說法,我們也許可以相信:那是因為達爾文把生殖隔絕(最終結果)和地理隔絕(必要條件)搞混了。
物種形成主要與空間上有關。這就是為什麼異域(allopatric )和同域(sympatric)二詞都是以空間為其立基。線系演化則是表達較短的時間尺度下觀察所得之結果。以線系演化的角度來看,一物種不會從古至今都是一成不變,但始終還是屬於同一物種。
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