加拉帕戈斯,传说中的“达尔文的快乐岛”。
加拉帕戈斯,一片远离世界,但又极为精彩的群岛。
这里位于东太平洋,距南美大陆近 1000 公里,岛屿面积不过 8000 平方公里,不及海南岛的四分之一,却有着无数令人难忘的生命奇景。
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这里是不折不扣的热带地区,但企鹅却在海里欢快畅游。
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海岸边的鸟儿别具特色,蓝脚鲣鸟在显摆着蓝色大脚掌。
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山上的生灵多姿多彩,罕见的粉色鬣蜥在仰头望天。
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城镇边的野生动物也毫不怕人,海狮和游人共享一片海滩。
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这里更是科学史上的圣地。当 26 岁的达尔文初次登岛时,他不会想到,这里将启发他提出“进化论”,并成为他“一生所有灵感的来源”。
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在这片群岛上,人类有幸见证万物的演化。一切都在加速变化,以适应变幻莫测的世界。这里唯一的永恒,便是没有永恒。
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而要探究这一切变化的源头,我们需要先回到 46 年前,跟随一艘著名的深潜器阿尔文号潜入海底。
01 荒岛初生
在加拉帕戈斯附近的一片深海,无尽的冰冷与黑暗充斥着这里。
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下潜到 1600 余米深处时,海水突然变得有些温暖。当深度达到 2000 多米时,你会看到一根根十米多高的烟囱拔地而起,它们冒着热腾腾的“黑烟”,周围却是一派生机勃勃的景象。
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奥秘就藏在大地深处,海水渗入岩石间的缝隙,被岩浆加热后,溶解矿物并喷出。一些微生物利用喷出的化学物质制造养分,其他生物再以微生物为食。由此在没有一缕阳光的海底烟囱周围,形成了一个独特的生态系统海底热液系统。
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这是人类首次发现不依赖阳光的生态系统,自达尔文的进化论之后,加拉帕戈斯又一次改写了科学史。但大地的野心远不止于此,岩浆早已蠢蠢欲动,它还想闯出海面,创造更大的奇迹。这里临近太平洋、科科斯、纳斯卡三大板块的交界处,各种地质作用从未停歇。
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在纳斯卡板块的下方,有一个隐藏的地幔柱,不时形成岩浆喷涌而出,在海水中逐渐凝固,最终形成高大的海底山脉。
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随着纳斯卡板块不断向东南漂移,一座座海底大山先后形成,而加拉帕戈斯,便是其露出海平面的一个个小山头。
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初生的岛屿上,熔岩凝固形成的土地一片黑黢黢,看似毫无生机。但风会带来希望,加拉帕戈斯地处两股信风带的交汇处,植物种子和昆虫等小动物可以乘风而来。仙人掌、苔藓等植物,是这里最早落户的一批物种,它们加速了岩石的土壤化,让其他生命得以安家。
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这里远离大陆,但不妨碍鸟类飞到这里,它们的粪便是优良的肥料。
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土壤有了营养,更多种子开始生根发芽,植被逐渐茂密。在岛屿高处,甚至出现了森林,这些森林的主角是蒲公英的亲戚“树菊”。作为菊科植物,却能长成高达十几米的大树。
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仅凭少数由风送来的植物和小动物,这里仍是片荒芜之地。不过大地并没有止步于此,而是再次借助海洋的力量,迸发出更蓬勃的生命力。
02 生命汇聚
在加拉帕戈斯以西,一万多公里远的新几内亚岛上,一场暴雨将土壤中的养分冲入河中,而后注入大海。
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但这场长途旅行才刚刚开始。来自深海的一股寒流将把它们送到万里之外,直到撞上加拉帕戈斯海底的高大山脉,营养物质上翻,滋养了这片海域。
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这股寒流叫做克伦威尔洋流。但远道而来的不只有它,多股洋流都在加拉帕戈斯交汇。
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在南美洲西海岸,强风吹走表层的海水,促使深海冷水上翻到表层,再将养分送到加拉帕戈斯附近,这就是著名的秘鲁寒流。
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两股寒流带来了凉爽与营养,诞生出赤道上唯一的企鹅栖息地。
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寒流主力之外还有暖流的助力。冷暖交汇让养分得到了更充分的扩散,海洋生物也更加繁荣。如达尔文所言,“这里的海洋实在有些拥挤”。
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这里是鲸类的重要栖息地,庞大的座头鲸和顶级猎手虎鲸,在此狭路相逢。
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成群的鲨鱼准备享用饕餮盛宴,双髻鲨如行军浩浩荡荡。
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而在近海,海龟正迎着鱼群悠然畅游。
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海狮们躺在海中沐浴阳光,仿佛在与光共舞。
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就连陆地生物也搭着洋流的顺风车,自远方而来。原产于南美大陆的象龟,或许是偶然掉入海中,浮在海上漂泊万里至此。
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而一截掉入海中的木头,也可能成为鬣蜥来到这里搭的便船。
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哪怕是海面上漂来的一小截树枝中,也可能藏着几只昆虫。
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洋流带来的丰富鱼类资源,也吸引了不少鸟类在此安家。
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蓝脚鲣鸟“穿”着亮蓝的“靴子”,希望得到异性青睐。
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军舰鸟则鼓着鲜红的大喉囊,向雌性高调示爱。
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偏爱热带的加岛信天翁,正在热烈地追求未来伴侣。
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翅膀退化的弱翅鸬鹚无法飞翔,但在水中身手敏捷。
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其他物种也学会另辟蹊径。例如红石蟹会给海鬣蜥“打工”,赚些“零嘴”。
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在洋流的滋养下,这些岛屿已经焕发出了勃勃生机。但它们从不安定,变化是这里永恒的主题,生命想要延续唯有不断适应。
03 适者生存
上世纪 70 年代,一场大规模干旱降临在了加拉帕戈斯的大达夫尼岛上,植物大面积枯死。
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为了获取更多食物,一部分中地雀选择拓宽食谱,原本以软小种子为主食的它们,开始吃起了另一种植物的种子。这些种子更大且坚硬多刺,只有喙更宽大的中地雀可以啄开,它们也因此有更大几率存活。
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经过这场食物危机,下一代中地雀的喙明显变大变厚。即使数年后岛上植被已经恢复,中地雀的喙也没有变回原样,这是人类首次见证自然选择驱动的演化。但故事还没有结束,一群来自外岛的大地雀,首先打破了这里的平静。
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它们同样喜欢那些大的种子,相比中地雀变大的喙,大地雀的喙更加厚实。眼看竞争不过,一些中地雀又渐渐吃起小种子,而它们的喙也出现变小趋势。
二十多年后,又一场大旱来袭。食物短缺,激化了中地雀与大地雀的竞争。
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这一次,命运没有眷顾大喙的中地雀。它们在与大地雀的食物争夺中落败,最终在中地雀群体中,小喙个体成为了赢家。
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这样的演化故事,已经在加拉帕戈斯上演过无数次,包括中地雀和大地雀在内的十几种达尔文雀,大多有着相似的演化历程。
两三百万年以前,达尔文雀的祖先们,登上了加拉帕戈斯的各个岛屿。不同岛屿的形成时间不同,环境千差万别。有的岛屿才刚刚形成,荒芜贫瘠,有的岛屿已成形许久,郁郁葱葱。
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为适应不同岛屿的独特生境,鸟儿们开启了各自的演化之路。
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正如人的长相各异,达尔文雀的祖先们也会出现,不同形态、或大或小的喙。它们来自基因的自然变异,这种变异本是随机的,只是有些变异在生存竞争中更具优势,就更有可能将这一基因传递下去,所谓“物竞天择,适者生存”。随着群体间累积的基因差异越来越大,新物种便就此形成。
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加拉帕戈斯这个演化大舞台,当然不只属于达尔文雀。
由于不同区域的植被差异,有些象龟只需探头就能啃食地面的草丛,有些则不得不抬头啃食高处的仙人掌,进而演化出了不同形状的龟壳,并最终形成了十多个不同物种。
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还有偶然漂泊至此的鬣蜥祖先。它们原本以森林植物为食,但贫瘠的海岛一片荒凉,倒是岸边的海底绿意盎然,于是演化出了能够下海觅食的海鬣蜥。
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加拉帕戈斯丰富的岛屿环境,为演化提供了风格迥异的舞台。在海洋和山体的阻隔下,各个岛屿上的生物走上了独立演化的道路。
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同时由于加拉帕戈斯远离大陆,大型食肉动物无法从大陆漂来,没有天敌的动物群体得以快速繁衍壮大,并积累更多变异,促进新物种的形成。
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但它们并不能就此高枕无忧,加拉帕戈斯的环境变化之快,如同阴晴不定的少年。
有些年份,大气的异常活动会使寒流减弱,让加拉帕戈斯变得异常炎热,这种现象有一个我们更为熟悉的名字厄尔尼诺。面对热浪导致的食物短缺,岛上的海鬣蜥大量死亡。但很快它们就演化出了对策,在短短几个月内缩小多达 20%的骨架,以减少能量消耗。
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种种因素作用下,演化仿佛在此按下了快进键。短短三十多年,人类就目睹了一个新物种的诞生。
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从与世隔绝的荒岛,到风与海送来一批批移民,再到演化出多彩生命,如今的加拉帕戈斯已经分外精彩。56 种鸟类、25 种爬行类、2900 种海洋生物等等,都在展示着演化的魅力。
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但这出演化大戏并未就此落幕,从生命到岛屿本身,挑战与变化从未停止。
04 唯变永恒
加拉帕戈斯群岛,在西班牙语中意为“龟岛”,这一名字来自岛上最具标志性的物种象龟。2012 年 6 月 24 日,一只百岁高龄的象龟在这一天早晨,再也没有醒来,它就是加拉帕戈斯最著名的象“孤独的乔治”。
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自从人类登岛,温顺的象龟便成了航海者们的“肉罐头”。船上的山羊和老鼠也逃到岛上,开始疯狂繁殖。山羊啃秃植被,老鼠啃食龟蛋,一些岛上的象龟因此惨遭灭绝。孤独的乔治,便是平塔岛象龟的最后一只,它的死亡宣告了一个物种的灭绝。
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加拉帕戈斯其他物种的命运,也依然充满着不确定性。为了避免悲剧重演,人们在岛上清除外来物种,联合国也将这里列入首批世界自然遗产。
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不仅是物种的延续在面临挑战,岛屿自身也是如此。2021 年 5 月 17 日,加拉帕戈斯最著名的地标之一,达尔文拱桥坍塌。这里是享誉全球的潜水点,如今只剩下浪花依旧。
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这些熔岩奋力从地底冲出海面,却难逃岁月的消磨与击打。
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但这并不意味着终结。在岛屿沉没之前,一些物种早已扩张到其他地方,并演化出了新物种,而新的岛屿也仍在海底蓄势待发。
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在 46 亿岁的古老地球上,400 万岁的加拉帕戈斯显得分外年轻。它还在成长,还将经历风雨浪涛的磨练,还将创造精彩纷呈的演化故事。这里没有永远的主角,唯有永恒的变化。
本文创作团队
- 撰文:林萱文
- 编辑:镜子
- 图片:昼眠&秦南 地图:郑艺
- 设计:刘志鹏&张琪月
- 封面图片来源:视觉中国
- 审校:镜子&王逻辑&陈志浩
审核专家
- 国家动物博物馆副馆长、研究馆员 张劲硕
【参考文献】
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- [13](英)亨利尼科尔斯 著;林强 刘荧 译.加拉帕戈斯群岛 - 演化论的朝圣之旅[M].商务印书馆,2018.
- 及 NOAA、NASA、WWF、查尔斯达尔文基金会,加拉帕戈斯国家公园,伍兹霍尔海洋研究所网站等。
星球研究所
以地理的视角,专注于探索极致世界
···THE END···