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犹如一座“魔幻之岛”,加拉帕戈斯群岛将天南海北的珍奇生物汇集于一处,演绎着地球生命从古到今的故事。然而,直到年达尔文上岛考察,之后提出了著名的自然选择理论,这座与世隔绝的海岛才引起了世人的注意。
加拉帕戈斯群岛
(又名科隆群岛)属于厄瓜多尔,位于东太平洋,东距南美大陆海岸大约千米。群岛由大大小小19个岛屿及无数的岩礁组成,这些位于赤道上的岛屿都是远古时代由海底火山喷发出来的岩浆堆积而成的火山岛,至今已有几百万年的历史。加拉帕戈斯群岛的陆地上、岩石间、深海里生活着各种各样的生物,包括海狮、海豹、海獭、鹈鹕、信天翁、企鹅、反舌鸟、火烈鸟、熔岩鸥等,就像一座“魔幻之岛”,将天南海北的珍奇生物汇集于一处,演绎着地球生命从古到今的故事。
然而,直到年查尔斯达尔文上岛考察,之后他提出了著名的自然选择理论,这座与世隔绝的海岛才引起了世人的注意。
当人类的足迹踏上海岛
年,一艘名叫“小猎犬号”的英国海军测量船从英国出发,前往南美洲沿岸岛屿进行测量工作,当时船上有一个不拿薪酬的“编外船员”,那就是22岁的达尔文。年9月,“小猎犬号”到达加拉帕戈斯群岛并在岛上停留了五个星期。
一踏上加拉帕戈斯群岛,达尔文就被岛上不同寻常的独特生态所吸引,他在这里进行了仔细的考察工作并采集了许多动植物标本。回到英国后,根据加拉帕戈斯群岛的动植物对岛上严酷自然环境的适应能力,以及生活在不同岛上同一物种之间微妙的差异等,达尔文提出了生物进化的自然选择理论,从而使科学家对地球生命的认识产生了一个飞跃。迄至今日,进化论仍然是生物学中最重要的理论之一,它解释了地球上大量的物种是如何从最简单的单细胞祖先慢慢进化而来的。自达尔文之后,科学家和大自然爱好者源源不断地来到加拉帕戈斯群岛进行动植物考察。
其实,达尔文并不是第一位来到加拉帕戈斯群岛的学者。最早发现加拉帕戈斯群岛的是一位名叫贝兰加的巴拿马主教,他所乘坐的船在年漂流到此偶然发现了这个群岛。在贝兰加的眼里,岛上只居住着鸟类、海豹和爬行动物,是一块“毫无价值的土地”。发现加拉帕戈斯群岛时,船上只剩下两天的淡水。船员们登上第一座岛屿,但没有找到淡水,待他们登上第二座岛时,船上已经断水。经过几天的努力,船员们终于在一个岩石缝隙中找到了水,而在找到水之前,人们不得不从仙人掌中挤水饮用。有两名水手和10匹马因缺水死亡。
年,西班牙人也来到岛上。西班牙人在岛上发现了大量世界罕见的巨龟,他们给小岛取名为“加拉帕戈斯群岛”,意即“龟岛”。16世纪后期,加拉帕戈斯群岛成为英国海盗在海上的一个落脚地。海盗们发现,岛上淡水奇缺,但巨龟却可以不吃不喝活上好几个月,于是他们将巨龟带上船,作为“鲜肉”储备。据说当时一艘船就能带走头龟。当达尔文来到加拉帕戈斯群岛时,其中的弗洛雷阿纳岛上的巨龟已经全部消失。
到年,大批英国捕鲸者纷纷来到加拉帕戈斯群岛,每年都有几十艘船来到这里。像先前的海盗一样,这些捕鲸者上岛后大量捕捉巨龟、海龟、鸟类和陆地鬣蜥作为食物。这些捕鲸人比以前的海盗人数更多,也更贪婪,有些种类的龟很快就灭绝了。在整个19世纪,有多达20万头龟被捕杀。有着珍贵皮毛的海豹也遭受到同样的浩劫,到20世纪初,岛上的海豹已近绝迹。
年,美、英、法三国之间爆发战争,美国的戴维波特船长指挥美国军舰几乎将英国人在加拉帕戈斯群岛的捕鲸船队全数歼灭。与此同时,波特船长对全岛进行了仔细的测绘,并在航海日志中作了详细的观察记录,包括年7月弗洛雷阿纳岛上火山的喷发。波特船长是第一个对岛上的龟进行分类的人。当船停泊在詹姆斯湾时,波特放了几只山羊到海滩边上啃草,几天后,这几只羊进入到岛屿深处不见了。波特并非有意要将这些羊放到加拉帕戈斯群岛上,但在后来的几个世纪里,许多人则是有意将一些家畜放到岛上,目的是为过往船只提供食物。羊群在岛上大量繁殖,最后数量竟然达到10万头,这对岛上的植物造成了毁灭性的打击,对岛上特有的食草动物也构成了严重威胁。时至今日,引进物种仍然是加拉帕戈斯群岛生态的最大威胁。
19世纪60年代以后,石油发现并代替了鲸油,捕鲸热开始渐渐消退,虽然偶有船只在这里停留,猎取海豹和补充供给,但海盗横行和疯狂捕鲸的时代已经一去不复返了。
年后,达尔文研究站和加拉帕戈斯国家公园相继建立,加拉帕戈斯群岛自然资源保护工作全面展开并取得一些成绩。岛上特有的一些物种,如巨龟和陆地鬣蜥曾一度濒临灭绝,现在其种群数量正在逐渐恢复。
岛上生命的起源与演化
加拉帕戈斯群岛是赤道暖流和南极寒流交汇的地方,受寒暖气流交汇的影响,岛上呈现出热带动物和寒带动物共存的奇特景象。这里有世界上唯一生活在热带地区的企鹅,它们的远祖乘着寒流,从遥远的南极来到加拉帕戈斯群岛。这里生活着原本只以陆地植物为食的海鬣蜥,地球上,只有在加拉帕戈斯群岛上才有这种潜入海中捕食的水陆两栖的海鬣蜥。而那些原本低矮的仙人掌为了保护自己的花和果实不被陆地鬣蜥吃掉,在这里也长成了10多米高的巨型仙人掌。由于没有猛兽猛禽,爬行类动物几乎没有天敌,这里因此成为爬行类动物的王国,世界上最古老的动物之一——加拉帕戈斯巨龟在这里生存了几百万年。
岛上的陆地上、岩石间、深海里还生活着海狮、海豹、海獭、鹈鹕、信天翁、企鹅、反舌鸟、火烈鸟、熔岩鸥等众多的动物。生活在群岛上的动物最迷人之处在于,由于几千年来岛上生物没有受到过来自食肉动物的威胁,因此这里的鸟类和其他动物都不怕人,比如摇摆信天翁会大摇大摆地从人群中穿过,它们那种旁若无人的憨态着实逗人。
加拉帕戈斯群岛四面环海,从来没有与陆地连接在一起,那么,群岛上众多的生命是从哪里来又是怎样来到岛上的呢?它们来自南北美洲、中美洲、加勒比海和南极,是洋流和季风将各地的动植物生命送往这个与世隔绝的海岛。动植物以三种非同寻常的方式来到这里:或者顺着海流游过来,或者从天上飞来,或者随波逐流漂来。鲸、海豚、各种鱼类、海豹和企鹅是顺着海流游来这里的;鸟类是从空中飞来的,许多植物种子,包括苔藓类植物和蕨类植物也是从空中“飞”来的,当然它们不会像鸟那样振翅飞翔,而是乘风而来的;其他一些物种,如龟、鬣蜥、昆虫,以及一些植物种子,有的是自己顺水漂来的,有的则是附着在树木上或者其他植物上漂来的。
在达尔文登上加拉帕戈斯群岛之前,他已经在世界各地观察了许多动植物。上岛后他发现,群岛上有许多种类的爬行动物,但没有两栖动物,有无数的鸟类,但只有少数几种哺乳动物,有草和蕨类植物,但少有开花植物。显然,来到这里的物种为了生存下去,必须适应海岛环境,随着岁月的流逝,对环境适应的结果是产生了新的物种或亚种,并在海岛上欣欣向荣地繁殖起来。加拉帕戈斯群岛之行促使达尔文形成了一个惊世骇俗的理论:动植物在自然选择的过程中产生变化,幸存下来的动植物为适应环境而进化成新的物种。
“孤独的乔治”
加拉帕戈斯陆龟是地球上最大的龟,重量可达千克,龟壳长度可达1.5米,是名副其实的“巨龟”,成为加拉帕戈斯群岛的象征。巨龟在陆地上行动迟缓,并以长寿闻名,可活年以上。动物学家认为,岛上的龟是从太平洋沿岸某一条河的河口处附着在浮木上来到岛上的,在南美大陆上至今还生活着一种与加拉帕戈斯陆龟比较相近的体型较大的龟。
巨龟以岛上的草、仙人掌及其他一些植物的花和茎为食。雨季过后,巨龟们顺着山坡下来,享受着平地上的片片绿草。旱季到来,草地枯萎,它们重回山上,以山上潮湿的植物为食。在干旱的季节里,巨龟只依靠极少的水和食物就能生存下来。
当人类最初来到时,岛上的巨龟多达10万只。虽然岛上的自然条件恶劣,但是巨龟没有任何天敌,再加上自身对于严酷环境的适应能力,巨龟过着平静的生活,繁殖能力惊人。
随着海盗、捕鲸人和渔民的相继而来,岛上成千上万的巨龟被人当作肉食来源,而且人还将猪、羊、马、牛等家畜带到岛上,这些家畜吃掉了岛上本来就不多的植物,它们的蹄子踩碎了巨龟的蛋和幼龟柔软的龟壳,对巨龟的生存构成了严重威胁。
在海盗横行的年代里,海盗们起初主要猎取体型较小的雌龟,因为容易搬动、存放,也易于捕捉,特别是雌龟在海滩上产卵的季节。后来,随着雌龟数量日益减少,雄龟也成为海盗们的猎取对象,结果造成群岛海龟的数量一年比一年少。年,美国加利福尼亚州科学院的科学家来到一座小岛进行科学研究,结果发现岛上只剩下3只雄龟。上世纪50年代,在附近水域打渔的渔民想在一座岛屿上补充肉食,却发现岛上根本没有巨龟可捉,于是他们在岛上放养了一些山羊,山羊很快就大量繁殖起来,啃光了岛上本来就不多的植被。
年,建达尔文研究站时,整个群岛上仅存11个种类的海龟,而且都处于濒危之中。研究站的工作人员在岛上收集濒危品种的海龟蛋以进行人工孵化,在幼龟长到龟壳变硬、不再受到引进动物威胁时再放归自然。
年,人们意想不到地在平塔岛上发现了一只幸存下来的平塔亚种海岛陆龟,给它起名叫“孤独的乔治”。“乔治”被送到研究站,研究人员特意为它安排近似亚种的母龟相伴,但30年来都没有产生后代。直到今天,人们依然没有放弃寻找平塔亚种母龟,让平塔亚种海龟延续下去的希望。
海鸟和陆鸟的天堂
加拉帕戈斯群岛称得上是各种鸟类的天堂。岛上共有57种鸟,包括达尔文雀、熔岩海鸥、加拉帕戈斯企鹅、短翅鸬鹚、熔岩苍鹭、加拉帕戈斯马丁鸟、加拉帕戈斯鸽子等。其中近半数是当地鸟,其余是每年途经此地的候鸟。岛屿附近的哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁地区的一些候鸟也会光顾这座荒岛。年复一年,候鸟们随着信风来到此地。在鸟儿最多的季节里,岛上可以见到70万只候鸟。
加拉帕戈斯群岛上的陆鸟的种类不如海鸟多,这是因为大多数陆鸟的飞行本领都不及海鸟。有的陆鸟自从祖先来到岛上后就几乎没有发生什么变化,而有的则演化成为新的亚种,如短耳猫头鹰,还有的完全进化成新的物种,如加拉帕戈斯鹰和加拉帕戈斯鸽子。进化特征最为明显的是嘲鸟和地雀,它们在岛上不同的小生境中演化成为新的亚种。
加拉帕戈斯群岛上生活着许多鲣鸟,也叫海鹅。海鹅的英文意为“呆子、傻瓜”,这种鸟常在睡梦中傻乎乎地被抓,故得此名。鲣鸟生活在世界各地的热带和亚热带地区的海岛上,平时在海里生活,只有到繁殖的时候才上岸来。生活在加拉帕戈斯群岛上的鲣鸟有蓝脚鲣鸟、红脚鲣鸟和蓝脸鲣鸟。世界上1/3的蓝脚鲣鸟都居住在这个群岛上。
加拉帕戈斯群岛的鸟类不仅数量多且不怕人,对来访者不惧不避,令游客大为惊讶。
达尔文雀——海岛物种进化的象征
生活在加拉帕戈斯群岛上的13种达尔文雀也是海岛物种进化的一大象征。人们也许会觉得奇怪,岛上有那么多的动植物,为何这种毫不起眼的小鸟会与达尔文的名字联系在一起呢?
达尔文并不是第一个发现这种鸟的人。年,在达尔文上岛前,就有一位名叫詹姆斯科尔奈特的船长提到过这种鸟。在达尔文所著的《小猎犬号航海记》中也没有多提这种鸟。但是,在帮助达尔文理解进化的意义方面,这种鸟起到了非常重要的作用。“达尔文雀”这个名称最早出现在鸟类学家戴维拉克于年出版的现代最早的雀类生态和进化研究著作中,从此被广泛引用。
所有种类的达尔文雀都是从同一祖先——一种来自南美洲太平洋沿岸的草雀进化而来的。最初来到加拉帕戈斯群岛时,这种鸟只能啄食植物种子,后来它们开始适应这里不同的小生境。今天,所有种类的达尔文雀的大小都十分相近,如麻雀般大小,颜色外形也差不多,羽毛为灰、褐、黑或橄榄色,生活习性也十分接近。它们最显著的区别在于喙的大小和形状。13种雀所吃的食物各不相同,有的吃植物种子,有的吃昆虫。地雀吃巨龟、陆地鬣蜥和海洋鬣蜥身上的扁虱和扁虱的卵,而一种长着尖喙的地雀会跳到蓝脚鲣鸟和红脚鲣鸟的背上啄它们的肉,吸它们的血,因此被称为“吸血鬼雀”。形树雀和红树林雀会用小树枝和仙人掌的刺作工具,将藏在枯树枝缝隙里的昆虫挑出来吃。鸟喙的大小和形状反映了它们各自的生活环境对进化的影响。
在进化中为了适应各种食物而发展起来的专门化的喙,让达尔文雀在干旱季节或者食物匮乏时,在与其他鸟类和动物争夺有限食物资源时,拥有了更多的生存机会。
美洲大蜥蜴——鬣蜥
除了巨龟,加拉帕戈斯群岛上还生活着27种爬行动物,其中17种是加拉帕戈斯群岛上所特有的。色彩华美的各种鬣蜥是岛上最为普遍的当地物种之一,有海鬣蜥和陆地鬣蜥,还有一种杂交鬣蜥,父亲是海鬣蜥,母亲是陆地鬣蜥。
岛上鬣蜥的祖先是美洲大陆大蜥蜴。鬣蜥大约可长到1米长。鬣蜥是白天活动的动物,有着突出的眼睑、外耳膜和喉垂。鬣蜥的四肢上长有5趾,爪子异常尖利,便于攀援。与大多数蜥蜴不同,鬣蜥是素食动物。
陆地鬣蜥的肚腹处是橘黄色的,背部是红褐色的,看上去比它们的近亲海鬣蜥漂亮多了。陆地鬣蜥喜欢生活在岸上干燥的地方,主要食物是仙人掌果,吃的时候连果实带刺一起吃下肚,仙人掌给陆地鬣蜥提供了食物和水分。
陆地鬣蜥适应岛上干旱环境还有另外一招,那就是少活动,以减少身体的能量消耗。所以看上去陆地鬣蜥总是懒洋洋的,实际上这正是它们的生存策略。陆地鬣蜥在地上挖洞为巢,在地道里繁殖后代,它们的巢穴白天可以用来遮荫,晚上是它们的安全歇息之处。
海鬣蜥是加拉帕戈斯群岛所特有的,生活在沿海黑色的火山岩石上,善游泳,主要以海藻等海生植物为生。在人类来到加拉帕戈斯群岛之前,海鬣蜥唯一的敌人是大型鱼和鲨鱼。
在不觅食的时候,海鬣蜥喜欢到陆地上来寻找安全温暖的地方。达尔文来到加拉帕戈斯群岛时,曾见到多岩石的海岸边生活着成千上万只海鬣蜥。他抓起一只扔到海里,它马上又游回到岸上,他又重复扔了几次,但每次这只不屈不挠的海鬣蜥都回到岸上来寻找安全的藏身之处。
在赤道的阳光照射下,海岸边的石头被晒得发烫,可以给海鬣蜥以足够的温暖。在温暖的白天,雄性海鬣蜥会一直呆在太阳底下。到夜晚,成百上千只海鬣蜥重叠在一起互相取暖。
多样化的植物
加拉帕戈斯群岛地处赤道,但受寒流的影响,并不适合热带雨林生长,只有一些仙人掌和灌木丛分布在沿海地区,而较高些的植物则生长在高坡上。在漫长的岁月里,各种植物逐渐适应岛上的多样性自然环境和气候条件,孕育出令人称奇的植物多样性,成为加拉帕戈斯群岛所有生命的基础。
岛上的植物有着不同的分布区域。在潮湿的沿海区域生长着红树林,这种耐盐碱植物在含盐而泥泞的海边浅滩沼泽地里欣欣向荣。加拉帕戈斯群岛有4种红树属植物,包括海榄雌树、白红树、美国红树和绿钮树。
从沿海的干燥沙滩一直到较高的坡地,覆盖着低矮的蔓生植物,这些植物采取各种策略保持水分,如红树林植物海马齿的茎在干旱季节里会转为鲜艳的红色。
从海滩的斜坡一直向上延伸60米左右,形成一个干旱贫脊的像沙漠的地区,这里生长着各种仙人掌,有仙人掌果、熔岩仙人掌等。在这些干旱的低地里,还生长着各种善于攀援的藤蔓植物,群岛特有的熔岩牵牛花和西蕃莲也生长在这个区域,地势最高的地方生长着大片的苔藓地衣植物。
一些过渡地区生长着各种小树和灌木,包括群岛特产的一种叫做PegaPega的树。岛上还有一种开小白花的植物,结出的果实与它的近亲番石榴十分相像。加拉帕戈斯群岛上的西红柿是岛上特有的,是一种非常耐盐碱的品种,可用来进行嫁接杂交,在世界各地的盐碱土壤里都可以种植生长。
在海拔米至米高度的潮湿地区,生长着当地原产植物MiconiaRobinsoniana,它们可长到三四米高。这种植物的叶子边缘呈黄色或红色,很容易辨认。这种植物是当地独有的,属珍稀品种。自人类的足迹踏上群岛之后,这种植物已经处于濒危。人类引进的牛羊等家畜对其构成了极大的威胁。
加拉帕戈斯群岛的最高处海拔米,是蕨类植物和莎草类植物生长的地方,这个地区没有真正意义上的树木或者灌木,通常可见到的是高大的树蕨和苔类植物。树蕨是蕨类植物中最高大的,在恐龙出现之前它们就已出现在地球上,这一绵延数亿年的植物称得上是地球古老植物的“活化石”。
仙人掌是加拉帕戈斯群岛干旱地区普遍生长的植物,这些多汁的肉质植物在茎叶里贮存了充足的水分,因此即使在干旱的气候条件下也能茁壮成长。大多数仙人掌都长有刺。仙人掌的刺是由叶子进化来的,是仙人掌的基本特征和主要部分,仙人掌用刺来保护自己免遭食草动物的啃咬,同时也给植物表面提供荫蔽,不被强烈的紫外线灼伤,还具有汇集雨水和露水供根部吸收的功能。仙人掌的茎是绿色的,表面有角质和蜡质,能减少水分蒸发并进行光合作用。仙人掌的茎肥厚多汁,在下雨时能很快生长并大量贮存水分。
仙人掌果是海岛上最普遍的一种仙人掌,开黄花,长得像灌木丛一样高,黄色的花最后结成橘黄色带刺的果实,是岛上陆地鬣蜥和巨龟的主要食物。岛上的仙人掌果进化成14个亚种,最高的种类可长到12米高,就像森林里的参天大树一样,有的种类特别粗壮,茎干直径可达1.25米。
冷暖洋流交汇影响下的海洋生物
富饶的大海维系着加拉帕戈斯群岛独特的生态圈。与岛上的生物一样,海岛附近海域里的生命也十分独特,有鹞鱼、毛皮海豹、海狮、螃蟹、绿海龟、玳瑁等,还有16种鲸、7种海豚、18种海鳗、5种鹞鱼、12种鲨鱼,以及海星和海参等棘皮动物,在海滨地区还经常可以看到一种颜色鲜红的螃蟹爬来爬去。
海岛附近水域里生活着余种鱼,其中25%是这里特有的。小鱼生活在火山岩的缝隙里,有时出来觅食,无脊椎动物在火山岩里安家,生活在火山岩周围的大鱼则以小鱼为生,这些海洋生物在火山岩周围建立起了相互依存的海洋食物链。
这里的深海海水富含营养物质,生活在浅层海域的海洋生物死亡后沉到水底,细菌将它们的遗体渐渐分解,将营养物质释放在深水里。当海水上涌时,深层海水上升到浅层海域,营养物质被带到水面上,促进了上层海域的海藻等浮游植物的生长。浮游植物位于海洋食物链的最底层,它们兴旺起来,其他动植物也随之兴旺起来。
一些鲸鱼在迁移季节里会来到加拉帕戈斯群岛附近。加拉帕戈斯群岛的鲸可分为两类,有齿鲸和长有鲸须的无齿鲸。无齿鲸的进食方式很奇特,它们借助于鲸须吞进大量含有浮游生物、小虾和沙丁鱼的海水,然后再将海水吐出来。无齿鲸有蓝鲸、长须鲸、大须鲸、座头鲸、小须鲸等。有齿鲸包括抹香鲸、逆戟鲸、伪虎鲸、短肢领航鲸等。
附近海域还生活着几种海豚,如宽吻海豚(也叫瓶鼻海豚)和白腹海豚。人们常可见到宽吻海豚在船头前随着波浪起伏,景象极为壮观。白腹海豚出现时总是成群结队的,有时多达头。
企鹅在加拉帕戈斯群岛出现可称得上是自然界的一大奇迹。这里的企鹅与它们南极的表亲比较起来,个头要小一些。年轻企鹅的脑袋、背和鳍状肢是蓝黑色的,到老年渐渐变成褐色。肚腹是白色的,有少许黑色条纹。加拉帕戈斯企鹅喜群体生活,以小鱼为生。雌企鹅在火山岩石下产卵,企鹅父母轮流看管。上世纪厄尔尼诺现象出现的那几年里,洋流变暖,岛上的企鹅数量大减。现在,这里的企鹅总数大约为只。
海狮和毛皮海豹都属于鳍足类哺乳动物,它们在水里有着非凡的本领,游得很快,还能灵巧地避开犬牙交错的岩石,但在陆地上只能蹒跚而行,显得十分笨拙。其实在数百万年前,它们的祖先还是在沿海地区寻觅食物的陆地动物,经过漫长的进化,它们已经完全适应了水中生活。
加拉帕戈斯群岛上的毛皮海豹个头较小,珍贵的皮毛几乎给它们带来灭顶之灾。18世纪时海豹曾是人类的主要猎物,一度濒临灭绝,现在它们似乎已经从濒危中获得了新生。海豹是加拉帕戈斯群岛上最怕见人的动物。它们白天躲在岩壁阴凉处,晚上出来寻找乌贼和鱼,但会尽量避开它们的天敌鲨鱼。
看着成年毛皮海豹在海中优雅的游动,很难想象它们的游泳技能并不是天生的。小海豹出生在岸上,海豹妈妈会毫不客气地拎起小海豹的后脖颈把它带到水边学习游泳。开始时小家伙会在水中拼命挣扎,但它学起来很快,只要几个月的时间就能在海上自由自在地追波逐浪了。
加拉帕戈斯群岛不仅是一个神奇的“魔幻之岛”,它更像一面“魔镜”,从这里我们可以透视地球生命的过去、现在和未来。