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第十四章 各生物间的亲缘关系:

书名:物种起源 作者:(英)达尔文 本章字数:32634

更新时间:2014年12月30日 14:35


第十四章 各生物间的亲缘关系:

  形态学、胚胎学、残迹器官

  分类,群下有群--自然系统--分类的规则以及难点,依照伴随着变异的生物起源学说来解释--变种的分类--生物系统常用于分类--同功的或适应的性状--通常的、复杂的、放射状的亲缘关系--灭绝分开生物群且决定其界限--同纲中各个成员间的形态学,同一个体诸部分之间的形态学--胚胎学的法则,依照不发生在幼小年龄的、而在相应年龄遗传的变异来解释--残迹器官;其起源的解释--提要。

  分类

  自地球历史最远古的年代开始,已经发现生物互相类似的程度在慢慢递减,因而它们能在群下再分成群。此种分类并非如在星座中对星体进行分类那般随意。倘若说某一群完全适应生活在陆地上,而另一群完全适应在水里生活,某群完全适应吃肉但另一群完全适应吃植物性物质,等等。那样的话群的存在就太过简单了;可是事实和此大相径庭,众所周知,甚至相同亚群中的成员也有着不一样的习性,此现象极其的普遍。在第二和第四章讨论“变异”与“自然选择”时,我曾想说明,在任一地区里,变异最多的,是分布广、散布多、普遍的物种,即优势物种。由此产生的变种也就是初期的物种最后能转化成新但存在差异的物种;而且这些物种,依照遗传的原理,有产生另外的新的优势物种的倾向。这样,目前的大群,通常包含很多优势物种,并有不断增大的倾向。我还曾试着进一步说明,因为各个物种的变化着的后代都企图尽可能多且尽可能不同占领其在自然构成中的一些地位,它们就一直会有性状分歧的倾向。试着观察在一切小地区内类型众多,竞争剧烈,以及和归化相关的一些事实,便能了解到性状的分歧是有依据的。

  我还曾试着想办法说明,在数量上增长的、在性状上分歧的类型某一种肯定的倾向来挤对且消灭之前的、分歧与改进较少的类型。请读者参看曾经解释过的用于说明这几个原理其作用的图解;就能看到无法避免的结果是,一个祖先传下的变异了的后代在群下再次分裂为群。在图解中,顶线上每一字母表示一个包含若干物种的属;而且以这条顶线上的所有的属共同组成一个纲,因为全部都是传自于同一个古代祖先,因而它们遗传了某些共同之物。然而,依照此原理,左边的三个属有非常多的共同之点,构成一个亚科,有别于右边相邻的两个属所构成的亚科,它们是在系统的第五个阶段经一个共有祖先分歧出来的。这五个属依旧有很多共同点,即便共同点比在两个亚科中少些:它们构成一个科,相异于更右边、更早时期分歧出来的那三个属所构成的科。全部这些都是传自于(A),组成一个目,相异于从(1)传下来的属。因而在此我们有经一个祖先传下来的佷多物种构成了属;属构成了亚科,科以及目,这全部都归入同一个大纲里。生物在此种分成群的自然认同关系这个伟大事实(因为习惯了,并未时常引起我们充分的注意),依我来看,是能这般解释的。毫无疑问,生物像所有另外的物体一样能用很多方法进行分类,又或是依照单一性状而人为地分类,又或是依照很多性状而较为自然地分类。比方说,我们知道矿物及元素的物质是可以此般安排的。在此种情况下,肯定无族系连续的关系,现在也没有办法看出它们被此般分类的原因。可是关于生物,情况就有些不一样了,而上述观点和群下有群的自然排列是一致的,直到现在还未提出过别的解释。

  我们看到,博物学者企图依照所谓的“自然系统”来排列全部纲内的物种、属以及科。可是这个系统的意义何在呢?一些作者觉得它仅仅是这样一种方案:把最相似的生物排列在一起,把最不相似的生物分离又或是认为它是尽可能明了地表示一般命题的人为方法--用一句话概括比如全部哺乳类所共有的性状,用另一句话来概括全部食肉类所共有的性状,再从另一句话概括狗属所共有的性状,然后再加一句话来全面地概括所有种类的狗。该系统的妙处及功效是毋庸置疑的。然而很多博物学者对“自然系统”的类含要考虑得更多;他们确信它揭露了“造物主”的计划,可是关于“造物主”的计划,除了可以详尽说明它在时间上或空间上的次序或这两方面的次序,或者详尽说明它还有别的意义以外,要不然,依我来看,我们的知识并未因为这而得到什么补益。正如林奈所说的那句名言,我们通常看到它通过一种多少隐晦的方式显现,即并非性状创造属,而是属产生性状,这好像意味着在我们的分类中含有相比单纯类似更为深层次的某种联系。我觉得实际情况就是这样的,而且相信共同的系统--生物密切相似的一个已知的原因--即此种联系,这种联系尽管表现有各种不同程度的变异,可是我们的分类一部分把它揭露出来了。

  现在让我们考虑一下分类中所采取的规则,而且考虑一下依照以下观点所遭到的困难,此观点便是,分类或者体现出一种未知的创造计划,或者是一种简单的计划,用以表明通常的命题并把相互间最类似的类型归类。大概曾经认为(古代就此般认为)决定生活习惯的那些结构部分,以及任何生物在自然构成中的一般位置对分类有非常大的重要性,这种想法是不对。没有人认为老鼠和鼩鼱、儒艮和鲸鱼、鲸鱼和鱼的外在类似有怎样的重要性。此种类似,尽管如此密切地和生物的一切生活相连接。但只被列为“适应的或同功能的性状”;对于此种类似,以后再来探讨。任何部分的体制和特殊习性关联越少,它在分类上就越重要,这甚至能够认为是普遍的规律。例如,欧文讲到儒艮时说道:“生殖器官作为和动物的习性及食物关系最少的器官,我一直认为其最直白地表明了真实的亲缘关系。在这些器官的变异中,我们一般不能仅仅把是适应的性状误当成为基本的性状。”至于植物,最不重要的是营养以及生命依靠的营养器官;但最重要的却是生殖器官和其产物种子与胚胎,这是何等让人注意的事!一样的,在以前我们讨论机能上一些不重要的性状,我们看到它们通常在分类上有很大的重要性。这决定于其性状在很多近似群中的稳定性;而其稳定性大都分因为任何微小的偏差并未被自然选择保存及累积起来,自然选择的作用只对有用的性状产生。

  某种器官的单一生理上的重要性并没有决定其在分类上的价值。下述事实差不多证明了此点,即,尽管我们能够设想,在近似的群中,相同器官具有基本上一样的生理上的价值,可是在分类上其价值却大不一样。博物学者倘若长期研究过某一群,都被这一事实所打动;并且在每一位作者的著作中差不多都充分地承认了此事实。这里只需引用最高权威罗伯特?布朗的话便可了;他在谈到山龙眼科的一些器官时,提及它们在属上的重要性,“如同其一切器官一样,不单在此科中,并且据我所知在每一自然的科中都是十分不等的,而且在一些情况下,好像完全消失了”.另外在别的一本著作中他说道,牛栓藤科的各属“在一个子房或多子房方面,在胚乳的有无方面,在花蕾中花瓣做覆瓦状或镊合状方面,都是不一样的”.这些性状的任何一种,单独来讲,其重要性一般在属以上,即便合起来讲时,它们甚而不能够区分纳斯蒂属与牛栓藤。以一个昆虫为例:在膜翅目里的一个大支群中,依照韦斯特伍德所说,触角是最稳固的结构;在另一支群里却有很大的差异,并且在分类上这差异只有非常次要的价值;但是无人会说,在同一目的两个支群中,触角有着不同等的生理重要性。在分类上相同生物的相同重要器官没有同等的重要性,此方面的例子举不胜举。

  还有,无人会说在生理上或生活上残迹器官具有高度的重要性:但是毋庸置疑,此种状态的器官在分类上常常有非常大的价值。无人会认为幼小反刍类上颚中的残迹齿与腿上一些残迹骨骼在表现反刍类以及厚皮类之间的密切亲缘关系上是没有用的。布朗曾经大力扶持,残迹小花的位置在禾本科草类的分类上有极大的重要性。

  对于那些应该被认为生理上十分不重要的,却通常被认为在整个群的定义上特别有用的部分所表现的性状,有无数的事例可举出。比方说,由鼻孔至口腔是否存在通道,依据欧文的观点,这是区分鱼类与爬行类的唯一性状--有袋类下颚角度的变化--昆虫翅膀的折叠状态--一些藻类的颜色--禾本科草类的花在每一部分上的细毛--脊椎动物中的真皮覆盖物(比如毛或羽毛)的特性。假如鸭嘴兽外面覆盖的是羽毛而非毛,则此不重要的外部性状便会被博物学者看做在决定此种奇怪生物和鸟的亲缘关系的程度方面有极其大的帮助。

  细小性状于分类上的重要性,大部分决定于其和很多别的不同程度重要的性状的关系。在博物学中性状总体的价值确是十分显著的。所以,如同常常指出的,某个物种能在若干种性状,不管它具有高度的生理上的重要性或具有基本上普遍的优势上和其近似物种相区别,但是关于它应该排列在哪个地方,我们却一点都不怀疑。所以,也已经了解到,依照任何单独某种性状来分类,无论此种性状多么重要,终究是要失败的,由于体制上无一个部分是永远一成不变的。性状的总体重要性,甚至当其中没一个性状是重要的时候,也能够单独解释林奈所阐释的格言,那就是并非性状形成属,而是属创造性状。因而这一格言好像是用很多略微的类似之点难于明确表示作为依据的。全虎尾科的一些植物有齐全的及退化的花;对于后者,朱西厄说:“物种、属、科、纲所固有的性状,大多数都不存在了,这对我们的分类是一种讽刺。”内当斯克巴属在法国的几年之间只生长这些退化的花,而与此目的固有模式在结构的很多最重要方面十分惊人的不一致时,朱西厄说,里查德敏锐地观察出此属还应该在全虎昆科里保留。这一例子相当好地说明了我们分类的精神。

  事实上,在博物学者进行分类工作时,对于认定某个群的或是排列所有特殊物种所用的性状,并不注重它们生理的价值。假如他们找到某种差不多一致的为很多类型所共有的,但不被其他类型所共有的性状,他们就把它看成一个有十分高价值的性状来应用;假如为少数所共有,他们把它看成有次等价值的性状来应用。一些博物学者明确地认为这是正当的原则,而且没有哪一个像卓越的植物学者圣?提雷尔那样明确地如此认为。假如经常发现若干种微细的性状总是合在一起显示,即便它们之间未发现明显的联系纽带,也将给其以特殊的价值。在大部分的动物群中,重要的器官,比方说输送血液的器官或是给血液输送空气的器官,又或是繁殖器官,倘若基本上是一致的,它们在分类上将会被当成为是十分有用的:然而在一些群里,全部这些最重要的生命器官只可以提供非常次要价值的性状。如此,就像近期米勒指出的,在相同群的甲壳类中,海萤有心脏,但两个密切近似的属,也就是贝水蚤属以及离角蜂虻属,都不具备此种器官;海萤的某一物种拥有很发达的鳃,但另一物种却不长鳃。

  我们可以知道为何胚胎的性状和成体的性状具备同样的重要性,因为自然的分类必定包括全部龄期。然而依照一般的观点,肯定没法明确地了解为何在分类上胚胎的结构比成体的结构更为重要,可只有成体的结构在自然组成中才可以充分发挥作用。但是卓越的博物学者爱德华兹与阿加西斯坚持认定在全部性状中胚胎的性状是最重要的;并且通常都觉得此种理论是正确的。即便这样,因为未排除幼体的适应的性状,有时其重要性被夸大了;为了解释这一点,米勒单单依照幼体的性状排列甲壳类这一个大的纲,结果证实这并非一个自然的排列。可是毋庸置疑,不包含幼体的性状在类,在分类上胚胎的性状有着最高的价值,不单单动物如此,植物也是这样。如此,区分显花植物主要是依照胚胎中的差异--那就是依照子叶的数目及位置,还有依照胚芽与胚根的发育方式。我们便会看到,为何在分类上这些性状有这么高的价值,这就是说,因为自然的分类是依照家系排列的。

  我们分类通常显著地受到亲缘关系的连锁影响,确定全部鸟类所共有的很多性状是最容易不过的了;可是在甲壳类里,如此的肯定直到目前还被看成是不可能的。有一些甲壳类,它的两个极端的类型差不多无一种性状是共同的;但是两极端的物种,因为十分的近似于其他物种,但是这些物种又近似于另外的一些物种,如此关联下来,就能够明确地认为其属于关节动物纲,而非属于别的一些纲。

  地理分布也经常被应用在分类中,尤其是被用在密切近似类型的大群的分类里,即便这并不算十分合理。爱明克主张此方法在鸟类的一些群中是有用的、甚至是不可缺少的;一些昆虫学者与植物学者也曾采用过此方法。

  最后,对于每一物种群,如目、亚目、科、亚科及属等的相对价值,照我来说,至少在目前,差不多是随意估定的。某些最优秀的植物学者像本瑟姆先生和其他人士,曾都鲜明地主张其随意的价值。可以列举一些有关植物与昆虫的事例,比如,某一群开始被有经验的植物学者仅仅归类为一个属,后来其又被提升为亚科或科的等级:此般做并非由于进一程度的研究发现到以前开始没有看到的重要结构的差异,却是由于有着略微不同级进的各种相差无几的很多近似物种之后被找到了。

  全部上述分类上的规则、根据与难点,假如我的看法无多大错误,都能依照下述观点得以说明,那就是,“自然系统”的依据是伴随着变异的生物起源学说的;博物学者们觉得两个或两个以上物种之间那些可以显现真实亲缘关系的性状都遗传自相同祖先,全部真实的分类都是依照家系的,共同的家系即博物学者们无意识地追求的不易发觉的纽带,而并非一些未知的创造计划,也并非普通命题的说明,更非简单地把多少相似的对象混合。

  然而我应该更充分地说明我的观点。我确信每一纲中的群依据适当的从属关系和相互间关系的排列,应该是严格系统的,这样方能达到自然的分类;然而一些分支或群,近似程度虽和共同祖先血统的关系是等同的,但由于它们经历程度不一样的变异,它们的差异量却大有不同;这是由这些类型被归在不相同的属、科、部或目中而表现出来的。倘若读者不怕麻烦去参阅第四章的图解,便能非常好地理解这里所讲的意思。我们设定由A至L代表在志留纪生存的近似的属,而且其传自于某一更古老的类型。其中三个属(A、F与I)中,都有一个物种流传下变异了的后代至今,而在最高横线上的十五个属(a14至z14)就是其代表。那么,传自于单一物种的一切这些变异了的后代,血统上、及家系上都有着相同程度上的关系;可以把它们比作是第一百万代的宗兄弟;但是它们相互之间有着广泛及不同程度的差异。传自于A的、现在分为两个或三个科构成一目,但是传自于I的,也分为两个科,构成了其他的目。传自A的现存物种已不可以和亲种A归入相同个属;传自于I的物种也无法和亲种I归入相同个属。能够设定现存的属F14只有相当少的改变;所以能够与祖属F同归一属,就如一些少数目前依旧存在的生物属于志留纪的属一样。因而,这些在血统上都经由相同程度彼此关联的生物之间所显明的差异的相对价值,就很不一样了。即便这样,其系统的排列不单单在目前是真实的,而且在后代的每一连续的时期中也同样是真实的。传自于A的全部变异了的后代,都在其共同祖先那遗传了一些相同之物,传自于I的全部后代也是如此;在每一连续的阶段上,后代的各个从属的分支也都是如此。可是倘若我们设定A或I的全部后代变异得这样的大,因而丧失了其出身的全部痕迹,在此情况下,它在自然系统中的地位被丧失了,一些少数现存的生物似乎以前发生过此种情况。F属的全部后代,顺着其整个系统线,设定只有非常少的变化,它们便构成单独的一属。可是此属,尽管很孤立,就会占据它应有的中间地位。表示群,就像这里用平面的图解指出的,太过于简单了。分支应向各个地区分出去。假如把群的名称仅仅是简单地在一条直线上写出,该表示就更加不自然了;而且众所周知,我们在自然界中在同一群生物间所了解的亲缘关系,通过平面上的一条线表示出来,肯定是不可能的。因此自然系统就如宗谱一般,在排列上是按照系统的;可是不同群曾所经历的变异量,应该通过以下方法来显示,那就是把它们归于不同的所谓属、亚科、科、部、目和纲中。

  通过一个语言的例子来说明此种分类观点,是很有用的。倘若我们拥有人类的完好的谱系,则人种的系统的排列将会对目前整个地球上全部不同语言提供最佳的分类;倘若把全部目前不用的语言及全部中间性质及慢慢变化着的方言也包含在内,则如此的排列将是唯一可能的分类。可是一些古代语言也许变化很少,而且新语言的产生也占少数,但另外的古代语言由于同宗的各族在分布、分隔以及形态方面的关系以前有很大的变化,所以产生了很多新的方言与语言。相同语系的每一语言之间的或多或少的差异,应该用群下有群的分类方法来加以说明;可是正当的、甚至唯一可能有的排列依然是系统的排列;这将是严格自然的,因为它依照最密切的亲缘关系连接了全部的古代与现代的语言,而且指出各个语言的分支及起源。

  为了让此观点得到证实,我们来观察一下变种的分类,变种是已经明白或者确信传自于单独某个物种的。在物种之下这些变种群别集合,在变之下亚变种又被集合;在一些情况下,像家鸽,还有别的一些等级的差异。变种分类所依照的规则与物种的分类差不多一样。作者曾极力认为依照自然系统而非人为系统来排列变种的必要性;比如,我们被提醒不要纯粹因为凤梨的果实--尽管这是最重要的部分--碰巧基本一样,就把其两个变种归成一类;无人把瑞典芜菁与普通芜菁归为一类,即便其可供食用的、肥大的茎是那样类似。哪一部分是最稳固的,哪一部分就会应用于变种的分类:比如,大农学家马歇尔说,在黄牛的分类中角十分有用。由于其比身体的形状或颜色等变异要小;反之,在绵羊的分类中,角的用处则明显地减少了,由于其不算很稳定。变种的分类上,我觉得倘若我们有真实的谱系,将广泛地采用系统的分类;而且这在若干情形中已被试用过。因为我们能够确定,无论变异有多少,遗传原理常常会把那些类似点最多的类型聚集在一块。对于翻飞鸽,即便一些亚变种在喙长这一重要性状上有所差异,然而由于都有翻飞的共同习性,还是将它们聚合在一起;不过短面的品种已经差不多或者完全丧失了此种习性:尽管这样,我们并不考虑此点,还会把它同别的翻飞鸽归入一群,因为其血缘相近,并且在另外的方面也有相似的地方。

  有关自然状态下的物种,事实上所有的博物学者都已依照血统进行分类;由于他把两性全归纳在最低单位,也就是物种中,而在最重要性状上有时两性显明了这般巨大的差异,是所有的博物学者都了解的;某若干蔓足类的雄性成体与雌雄同体的个体之间差不多没有什么相同的地方,然而没有人梦想过把它们分开。三个兰科植物的类型那就是和尚兰、蝇兰和须蕊柱,曾经被归到三个不同的属,一旦发现有时它们会在同一植株上产生出来时,它们便马上被当做是变种,可是现在我可以说明它们是同一物种的雄体、雌体以及雌雄同体。相同个体的各种不同的幼体阶段被博物学者都归在同一物种中,无论其相互之间的差异以及和成体之间的不同之处有多大,斯登斯特鲁普所说的交替的世代也是这样,仅仅在学术的意义上它们才会被认为属于同一个体。畸形与变种又被博物学者归到同一物种,并非由于它们部分相似于亲类型,而是由于它们都是传自于亲类型的。

  因为广泛的血统被用来把相同物种的个体归为一类,即便雄者、雌者以及幼体有时十分不相同,又由于血统曾被用来对发生过某种程度的变异、以及偶尔发生过极其大规模变异的变种进行分类,难道血统这相同因素曾经没有无意识地被用于集合物种为属,集合属为更高的群,把全部都在自然系统的下面集合吗?我确定它已被无意识地应用了;而且只有如此,我才可以理解我们最卓越的分类学者所运用的一些规则与指南。由于我们缺少记载下来的谱系,我们就必须通过任何种类的类似之点来寻找血统的共同性。因而我们才选择那些在各个物种近期所处的栖息条件中最难于产生变化的性状。由此观点来看,残迹器官和体制的别的部分在分类上一样的适用,甚至有时更为适用,我们无论某种性状多么细小--比方颚的角度的大小,昆虫翅膀折叠的方式,皮肤被覆盖着毛或羽毛--倘若它在很多不一样的物种中,特别是在生活习性有较大差异的物种里普遍存在,它的价值就很高;因为我们只能通过来自同一祖先的遗传去说明它为何在习性这样不同的这样众多的类型中存在。倘若只依照结构上的单独一点,我们便可能在此方面犯错误,然而倘若若干即便十分不重要的性状同时在习性不一样的一大群生物里存在,依据进化学说,我们差不多能够肯定这些性状是传自同一的祖先的;而且我们了解此种集合的性状在分类上有着特殊价值。

  我们可以明白,为何某个物种或某个物种群能够在一些最重要的性状上离开其近似物种,可是还可以有把握地和它们分为一类。只要有数目充足的性状,不论它们如何不重要,只要泄露了血统共同性的不易发觉的纽带,就能极有把握地进行这样的分类,并且是经常这样做的。尽管两个类型无一个性状是相同的,可是,倘若有很多中间群的连锁在此些极端的类型之间把其连接起来,我们便能很快地推断出其血统的共同性,而且把它们放于相同的纲中。由于我们发现在生理上有着很高的重要性的器官--在相异程度很大的生存条件下用以保存生命的器官--往往是最稳定的,因而我们赋予其特殊的价值;然而,倘若这些同样的器官在别的一个群或同群的另一部分中被发现有非常大的差异,我们就马上在分类中降低其价值。我们将马上看到为何胚胎的性状在分类上有着如此高的重要性。有时地理分布在大属的分类中也能够有效地运用,因为生活在所有不同地区与孤立地区的同属的全部物种,大致都是传自于相同祖先。

  同功的相似--依照上述观点,我们就可以知道真实的亲缘关系和同功的也就是适应的相似之间有十分重要的区别。拉马克第一个注意到此问题,其后的有麦克里与别的一些人士。儒艮与鲸鱼之间在身体形状与鳍状前肢方面的类似,还有两目的哺乳类与鱼类之间的相似,都是同功的。不同目的鼠与鼩鼱之间的相似也是同功的;米伐特先生所极力说明的鼠与某种澳洲小型有袋动物袋鼠之间的更为密切的相似也是如此。照我来说,最后这两种相似能够依照以下得以说明,即适宜在灌木丛与草丛中做类似的主动的活动并对敌人隐避。

  在昆虫中也有很多类似的例子;比如,林奈以前被外部表象所迷惑,竟把某个同翅类的昆虫分到了蛾类。甚至在家养变种中,我们也能够见到大致一样的情况,比方说,在体形方面中国猪与普通猪之间的改良品种明显的类似,但是它们却传自于不一样的物种;又比方说普通芜菁与不同物种的瑞典芜菁类似于在肥大茎部上。细躯猎狗与赛跑马之间的类似比起一些作者对相异甚远的动物所描述的类似并没有更为奇特。

  只有在揭示出血统关系之时,在分类上性状才具有确实的重要性,依照该观点,我们便可以清楚地理解,为何同功的或适应的性状,即便对于生物的繁荣相当重要,可是对于分类学者而言,却基本上没有什么价值。由于属于两个差异最大的血统的动物大约变得和相似的条件适应,所以获得外在的密切类似;可是此种类似不仅没法显示出它们的血统关系,反而产生了使其血统关系隐蔽的倾向。我们因此还可以理解下面的显著矛盾,即全部相同的性状,在一个群比较其他一个群时是同功的,但在同功的成员互相比较时却可以表现确实的亲缘关系:比如,身体形状及鳍状前肢在鲸和鱼类对比时只是同功的,是两个纲对于游泳的适应;可是在鲸科的一些成员内,身体形状与鳍状前肢往往是表现真实亲缘关系的性状;由于这些部分在全科中是这般类似,使得我们没法怀疑它们传自共同的祖先,鱼类也是如此的情况。

  可以举出相当多的例子来说明,在非常不同的生物中,若个部分或器官之间因和相同的功能适应而明显相似。在自然系统上狗与塔斯马尼亚狼也就是袋狼是相距甚远的动物,但其颚却是密切类似的,这是一个很好的例子。可是此种类似仅限于通常外表,像大齿的突出与臼齿的尖锐形状。由于事实上牙齿之间差异很大:比如狗上颚的任何一边有四个前臼齿与两个臼齿;但塔斯马尼亚狼有三个前臼齿与四个臼齿。这两种动物的臼齿在尺寸与结构上差异也很大。成齿系之前的乳齿系也十分不同。诚然,所以人都能否认这两种动物的牙齿以前以连续变异的自然选择而适合于撕裂肉类;然而,倘若承认此曾发生在某个例子中,却是不承认它起作用于另一个例子中,依我来看是没法理解的。令我欣喜的是,像弗劳尔教授这样的最高权威也得出了相同的结论。

  上一章所列举的特殊情况,如关于有着发电器官的极其相异的鱼类--带有发光器官的非常不一样的昆虫--带有粘盘花粉块的兰科植物与萝芦科植物都能够归入同功的类似这一项目之下。可是此种情况是这般奇异,使之被用于反对我们学说的难点或异议。在所有此种情况下,能够发现器官的生长或发育有本质的区别,其成年结构通常也是这样。达到的目的是一样的,可是所运用的方法从表面来看尽管相同,但本质却不一样。以往在同功变异此术语之下所提到的原理一般也在此种场合中产生影响,那就是同纲的成员,尽管只有疏远的亲缘关系,可是其体制却遗传有如此多的共同点,因而它们通常在类似的刺激原因用类似的方式产生变异,这明显有助于经过自然选择使其获得互相类似的部分或器官,但与共同祖先的直接遗传毫无关系。

  分属不同纲的物种,因为连续的、细微的变异一般适合栖息在差不多相似的环境中--比如,在陆、空以及水这三种条件下生活--因而我们或可以知道,为何有时会有非常多数字上的平行现象在不同纲的亚群中见到。某位被此种性质的平行现象所打动的博物学者,因为任意地提高或降低一些纲中的群的价值(我们的全部经验显示,关于它们的评价直到现在还是任意的),就不难把此种平行现象延伸至广阔的范围。如此,大约就产生了七项的、五项的、四项的以及三项的分类法。

  存在着另一类奇异的情况,即外表的密切类似并非因为适应了相似生活习性,而是因为保护而获得的。我指的是贝茨先生最先描述的一些蝶类模仿别的相当不同物种的奇特方式。此位优秀的观察者阐明,在南美洲的一些地方,比方说,有某种透翅蝶,十分之多,大群聚居,在这些蝶群中通常发现另一种蝴蝶,即异脉粉蝶混于其中,后者在颜色的浓淡及斑纹方面甚至在翅膀的形状上都非常密切类似于透翅蝶,使得因采集了十一年标本而目光犀利的贝茨先生,即便处处注意,可也不间断地上当。倘若捕捉到这些模拟者与被模拟者,并对之比较时,便会知道在重要结构上它们是十分不同的,不但属于不一样的属,并且也一般属于不一样的科。假如此种模拟只见于一两个事例,这就能够看成奇怪的偶合而不予理会。可是,倘若我们离开异脉粉蝶模仿透翅蝶之处不中断往前去,还能够发现这两个属的别的模拟的与被模拟的物种,它们一样的密切类似。总计有不下十个属,其中的物种模拟别的蝶类。模拟者与被模拟者总是在同一地区生活的;我们从未发现过某个模拟者远离其所模拟的类型。模拟者基本上都是稀有昆虫,被模拟者基本上在所有情况下都是成群繁生的。在异脉粉蝶几乎完全模拟透翅蝶的处所,有时还有别的鳞翅类昆虫模拟相同一种透翅蝶;结果在相同地方,能发现三个属的蝴蝶的物种,甚至还包含某种蛾类,都非常类似第四个属的蝴蝶。应该相当注意的是,异脉粉蝶属的很多模拟类型可以用级进的系列显现出不过是相同物种的诸变种,被模拟的每一类型也是如此,但别的类型则肯定是不一样的物种。可是能够质问:为何把某些类型称做是被模拟者,而把别的类型称做是模拟者呢;贝茨先生非常好地回答了此问题,他说明被模拟者都保持那一群的惯常外形,而模拟者却改变了其外形,而且与其最近似的类型不类似。

  再者,我们来探讨可以提出哪种理由来解释一些蝶类与蛾类如此常常地取得另一很不相同类型的外形;为何“自然”会堕落到采取欺骗手段,让博物学者迷惑不解呢?确信无疑,贝茨先生已有了正确的解释。被模拟的类型的个体数目常常是十分大的,它们肯定频繁地大规模地躲避了毁灭,要不它们就没法生存得那样众多;目前已经有大量的证据被搜集,能够证实它们是鸟类与另外一些食虫动物所不爱吃的。还有,在相同地方生活的模拟的类型,是较不多的,属于稀有的群;因而,它们肯定时常遭遇某些危险,否则,依据全部蝶类的大量产卵看来,它们将在三四个世代中在所有地区繁生。目前,假如某种如此被迫害的稀有的群,有某个成员获取一种外形,此种外形如此与某个有良好保护的物种的外形相似,使得它经常地骗过昆虫学家的经验十足的眼睛,因而它就会常常骗过掠夺性的鸟类与昆虫,如此就能避免毁灭。差不多能够说,贝茨先生事实上目击了模拟者变得这般密切类似被模拟者的过程:因为他发现异脉粉蝶的一些类型,一切模拟很多别的蝴蝶的,都以异常的程度产生变异。在某一地区存在若干变种,可其中只有某个变种或多或少相似于相同地区的常见的透翅蝶。在其他一地区存在两三个变种,其中一个变种比其他变种要常见得多,而且它密切地模拟透翅蝶的另一类型,依照此种性质的事实,贝茨先生主张断定:异脉粉蝶最先发生变异,倘若某个变种刚好在某种程度上与生活在相同地区的一切普通蝴蝶相似,则此变种因为与某个繁盛的极少被迫害的种类类似,便会有更多的机会免遭掠夺性的鸟类与昆虫毁灭,其结果就会更容易地被保存下来--“类似程度称不上完全的,就一代又一代地被消灭了,只有类似程度完全的,才可以保存下来繁殖其种类”.因而在此,对于自然选择,我们有一个非常好的例证。

  一样的,华莱士与特里门先生也曾经依照马来群岛与非洲的鳞翅类昆虫和一些别的昆虫,描述过一些一样明显的模拟例子。在鸟类中华莱士先生还曾找到过一个此类例子,可是有关较大的四足兽我们还未找到例子。模拟的出现对昆虫而言,远多于别的动物,这可能是因为它们身体小的缘故:昆虫没法保护自己,除了确实有刺的种类,我从未听到过一个例子表现这些种类模拟别的昆虫,即便它们是被模拟的,昆虫又不易通过飞行来逃避吃食它们的较大动物;所以,用比喻来说,它们正如大部分弱小动物那般,只能求助于欺骗与模仿。

  应当注意,模拟过程大约从未在颜色极不一样的类型中发生。可是从互相已经有些类似的物种开始,最密切的类似,假使是有益的,可以运用上述手段得到;倘若被模拟的类型后来慢慢由于什么因素而产生改变,模拟的类型也会顺同一路线发生改变,所以能够被改变到任何程度,因而最后它将取得与其所属的那一科的别的成员一点都不相同的外表或颜色,可是,在该问题上也有一些难点,因为在某些情况中,我们不得不设定,一些不同群的古代成员,在它们还未分歧到目前的程度之前,刚好与其他一有保护的群的某一成员类似到完全的程度,而得到某些极其微细的保护;这就为后来获得最完全的类似奠定了基础。

  论接连生物的亲缘关系的性质--大属中优势物种的变异了的后代,有着继承某些优越性的倾向,该优越性曾经使其所属的群变得十分大并令其父母占有优势,所以它们差不多必定会广为散布,且在自然组成中得到渐为增多的地方。所有纲中较大的且较占优势的群如此就具有继续增大的倾向,因而它们会排挤掉很多较小的与较弱的群。如此,我们就可以说明全部现代的与灭绝的生物包括于少数的大目及更少数的事实。有一个惊人的事实能表明,较高级的群在数目上是怎样的少,可它们在整个地球上的分布又是如此的广泛,澳洲被发现后,没有增加过一种可立一个新纲的昆虫;且在植物界,依照胡克博士说,只增加了两三个小科。

  在《论生物在地质上的演替》一章里,我曾经依照任何群的性状于长期连续的变异过程中通常分歧相当大的原理,试图揭露为何比较古老的生物类型的性状一般在某种程度上处在现存群之间。由于变异非常少的后代被一些少数古老的中间类型保留到现在,这些就构成了我们所称之的中介物种或畸变物种。任何类型越离开常规,则已灭绝且彻底消失的连接类型的数目必定越大。有证据可以表明,畸变的群由于灭绝而遭受很大程度的损失,因为它们基本上往往只包括极少数的物种,可这些物种按它们实际生存的情况来看通常彼此十分不同,这就意味着灭绝。比方说,鸭嘴兽与肺鱼属,假如每一属都不是像目前这样以单独一个物种或两三个物种来代表,而是通过十多个物种来代表,也许还不会使它们减少至脱离通常的程度。我想,我们只可以依照以下的情况来说明此事实,那就是当做畸变的群是被比较成功的竞争者所征服的类型,它们只有少数成员在十分有利的条件下依旧生存。

  沃特豪斯先生曾指出,当某个动物群的成员和某个非常不同的群显示有亲缘关系时,此种亲缘关系在大部分情况下是一般的,并非特殊的;比如,依据沃特豪斯先生的观点,在全部啮齿类中,哔鼠和有袋类的关系最为亲密:不过在它同该“目”接近的很多方面中,其关系一般,即并不与有袋类的物种哪一个十分接近。由于亲缘关系的每一方面被相信是真实的,并非单单是适应性的,依据我们的观点,它们就应该归因于共同祖先的遗传。因而我们应该假定,又或是,一切啮齿类,包含哔鼠在内,分支于某种古代的有袋类,但此种古代有袋类在与一切现存的有袋类的关系中,一直都具有中间的性状;或是,啮齿类与有袋类两者都分支自同一祖先,且两者之后在不同的方向上都发生过十分多的变异。不管根据哪种观点,我们都应当假定哔鼠经过遗传比别的啮齿类曾经保留有更加多的古代祖先性状,因此它不会和哪一个现存的有袋类格外有关系,然而因为部分地保留了其同一祖先的性状,或者此群的某一种早期成员的性状,而间接地和全部或基本上所有有袋类有关系。另一方面,依据沃特豪斯先生所指出的,在全部有袋类中,袋熊并非和啮齿类的哪一物种,而是和所有的啮齿目最相似。可是,在此种情况下,极易猜测此种类似只是同功的,因为如啮齿类那样的习性袋熊已经适应了。老得康多尔在相异科植物中做过差不多类似的观察。

  依照传自同一祖先的物种在性状上增多及慢慢分歧的原理,而且依照它们通过遗传保留一些相同性状的事实,我们便可以知道为什么同一科或更高级的群的成员都经由十分复杂的辐射形的亲缘关系互相联系在一起。由于通过灭绝而分裂成不同群与亚群的全部科的共同祖先,将会通过不一样的方式以及不同程度的变化,遗传若干性状给全部物种;结果它们将经由各种长度不一的迂回的亲缘关系线(就像在常常提起的那个图解中所看到的)互相关联起来,通过很多祖先而上升。因为,甚至依靠系统树的帮助也很难显示任何古代贵族家庭的很多亲属之间的血统关系,并且不借助此种帮助又基本上无法示明那种关系,因而我们就可以理解下述情况:在同一个大的自然纲里博物学者们已经发现很多现存成员与灭绝成员之间有各种各样的亲缘关系,可是缺乏图解的帮助,想要揭述此类关系,是十分困难的。

  灭绝,就像我们在第四章里所了解的,在束缚与扩大每一纲中某些群之间的距离产生着重要的作用。如此,我们便可按照下述信念来说明整个纲互相界限分明的缘由,比方说鸟类与全部别的脊椎动物的界限。此信念即,很多古代生物类型已彻底消灭,但鸟类的早期祖先与当时相对不分化的别的脊椎动物被这些类型的远祖联系在一起,但是一度曾把鱼类与两栖类相连接的生物类型的灭绝就要少得多。在某一些纲中,灭绝得更少,比方说甲壳类,因为,最相异的类型仍旧能经由一条长的而只是部分断落的亲缘关系的连锁相连接。灭绝仅能分明群的界限:它绝对没有办法制造群,因为,倘若一度在这个地球上生活过的各个类型都一下子再一次出现,尽管无法给每一群以清晰的界限,作为区分,某个自然的分类,又或是至少一个自然的排列,依然属可能。我们参阅图解,就能理解此点:从A至L能够代表志留纪时期的十一个属,其中若干已经产生出变异了的后代的大群,它们的任何枝和亚枝的连锁目前依然存在,这些连锁与之现存变种之间的连锁并非更多。在此情况下,就相当不可能下一定义区别几个群的某些成员与其更加直接的祖先与后代。不过图解上的排列还是有效的,而且还是自然的;因为依照遗传的原理,比如,全部从A传下来的类型都具有若干共同点,就像在一棵树上我们可以区分出这一枝与那一枝,尽管在实际的分叉上,那两枝相连接而且相融合。依我说过的,我们不可以划清某些群的界限;然而我们却可以选出代表任何群的大部分性状的模式或类型,无论那群是大或是小,这样,对于它们之间的不一样的价值就给予了一般的概念。假如我们以前成功地搜集了曾在全部时间与空间栖息过的所有纲的一切类型,这便是我们应该依照的方法。当然,我们永远没法完成这般全面的搜集,尽管这样,在一些纲里我们正朝着此目标进行;最近爱德华兹在一篇写得非常好的论文里强调运用模式的极端重要性,无论我们是否可以把这些模式所隶属的群互相分开,并划定界限。

  最后,我们已看到随生存斗争而来的、而且基本上不可避免地在一切亲种的后代中导致灭绝及性状分歧的自然选择,解释了任何生物的亲缘关系中的那一巨大而广泛的特点,那就是其在群之下还有群。我们通过血统这一要素把两性的个体与全部年龄的个体分类到一个物种之下,即便它们也许只有少数的性状是共同的,我们通过血统对于已知的变种加以分类,不论它们和它们的亲体差异有多大,我确信血统这一要素便是博物学者在“自然系统”这一术语下所求索的那个不易发现的联系纽带。自然系统,在其被完成的范围之内,它的排列是系统的,并且其差异程度是通过属、科、目等来体现的,依照这个概念,我们便可以理解我们在分类中应当遵循的规则。我们可以知道为何我们把一些类似的价值估量得远比其他类型高:何以我们要用残留的、不起作用的器官,或生理上重要性不高的器官,何以在寻找一个群和另外一个群的关系中我们立即排除同功的或适应的性状,但是在相同群的范围内又利用这些性状。我们可以清晰地看到全部现存类型与灭绝类型怎样可以归入少数几个大纲里;相同纲的一些成员又怎么通过最复杂的、放射状的亲缘关系线相联结。我们可能永远没法说明所有纲的成员之间错综的亲缘关系纲;可是,假如我们在观念中存在着一个明确的目标,并且不去祈求某种不易确知的创造计划,我们就能够希望得到确切的即便是缓慢的进步。

  最近赫克尔教授在其“普通形态学”和别的著作里,通过他广博的知识与才能来讨论他所说的系统发生,即全部生物的血统线。在对若干系统的描绘中,他主要依照胚胎的性状,可是也借助于同原器官与残迹器官以及诸生物类型在地层中刚开始出现的连续时期。于是,他勇敢地走出了伟大的第一步,且对我们表明以后应该怎样处理分类。

  形态学

  我们了解到相同纲的成员,不管其生活习性如何,在通常体制设计上是互相类似的。此种类似性一般用“模式的一致”这一术语来表达;或者说,相同纲的相异物种的一些部分与器官是同原的。该全部问题能够包括于“形态学”这个总称内。这在博物学中是最有趣的部门之一,并且差不多能说就是其灵魂。适应抓与握的人手、适应掘土的鼹鼠的前肢、马的腿、海豚的鳍状前肢与蝙蝠的翅膀,都是在一样的形式下构成的,并且在相同的相当位置上有类似的骨,有什么可以比这更为奇怪的呢?举一个次要的即便也是动人的例子:那就是袋鼠的极其适于在广旷平原上奔跑的后肢--攀缘且食叶的澳洲熊的一样良好地适应抓握树枝的后肢--生活地下、食昆虫或树根的袋狸的后肢--以及一些别的澳洲有袋类的后肢--都是构成于相同特殊的模式下,即它们的第二与第三趾骨极其瘦长,被包在一样的皮内,结果看来仿佛是有着两个爪的一个单独的趾。虽然有此种形式的类似,显然,这几种动物的后脚在能够想象到的范围之内还是用于非常不同的目的的。该例因为美洲的负子鼠所以显得更为动人,其生活习性基本上相同于一些澳洲亲属,可其脚的结构却依照通常的设计。以上的叙述是依照弗劳尔教授的,他在结论中说:“我们能够称这为模式的符合,不过对于此种现象并不能给予多少解释,”他接下去说,“这难道不是强烈地暗示着真实的关系及遗传自同一祖先吗?”

  圣?提雷尔曾大力认为同原部分的相关位置或互相关联的程度极高的重要性;它们在形状与大小方面基本上能够相异到任何程度,但是依旧通过同一不变的顺序保持联系。比如,我们从没发现过肱骨与前臂骨,或大腿骨与小腿骨位置颠倒。因而,相同名称能够用于差异十分大的动物的同原的骨。从昆虫口器的结构中我们看到此同一伟大的法则:天蛾的非常长而螺旋形的喙、蜜蜂或臭虫的奇特折合的喙、以及甲虫极其大的颚,有什么比其更加互相不一样的呢?--但是用于这样极为不相同的目的的全部这些器官,是通过一个上唇、大颚以及两对小颚经由很多变异而形成的。甲壳类的口器与肢的结构也被此同一法则所支配。植物的花也是一样。

  试图通过功利主义或目的论来说明相同纲的成员的此种型式的相似性,是根本不存在希望的。在《四肢的性质》这本最有趣的著作里,欧文直率地承认此种企图不存在希望。依据各种生物被独立创造的普通观点,我们只可以说它是如此--“造物主”喜欢把各个大纲全部动物与植物依照一致的设计建造起来;可这并非科学的说明。

  依照持续微小变异的选择学说,其说明在极大程度上就简单了--一切变异都经由某种方式有利于变异了的类型,然而又常常因为相关作用对

体制的别的部分产生影响。在此种特性的变化中,将非常少或没改变原始形式或改变部分位置的倾向。某种肢的骨能够缩短与变扁至任意程度,同时包以十分厚的膜,做鳍用;或者一种有蹼的手能让其全部的骨或某些骨拉长至任意程度,同时扩展接连各骨的膜,做翅膀用;然而全部这些变异并未改变骨的结构或改变器官的彼此关系的倾向。倘若我们设想全部哺乳类、鸟类与爬行类的某种早期祖先--这能够称为原形--有着依据现存的普通形式结构起来的肢,无论其用于哪种目的,我们将立即知道全纲动物的肢的同原结构的明确意义,昆虫的口器也一样。我们只要设想其共同祖先有着一个上唇、大颚以及两对小颚,但这些部分或许在形状上都十分简单,如此就行了;于是自然选择便能说明昆虫口器在结构方面与机能方面的无止境的多样性。即便这样,能够想象,因为一些部分的缩小与最后的彻底萎缩,因为和别的部分的融合,以及因为别的部分的重复或增加--我们知道这些变异都是在可能的范围之内的,某种器官的通常形式可能会变得十分模糊,以致最后不复存在。已经绝迹的巨型海蜥蜴的桡足,还有一些吸附性甲壳类的口器,其通常的形式好像已经因此而部分地模糊了。

  我们的问题还有别的一样奇异的一个分支,那就是系列同原,即比较相同个体的不同部分或器官,并非相同纲相异成员的同一部分或器官。大部分生理学家都觉得头骨同原于一定数量的椎骨的主要部分--在数目上与彼此关联上是相互一致的。前肢与后肢在全部高级脊椎动物纲中明显是同原的。甲壳类的相当复杂的颚与腿也一样。基本上人人都熟知,一朵花上的萼片、花瓣、雄蕊与雌蕊的相互位置及其一般结构,依照它们是经呈螺旋形排列的变态叶构成的观点,是能够得以说明的。我们通过畸形的植物每每能得到一种器官可能变为另一种器官的直接证据;而且在花的早期或胚胎阶段中和在甲壳类及很多别的动物的早期或胚胎阶段中,我们可以真实地看到在成熟时期变得十分不一样的器官刚开始是完全类似的。

  依据神造的普通观点,系列同原是很难理解的。为何脑髓包含在一个通过数目这般多的、形状这般奇怪的、明显代表脊椎的骨片所构成的箱中呢?就像欧文那样说的,分开的骨片有利于哺乳类产生幼体,可因此而来的利益肯定无法解释鸟类与爬行类的头颅的相同结构。何以创造出类似的骨来构成蝙蝠的翅膀与腿,可它们却用于这般相异的目的:即飞和走呢?何以具有由很多部分构成的极其复杂口器的某种甲壳类,最后总是只有相当少的腿;或者相反的,有着很多腿的甲壳类都有较之简单的口器呢?何以一切花朵的萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊,即便适于十分不同的目的,却是处于相同形式下组成的呢?

  依照自然选择的学说,我们就可以在一定程度上回答此类问题。我们无须在此讨论某些动物的身体如何起初分为一系列的部分,又或是它们如何分成有着相应器官的左侧与右侧,因为此些问题差不多是在我们的研究范围之外的。但是:某些系列结构也许是因细胞分裂而增殖的结果,细胞分裂引起通过此类细胞发育而来的每一部分的增殖。为了我们的目的,仅仅需要记住下面的事就可以了:即同一部分与同一器官的无穷尽重复,就像欧文所指出的,是全部低级的或相当少专业化的类型的共同特征;因而脊椎动物的未知祖先也许具有很多椎骨;关节动物的未知祖先带着很多环节;显花植物的未知祖先带着相当多排列成一个或多个螺旋形的叶。我们曾经还发现,常常重复的部分,不但在数量上,而且在外形上,极易产生变异。终于,这样的部分因为已经有相当的数量,而且带有高度的变异性,自然会给予材料来适应最不一样的目的;但是它们通过遗传的力量,通常会保留其原始的或主要的相似性的显著痕迹。此种变异能够经自然选择为其今后的变异提供基础,而且从起初就有类似的倾向,因而它们更加会保留此种类似性:那些部分在生长的初期是类似的,并且处在基本上一样的条件之下。这样的部分,不论有多大变异,除其共同起源根本模糊不清以外,也许是系列同原的。

  在软体动物的大纲里,即便可以阐明不一样物种的每一部分是同原的,可只有相当少的若干个系列同原能够表现出来,像石鳖的亮瓣;换句话来说,我们差不多无法指出同一个体的某个部分和别的部分是同原的。我们可以理解这一事实,因为在软体动物,甚至在此纲的最低级成员中,我们不易找到任何一部分有如此多次的重复,如我们在动物界与植物界的别的一些大纲里所看到的一样。

  可是形态学就像近期兰克斯特先生在某篇杰出的论文中充分阐述的,比起刚开始所表现的是一个远为复杂的学科。若干事实被博物学者们无一例外同等地列为同原,对此他划定重要的不同之处。凡是不一样动物的类似结构因为其血统都出自同一祖先,之后产生变异,他主张称此种结构为同原的;凡是不可以这般解释的类似结构,他主张称其为同形的。比如,他觉得鸟类与哺乳类的心脏整个来说是同原的--都是传自同一祖先:然而在这两个纲中心脏的四个腔是同形的--也就是独立发展起来的。兰克斯特先生还列举相同个体动物身体左右侧每一部分的严格相似性,以及持续诸部分的严格相似性;在这个地方,我们有了通常被称为同原的部分,但它们和从同一祖先而来的不同物种的血统无任何关系。同形结构和分类为同功变化或同功类似是同样的,不过我的方法十分不完备。其形成能够部分地归因于相异生物的每一部分或相同生物的相异部分以前通过类似的方式产生变异;而且能够部分地归因于为之共同的通常目的或机能而被保存下来的类似的变异--对于该点,已经列举过很多事例。

  博物学者不止一次提及头颅形成于变形的椎骨;螃蟹的颚产生于变形的腿;花的雄蕊与雌蕊产生于变形的叶;然而就像赫胥黎教授所说的,在大部分情况下,更准确地说,头颅同椎骨、颚同腿等,并非一种从现存的另一结构变形而产生的结构,而是它们都来源于某种共同的、较为简单的原始结构,然而,大部分的博物学者只把此种语言运用在比喻的层次上;他们必定不是意味着在生物起源的悠远过程中,一切种类的原始器官--在一个例子中是椎骨,在另一例子中是腿--事实上以前转化为头颅或颚。但是此种现象的发生看来是这般可信,使得博物学者差不多没法避免地要运用含有此种显著意义的语言。依据本书所阐述的观点,该语言确实能够使用;并且下述无法想象的事实便能部分地得以说明,比如螃蟹的颚,假如真是由真实的即便极简单的腿变形而来,则其所保待的大量性状可能是经由遗传而保存下来的。

  发生和胚胎学

  在整个博物学中,此可称之为最重要的一个学科,所有人都熟悉昆虫的变态通常是经过少数若干阶段突然完成的;可是事实上却含有难以计数的、逐步的、即便是隐蔽的转化过程。正像卢伯克爵士所认为的,某种蜉蝣类昆虫在成长过程中要蜕皮20次以上,每一次蜕皮都要产生一定程度的变异;在该例中,我们了解到变态的动作是采用原始的、逐步的方式来进行的。很多昆虫,尤其是一些甲壳类向我们显示,在发生过程中进行了多么奇特的结构变化。但是此类变化在一些下等动物的世代交替里称得上是达到了最大值。比如,有一奇特的事实,那就是一种精致的分枝的珊瑚形动物,有着水螅体,而且依附在海底的岩石上,它起初由芽生,随后通过横向分裂,产生了悬浮的庞大水母群;随后这些水母产生卵,浮游的十分细微的动物就经卵孵化而来,它们附着于岩石上,发展成枝状的珊瑚形动物;如此永无止境地循环下去。认为世代交替过与普通意义上的变态过程几乎是相同的信念,瓦格纳的发现大大地强化了此点;他发现了一种蚊即瘿蚊的幼虫或蛆经由无性生殖的方式产生出另外的幼虫,这些另外的幼虫最终发育为成熟的雄虫与雌虫,再用通常意义上的方式由卵繁殖它们的种类。

  让人注意的是,当瓦格纳的杰出发现起初宣布之时,就有人问我,关于此种蚊的幼虫有着无性生殖的能力,要怎样加以解释呢?只要此种情况是唯一的一个,那就无任何的解答。可是格里姆曾阐述,另外的一种蚊,也就是摇蚊,基本上用同样的方式进行繁殖,而且他觉得此方法经常见于该目,退蚊拥有这般能力的是蛹,并非幼虫;格里姆进一步阐明,该例在某种程度上“把瘿蚊和介壳虫科的单性生殖联系在一起”;单性生殖这一术语意指介壳虫科的成熟的雌者无须和雄者交配便可以产生出能育的卵。目前认识到,若干纲的一些动物在非常早的龄期便具有普通生殖的能力;我们仅需经由渐进的步骤把单性生殖推到越早的龄期--摇蚊所表现的正是中间阶段,即蛹的阶段--大概就可以对瘿蚊的奇妙的情况作出解释了。

  已经提到过的,在初期胚胎阶段相同个体的不同部分完全相似,在成体状态中才变得大为相异,而且用于大为相异的目的。一样的,也曾阐述,相同纲的最不一样的物种的胚胎通常是密切类似的,但完全发育之后,却变得截然不同。要证明最后提及的此事实。冯贝尔的讲述是最好的了,他说:“哺乳类、鸟类、蜥蜴类、蛇类,大约也包括龟类在内的胚胎,在其最早的状态里,所有的以及其诸部分的发育方式,都互相很相似;它们是这般的相似。实际上我们仅能采用比较其大小来区分这些胚胎。我有两种浸泡在酒精中的小胚胎,因我忘了贴上它们的名称,现在我就无法说出它们属于哪一纲了。它们大概是蜥蜴或小鸟,也可能是十分幼小的哺乳动物,这些动物的头与躯体的形成方式是这般类似。但是这些胚胎还无四肢。可是,甚至在发育的初始阶段假如有四肢存在,我们也没法知道什么,由于蜥蜴与哺乳类的脚、鸟类的翅及脚,和人的手与脚一样,都是来自于同一基本类型中的。”大部分甲壳类的幼体,在发育的相同阶段中,互相密切类似,不论成体或许变得如何不同;非常多的其他动物,也是这般。有时胚胎类似的规律直到相当迟的年龄还保存着痕迹:比如,相同属与近似属的鸟在幼体的羽毛上通常相互相似;同我们在鸫类的幼体中所看到的斑点羽毛,就是这般。猫族中,大多数物种在长成时都有着条纹或斑点;狮子以及美洲狮的幼兽也都带着明显的条纹或斑点。在植物中我们也能偶然看到同类的事,只是数量极少;比如,金雀花的初叶与假叶金合欢属的初叶,都似豆科植物的普通叶子,为羽状或分裂状的。

  相同纲中截然相异的动物的胚胎在结构上互相相似的诸方面,一般和其生存条件无直接关系。比如,在脊椎动物的胚胎里,鳃裂附近的动脉有某种特殊的弧状结构,我们没法设想,此种结构和在母体子宫内得到营养的年幼的哺乳动物、在巢中孵化出来的鸟卵、在水中的蛙卵所在的类似生活条件有关系,我们无理由可相信如此的关系,就如我们无理由相信人的手、蝙蝠的翅膀、海豚的鳍的类似的骨是和类似的生活环境有关。无人会想象对这些动物来说幼小狮子的条纹或幼小黑鸫鸟的斑点有什么样的作用。

  但是,在胚胎生涯中的一切阶段,倘若某种动物是活动的,并且不得不为自己寻觅食物,情况就有所改变了。活动的时期能够在生命中的较早期或较晚期产生;然而无论它发生在何时期,幼体适应栖息条件的能力,将达到成体动物那般完善与美妙的境界。这是经由如何重要的方式实现的?卢伯克爵士最近作出了一个特别好的论述,他是依照其生活习性论述大为相异的“目”内一些昆虫的幼虫的密切类似性和同一“目”的别的昆虫的幼虫的非类似性来阐明的。因为这类适应,有时近似动物的幼体的相似性就十分隐蔽,尤其是当分工现象在发育的不同阶段中发生时,格外如此;比如相同幼体在某个阶段非得找寻食物,在另一阶段非得找寻附着之处。甚至能够举出此般的例子,那就是近似物种或物种群的幼体互相之间的差异要比成体大。但是,在大部分情况下,尽管是活动的幼体,也还多少密切地遵循着胚胎相似的普通法则;蔓足类为此种情况提供了一个非常好的例子;甚至声名赫赫的居维叶也没有发现藤壶是一种甲壳类:可是只要看一下幼虫,便会非常正确地知道它属于甲壳类。蔓足类的两个基本部分也是这般,就是有柄蔓足类与无柄蔓足类即便在外表上极为相异,然而其幼虫在所有阶段中的差别都不大。

  胚胎在发育的过程中,其体制也普遍有所提高;即便我知道基本上没法清晰地确定哪是相对较高级的体制,哪是相对低级的体制,可是我依旧要使用此说法。也许无人会否认蝴蝶比之毛虫更高级,但是,在一些情况下,成体动物在等级上应当被认为低于幼虫,像一些寄生的甲壳类就是这样。再来说一说蔓足类,在第一阶段中的幼虫有三对运动器官、一个简单的单眼与一个吻状嘴,它们用嘴大量捕食,因为它们必须极大程度地增加体积。在第二阶段中,和蝶类的蛹期相当,它们长着结构精巧的六对游泳腿,一对巨大的复眼以及十分复杂的触角;可是它们都有一个不完全闭合的嘴,没法吃东西;在此阶段的任务就是他们用其十分发达的感觉器官去寻找、并运用其活泼游泳的能力去找到一个适宜的地点,好让他们在上面附着进行其最后变态。变态完成以后,它们就一直定居不移动了:随后它们的腿便转化为把握器官;它们重新拥有了一个结构精巧的嘴;可是触角消失了,其两只眼也转化为微小的、独自的、简单的眼点。在这最后形成的状态里,认为蔓足类比之其幼虫状态有相对较高级的体制或相对较低级的体制都可以。可是在一些属里,幼虫能够发育成有着普通结构的雌雄同体,还能发育成我谓之的补雄体,后者的发育的确是退步了,因为此种雄体仅仅是一个可以在极短时间内存在的囊,排除生殖器官,它没有嘴、胃以及别的某些重要的器官。

  我们十分平常地看到胚胎和成体之间在结构上的区别,因而我们容易认为此种差异是生长上定然发生的事情。可是,比如,蝙蝠的翅膀或海豚的鳍,在其一切部分能判别时,何以它们的所有部分不立即显示出适当的比例,是无任何理由可讲的,在一些所有动物群中以及别的群的若干成员中,情况便是如此,无论在哪一时期胚胎都和成体差异不大:比如就乌贼的情况欧文曾指出,“没有变态;头足类的性状早在胚胎发育未形成以前就体现出来了”.在出生时陆栖贝类与淡水的甲壳类就有着固有的形状,可这两个大纲的海栖成员在其发育中都要历经相当的而且一般是巨大的变化。再者,蜘蛛基本上缺乏任何变态,大部分昆虫的幼虫都要经历一个蠕虫状的阶段,不论它们是活动且适宜于各种不同习性的,还是由于处在适宜的养料之中或得到亲体的哺育因而不活动的。然而在一些少数情况下,比如蚜虫,假如我们关注一下赫胥黎教授有关此种昆虫发育的卓越的绘图,我们基本上看不到蠕虫状阶段的一切痕迹。

  有时只是相对早期的发育阶段还没出现,比如,依照米勒所完成的出众发现,一些虾形的甲壳类(近似对虾属)最先出现的是简单的无节幼体,随后经过2次或多次水蚤期,再经过糠虾期,最后得到了其成体的结构:在这些甲壳类所属的一切巨大的软甲目中,目前还不了解有另外的成员最先经过无节幼体从而发育,尽管很多是以水蚤出现的;虽然这样,米勒还举出若干理由来支持其信念,即倘若缺乏发育上的抑制,全部这些甲壳类起初都是以无节幼体出现的。

  那么,我们该怎么解释胚胎学中的这些事实呢?--是胚胎与成体之间在结构上即便不是有着普遍的、而仅仅是有着十分普遍的差异--相同个体胚胎的最后变得十分不一样的将用于不同目的的多种器官在生长初期是类似的--相同纲里差异最大物种的胚胎或幼体通常是相似的,但并不绝对--胚胎于卵中或子宫里时,一般存留着在生命的那个时期或较后时期对自己毫无用处的结构;并且,不得不为本身的需要而供给食料的幼虫对于周边的环境是全部适应的--最后,一些幼体在体制的等级上比其将要发育成的成体要高。我觉得对于一切这些事实可作如下的解释。

  大概由于在很早期胚胎受畸形影响,因而通常便以为极小的变异或个体的不同也肯定在相应的初期内出现。在此方面,我们的证据很是缺乏,而我们全部的证据的确都在相反一面的;众所周知,牛、马与各种玩赏动物的饲育者没法确定指出在动物出生后的若干时间内其幼体将有何优点或缺点。对于自己的孩子我们也明晰地看到了此种情况。我们没法说出一个孩子以后是高是矮,或者绝对会有怎样的容貌。问题不在于各种变异在生命的何时期发生,而在于何时期能显现出效果。变异的原因能够在生殖的行为之前起作用,而且我相信通常作用于亲体的一方或双方。应该注意的是,只要十分幼小的动物在母体的子宫内或卵内还留有,或者只要其亲体还为其提供营养及保护,则它的大多数性状不论是在生活的初始时期或较迟时期得到,对于它都没有什么关系。比如,对于某种凭借着非常钩曲的喙来觅食的鸟,只要它由亲体哺育,不管在幼小时它是否具有此种形状的喙,都毫无关系。

  我曾经在第一章中说过,某种变异不管在哪一年龄首先在亲代显现,此种变异就有在后代的相应年龄中又一次显现的倾向。一些变异只可以在一定的年龄中显现:比如,处于幼虫、茧或蛹的状态时蚕蛾的特点:又或是,牛在完全长成角时的特点,就是这般。然而,据我们所了解的,最早出现的变异不管是在生命的早期或晚期,也存在在后代与亲代的一定年龄中又一次显现的倾向。我决非说事情总是这般,而且我可以举出变异(就这字的最广义言之)的几个例外,这些变异在子代产生的时期相对早于在亲代产生的时期。

  这两个原理,就是轻微变异通常并非发生于生命的很早时期而且并非在很早时期遗传的,我觉得,这解释了所有上述胚胎学上的主要事实。可是,先让我们在家养变种中了解一下少部分相似的事实。曾经一些作者写论文谈及“狗”,他们阐述,长躯猎狗与逗牛狗即便差异这样大,但是事实上它们都是密切类似的变种,都传自于同一个野生种;所以我很想知道其幼狗到底有多大不同:饲养者和我说,幼狗之间的差别和亲代之间的差别全部相同,仅从眼睛所见来判断,这好像是正确的;然而实际对老狗与六日龄的幼狗进行测计的时候,我了解到幼狗并未获得其比例差异的全量。再者,人们又把拉车马与赛跑马--这差不多是绝对在家养状况下通过选择形成的品种--的小马之间的不一样和完全成长的马一样这一事实告之于我,可是认真测计完赛跑马与重型拉车马的母马及其三日龄小马之后,我发现情况并非如此。

  由于我们有确凿的证据能证实,鸽的品种传自于单独某个野生种,因而我把孵化后十二小时之内的雏鸽与之比较;我认真地测计了野生的亲种、突胸鸽、扇尾鸽、侏儒鸽、排孛鸽、龙鸽、传书鸽、翻飞鸽(但在此不拟列出具体的材料)喙的比例、嘴的宽度、鼻孔和眼睑的长度、脚的尺寸还有腿的长度。这些鸽子中的某些品种,当成长时在喙的长度与形状及别的性状上经由十分异常的方式而相互不一样,使得倘若在自然状况下见到它们,绝对会被列为不同的属。可是把这些品种的雏鸟排成一列时,尽管大部分仅能勉强被区别开,然而在上述各要点上的相对差异与完全成长的鸟相比却是非常的少了。差异的一些特点--比如嘴的阔度--在雏鸟中差不多没法觉察。然而此法则有一个显著的例外,由于短面翻飞鸽的雏鸟差不多有着与成长状态时完全相同的比例,因而和野生岩鸽以及别的品种的雏鸟不大相同。

  上述两个原理为这些事实作了解释。饲养者们在狗、马、鸽等快要到成长时期时挑选它们并对其进行繁育:他们对所需要的性质是在生长的较早期还是较晚期得到的并不注意,只要发育充分的动物具有它们就行了。在刚才所举的例子中,尤其是鸽的这一例,表明了经由人工选择所累积起来的且已给予其品种以价值的那些体现特征的差异,通常在生长的较早期并不显现,并且这些性状也并非相应的较早期所遗传。可是,短面翻飞鸽的例子,也就是刚生下十二小时就有着其固有性状,说明这并非一般的规律;由于在此,体现特征的不同或者必须出现在比惯常更早的时期,或者倘若并非如此,此种差异必须不是遗传自相应的龄期,而是遗传自较早的龄期。

  现在我们来运用这两个原理来解释自然状况下的物种。我们观察一下鸟类的某个群,它们传自于某个古代类型,而且由于自然选择为适应不同的习性进行了变异。于是,因为某些物种的相当多细微的、持续的变异并非发生于很早的龄期,而是遗传自相应的龄期,因而幼体将较少发生变异,它们之间的相似比之成体之间的相似要密切得多--如同我们在鸽的品种中所见到的那样。我们能够把此观点引申至相差甚远的结构以及整个的纲。比方说前肢,曾经一度被遥远的祖先当做腿用,能够在漫长的变异过程中,在某一类后代中变得适宜于做手用;然而依据上述两个原理,在这些类型的胚胎中前肢不会产生多大的变异;即便在每一个类型中成体的前肢互相差异不小。无论长久连续的使用或不使用对于改变所有物种的肢体或别的部分能发生怎样的影响,基本是在或者只有在其近乎成长且必须运用其一切力量来谋生时,才对它产生影响;这样产生的效果将在相应的接近发育完全的龄期传递给后代。因而,幼体每一部分的增强使用或不使用的效果,将不变化,或只有一点点的变化。

  就某些动物而言,持续变异能够产生在生命的早期,或者各级变异能够在比其首次出现更早的龄期获得遗传。在所有这些情况中,同我们在短面翻飞鸽所了解到的那样,幼体或胚胎就十分类似成长的亲类型;在若干全群中或者只在若干亚群中,像乌贼、陆栖贝类、淡水甲壳类、蜘蛛类还有昆虫这一类大纲里的若干成员,这是成长的规律。对于这些群的幼体不经由任何变态的最终缘由,我们可以看到这是经由以下的事实发生的:那就是因为幼体应该在幼年获得自己所需,而且因为它们遵循亲代那般的生活习性;因为在此情形下,它们必须依据与亲代一样的方式产生变异,这对于其生存基本上是没法缺少的。另外,非常多陆栖的与淡水的动物不发生任何变态,但同群的海栖成员却不得不历经种种不同的变态,对这一奇怪的事实,米勒曾经指出某种动物适应于在陆地上或淡水里栖息,而非在海水里栖息,此种缓慢的变化过程将因为不经由所有幼体阶段而大大地简化,因为这般新的、变化很大的生活习性下,找到既适于幼体阶段又适于成体阶段而还没有被别的生物所占据或占据得不好的位置很不容易。此种情况下,自然选择将会对在越来越幼的龄期中一步步获得的成体结构有利;因而以前变态的全部痕迹最后便消失了。

  还有,倘若某种动物的幼体遵循着略微不同于亲类型的生活习性,因此其结构也稍有不一样,是有好处的话,又或是倘若某种和亲代已经不一样的幼虫又进一步变化,也是有好处的话,则依据在一定年龄中的遗传原理,因自然选择幼体或幼虫能够变得和亲体越来越不一样,以致到所有能够想象的程度。幼虫中的不一样也能和其发育的连续阶段相联系;因而,第一阶段的幼虫能够和第二阶段的幼虫截然不同,很多动物就出现此种情况。成体也能变得适应于那样的地点与习性--也就是在那里运动器官或感觉器官等都毫无用处;在此情况下,变态便退化了。

  依照上述,因为幼体在结构上的变化相同于变异了的生活习性,还有在相应的年龄中的遗传,我们便可以明白动物所经过的发育阶段为什么和其成体祖先的原始状态根本不一样。现在大部分最杰出的权威者都相信,昆虫的各种幼虫期与蛹期就是此般经由适应而获得的,并非经由某种古代类型的遗传而得到的。芜菁属--某种经由某些异常生长阶段的甲虫--的奇异情况也许能够说明此种情况是如何发生的。依据法布尔描写其第一期幼虫形态,是一种活泼的细小昆虫,长着六条腿、两根长触角与四只眼睛。在蜂巢里这些幼虫被孵化出来,当春天雄蜂早于雌蜂羽化出室时,幼虫就跳到其身上,随后在雌雄交配时又爬到雌蜂身上。当雌蜂在蜂的蜜室上面产卵的时候,芜菁属的幼虫就立即跳到卵上,而且把它们吃掉。之后,一种彻底的变化在它们身上发生:眼睛消失,腿与触角变为残迹的了,而且以食蜜为生;此时它们才密切类似于昆虫的一般幼虫;最后它们进一程度地转化,以完美的甲虫最终出现。现在,假如有某种昆虫,其转化方式如芜菁属的转化一样,而且成为昆虫的某个新纲的祖先。则此新纲的发育过程也许和我们现存昆虫的发育过程十分不一样;而第一期幼虫阶段绝对不会代表任何成体类型与古代类型的先前状态。

  另一方面,相当多的动物的胚胎阶段或幼虫阶段或多或少地向我们彻底体现出全群的祖先的成体状态,这是十分可能的。在甲壳类该大纲中,相互非常不同的类型,即附着性的寄生种类、蔓足类、切甲类、以致软甲类,最早都是在无节幼体的形态下作为幼虫来产生的;由于这些幼虫栖息与觅食于广阔海洋里,而且不适应所有特殊的生活习性,又依照米勒所举出的别的一些理由,也许在某一古远的时代,存在过某种与无节幼体相类似的独立的成体动物,后来顺着血统的一些分支路线,产生了上面所说庞大的甲壳类的群。除此之外,依照我们所拥有的关于哺乳类、鸟类、鱼类与爬行类的胚胎的了解,可能这些动物属于某一古代祖先的变异了的后代,该古代祖先在成体状态中有着十分适于水栖生活的鳃、一个鳔、四只鳍状肢与一条长尾。

  因为任何以前存在过的生物,不论灭绝的还是现代的,都可归入少数若干大纲中;因为各个大纲中的全部成员,依据我们的学说,都被细微的级进所接连,倘若我们的采集差不多是完全的,则最优的、唯一可能的分类应该是依照谱系的;因而血统是博物学者们在“自然系统”此术语下所寻求的相互联系的不易发觉的纽带。依照此观点,我们就可以理解,在大部分博物学者的眼中为何在分类上胚胎的结构的重要性甚至大于成体的结构。在动物的几个或更多的群中,不论在成体状态中其结构与习性互相有多大的差别,倘若它们经由十分相似的胚胎阶段,我们便能确定它们都传自于一个亲类型,所有互相有密切的关联。如此一来,胚胎结构中的共同性便显露了血统的共同性:可是胚胎发育中的不相似性并不能说明血统的不一致,由于在两个群之一群中,可能发育阶段曾被抑制,或者也许由于要适应新的生活习性而被改变很多,使得没法再被辨认。甚至在成体产生了完全变异的类群中,起源的共同性通常还会通过幼虫的结构显露出来。比方说,我们看到尽管蔓足类在外表上十分像贝类,然而依照它们的幼虫就马上能够知道它们属于甲壳类这一大纲。因为胚胎通常能够多少明白地给我们示明某个群的变异较少的、古代祖先的结构,因而我们可以了解何以古代的、灭绝的类型的成体状态常类似于相同纲的现有物种的胚胎。阿加西斯觉得,这是自然界的一般规律:我们能够期望以后发现此条规律被证明是正确的,但是,只有在下面的情况下它才能被证明是正确的,那就是此群的古代祖先并未因为生长的很早期发生连续的变异,也未因为此种变异遗传自早于它们首次出现的较早龄期而全部湮没。还应该记住,此条规律可能是对的。然可因为地质纪录在时间上延伸得还不非常久远,此条规律也许长期地或永远地没法得到证实。假如某种古代类型的幼虫状态和某种特殊的生活方式相适应,且已把相同幼虫状态向整个群体的后代传递,则在该情况下,那条规律也没法严格的有效:因为此等幼虫不会类似于一切更为古老类型的成体状态。

  因而,照我来说,胚胎学上的此些尤为重要的事实,依据以下的原理便能得到说明,该原理是:某一古代祖先的非常多的后代中的变异,在生命的不太早的时期曾出现,而且以前在相应的时期遗传。倘若我们把胚胎看成一幅图画,即便多少有些模糊,但反映了相同大纲的全部成员的祖先,或是其成体状态,或是其幼体状态,则胚胎学的意义便会提高很多。

  残迹的、萎缩的及不发育的器官

  在此种奇怪状态中的器官或部分,有着废弃不用的鲜明印记,十分常见于整个自然界中,还可以说是普遍的。没法举出某种高级动物,其某一部分不是残迹状态的。比如哺乳类的雄体有着退化的奶头;蛇类的肺存在一叶是残迹的:鸟类“小翼羽”能够可靠地被看成是退化,一些物种的全部翅膀的残迹状态是此般明显,使得它没法用于飞翔。鲸鱼胎儿有牙齿,可当它们发育后却无任何牙齿;又或是,还没生出的小牛的上颚长有牙齿,但是从来没穿出牙龈,还有其他东西比这还要奇怪吗?

  残迹器官明了地运过各种方式表现了其起源与意义。密切类似物种的、甚至相同物种的甲虫,或者仅仅有着相当大的与完全的翅,或者仅仅有着残迹的膜,处在牢固结合的翅鞘之下,在此般情况下,没法怀疑那种残迹物便是代表翅的。有时残迹器官还保持其不易发觉的能力:此偶然出现于雄性哺乳类的奶头,人们曾观察到它们发育得非常好且分泌乳汁。黄牛属的乳房也是此般,它们通常有四个发达的奶头与两个残迹奶头;可是有时后者在我们家养的奶牛中十分发达,且分泌乳汁。有关植物,在相同物种的个体中,有的时候花瓣是残迹的,有的时候是发达的。在雌雄异花的一些植物中,科尔路特了解到,让雄花带有残迹雌蕊的物种和自然带有十分发达雌蕊的雌雄同花的物种与之杂交,那残迹雌蕊在杂种后代中就极大地增大了;这明确地表明残迹雌蕊与完全雌蕊在性质上差不多是类似的。某种动物的每一部分或许是在完全状态中的,但它们在某种意义上则或许是残迹的,原因在于它们是无用的,比如一般蝾螈即水蝾螈的蝌蚪,同刘易斯先生所说的一般:“有鳃,在水中栖息;可是山嵘螈在高山上栖息,也产出完全发育的幼体,该动物从来不在水中栖息,但是倘若我们剖开其怀胎的雌体,我们便发现其体内的蝌蚪长有精致的羽状鳃;倘若把其置于水中,它们可以如水蝾螈的蝌蚪那般游泳。明显的,此种水生的机制无关于此种动物的未来生活,且也并非对于胚胎条件的适应;它必定和祖先的适应有关,只是重演了其祖先发育中的某一阶段而已。”

  具有两种功能的器官,对于其中的一种功能,甚至是相对重要的那种功能,也许变成残迹或彻底不发育,但对于另一种功能却全部有效。比方说,在植物里,雌蕊的功能在于让花粉管到达于子房的胚珠。雌蕊有着一个柱头,被花柱所支持;可是在一些聚合花科的植物中,必定没法受精的雄性小花有着一个残迹的雌蕊,因为其顶部无柱头;可是,其花柱仍旧非常发达,而且以普通的方式被有细毛,用来刷下四周的、邻接的花药里的花粉。除此之外,一种器官对于固有的功能或许变为残迹的,而被用于不一样的目的。在一些鱼类中,鳔对于漂浮的固有机能仿佛变为残迹的了,可是它转变成原始的呼吸器官或肺,还可以举出非常多类似的事实。

  有用的器官,不论它们多么不发达,也不能认为是残迹的,除了我们可以设想它们曾经曾更充分发达过以外,或许它们是在某种初生的状态中,正朝更加发达的方向前进。可是,残迹器官或者毫无用处,比如从未穿过牙龈的牙齿,或者是基本上无用,比如只能用作风篷的驼鸟翅膀。由于该状态的器官在曾经较不发达的时候,甚至比如今的用处还少,因而它们从前决不会是依据变异与自然选择而产生的,自然选择的作用只是存留有用的变异。它们是经由遗传的力量局部被保存下来的,和事物的从前状态有关。尽管这样,要区分残迹器官与初生器官通常是不容易的,因为我们只可以经由类推的方法去判断某种器官是否还能进一步地发达,只有在其可以进一步发达的情况下,才可以叫做初生的。该状态的器官一般是很稀少的:因为有着如此器官的生物往往会被有着更加完美的相同器官的后继者所排挤,所以它们早就灭绝了。企鹅的翅膀有相当大的用处,可做鳍用;因而它或许代表翅膀的初生状态:这并非说我觉得这是事实;它更有可能是某一缩小了的器官,为适应新的机能所以产生了变异。可是,几维鸟的翅膀是完全没用的,而且的确是残迹的。欧文觉得肺鱼的简单的丝状肢是“于高级脊椎动物中,达到充足机能发育的器官的起点”;可是依照最近京特博士提出的观念,它们也许是通过继续存在的鳍轴组成的,这鳍轴长有不发达的鳍条或侧枝。鸭嘴兽的乳腺如比起黄牛的乳房,能够称为是初生状态的。若干蔓足类的卵带已没法作为卵的附着物,非常不发达,这些便是初生状态的鳃。

  相同物种的每一个体中,在发育程度上与别的一些方面残迹器官相当容易发生变异。在密切类似的物种中,有时相同器官缩小的程度也存在非常大的差异。相同科的雌蛾的翅膀状态强有力地证明了后者。残迹器官也许全部萎缩掉,这意味着一些器官在某些动物或植物中,已彻底不存在,尽管我们原希望按照类推能找到它们,且在畸形个体中确实偶然能够见到它们。比方说玄参科的大部分植物,其第五条雄蕊已彻底萎缩,然而我们能判定曾经第五条雄蕊存在过,由于能在此科的非常多的物种中发现其残迹物,而且有时该残迹物会充分发育,同我们有时在一般的金鱼草里所见到的那般。当在相同纲的不同成员中找寻一切器官的同原作用时,最常见的是找到残迹物,又或是为了完全理解这些器官的关系,残迹物的发现是最为有益的。欧文所绘的马、黄牛以及犀牛的腿骨图充分地表现了此点。

  这是一个具有重大影响的事实,也就是残迹器官,像鲸鱼与反刍类上颚的牙齿,一般见于胚胎,可后来又彻底消失了。我肯定,这也是一条常规的法则,即残迹器官,如运用相邻器官来比较,则在胚胎中要大于在成体里:因而此种器官初期的残迹状态是不太明显的,甚至在任何程度上都不可以说是残迹的。因而,成体的残迹器官一般被说成是还存留在胚胎的状态。

  在上面我已举出了关于残迹器官的某些重要事实。当细心考虑这些事实时,不管什么人都会感到惊喜:因为它告诉我们大部分局部与器官巧妙地和某种功能相适应的相同推理能力,也一样明了地告诉我们这些残迹的或萎缩的器官是缺损的,毫无用处的。在博物学著作里,通常把残迹器官说成是“为了对称的理由”或者是为了要“完成自然的设计”而被创造出来的。可这并非一种说明,而仅仅是事实的复述,本身就存有矛盾:比方说王蛇有后肢及骨盘的残迹物,倘若说这些骨的保存是为了“完成自然的设计”,那么就如同魏斯曼教授所提问的,何以另外的蛇不保存这些骨,甚至于它们缺乏这些骨的残迹?倘若相信卫星“为了对称的缘故”循着椭圆形轨道绕着行星运行,由于行星是这般绕着太阳运行的,则对于如此阐明的天文学者,将有何感想呢?有一位著名的生理学者假定残迹器官是用于排除过剩的或不利于系统的物质的,他依据该假定来说明残迹器官的存在;可是我们可以假定那微小的乳头--它一般代表雄花中的雌蕊且只通过细胞组织构成--有如此的作用吗?我们可以假定今后绝对不存在的、残迹的牙齿移走像磷酸钙这等珍贵的物质能够有利于快速生长的牛胚胎吗?当人的指头被截断时,我们明白在断指上会有残缺的指甲,倘若我判断这些指甲的缺损是为了排除角状物质而发育的,那么就应该认为海牛的鳍上的残迹指甲也是为了一样的理由而发育的。

  依据伴随着变异的生物起源的看法,残迹器官的由来较为简单;而且在极其大的程度上我们可以理解控制它们不充分发育的规律。在我们的家养生物中,我们看到相当多残迹器官的例子--像无尾绵羊的尾的残迹--无耳绵羊的耳的残迹--无角牛里面,依尤亚特所说,尤其是小牛的下垂的小角的再次出现--还包括花椰菜的完全花的状态。在畸形生物中我们通常看到各种局部的残迹;可是我怀疑一切这些例子除了明示残迹器官可以产生出来之外,能否表明残迹器官自然状况下的起源:由于估量证据,可以明了地体现出物种在自然状况下并不发生强烈的、突然的变化,可是我们从我们家养生物的研究中了解到,器官不被使用导致了其缩小;并且该结果是能够遗传的。

  不使用也许是器官退化的最关键的因素。它刚开始以缓慢的步骤令器官逐步全部地缩小,直至最终变成残迹的器官--同在暗洞里生活的动物眼睛一般,还包括在海洋岛上生活的鸟类翅膀,就是这般。另外,某种器官在一种条件下是有用的,在别的条件下或许是不利的,比方说在开阔小岛上生活的甲虫的翅膀就是这般;此情况之下,自然选择将会促进那种器官缩小,直至它成为没有害处的及残迹的器官。

  一切可以由微小阶段完成的变化在结构上与机能上都处在自然选择的势力范围以内;因而某种器官因为生活习性的变化而对某种功能成为没有用处或不利的时候,也许能被改变而适应于另一功能。一种器官或许还能只保存它的先前的机能之一。以前凭借自然选择的帮助而组成的器官,当不起作用的时候,能够发生相当多的变异,缘由是它们的变异再也不受自然选择的抑制了。一切这些都符合我们在自然状况下了解到的。再者,不论在生活的何种时期,不使用或选择能够让某种器官缩小,这通常都发生在生物到达成熟期且必定发挥其一切活动力量之时,而在起作用于相应年龄中的遗传原理就有一种倾向,使缩小状态的器官再次出现于相同成熟年龄中,可是此原理对胚胎状态的器官影响很少。如此我们便可以理解,在胚胎期内的残迹器官相比邻接器官,前者较之要大一些,但在成体状态中前者较之却要小些。比如,倘若某种发育动物的指在很多世代中因为习性的某一变化而使用得慢慢减少,又或是倘若在机能上某种器官或腺体使用得慢慢减少,则我们就能推论,在此种动物的成体后代中它将缩小,然而在胚胎中却差不多依旧保持其原来的发育标准。

  但是还存有下述的难点。在某种器官已不再使用而缩小十分多之后,它如何可以进一步地缩小,直至仅剩下一点残迹呢?最终它何以能够彻底消失呢?一旦在机能上那器官变为没用的之后,“不使用”基本上没法继续产生何种进一步的影响。某种补充的说明在此是不可缺少的,可我没法提出。比如,倘若可以证明体制的各个部分有如此一种倾向:它朝着缩小方面比朝着增大方面能够产生更多的变异,则我们便可以理解已成为无用的某种器官何以还受不使用的影响而变为残迹的,以致最终彻底消失。由于自然选择不再朝缩小方面产生的变异进行抑制。在前一章里说明过的生长的经济的原理,可以有作用于某种无用器官变为残迹的;依照此原理,形成所有器官的物质,假如对于所有者无用,就应该尽可能地被节省。可是该原理基本上必定只可以在缩小过程的较早阶段应用。因为我们不能想象,比如在雄花中表示雌花雌蕊的而且只经由细胞组织组成的某种细微突起,为了使养料节省,可以进一程度地缩小或吸收。

  最后,不论残迹器官通过哪种步骤退化到它们目前那样的无用状态,因为它们都属于事物以前状态的记录且都是经由遗传的力量被存留下来--依照分类的系统主张,我们便可以理解在把生物放于自然系统中的恰当地位时,分类学者怎么会普遍发现残迹器官和生理上极其重要的器官一样的有用。残迹器官能够同一个字中的字母相比,它在发音上已没有用处,但在拼写上依旧存留着,可这些字母还能够被用作于该字的起源的线索。依照伴随着变异的生物起源的主张,我们能断定,残迹的、缺损的、没用的或者极其萎缩的器官的存在,对于以前的生物特创说而言,绝对是一个难点,但就本书说明的观点而言,这是一个特别的难点甚至是能够预料得到的。

  提 要

  我曾试图在本章里说明:无论在哪个时期里,所有生物在群之下还分成群的此般排列--任何现存生物及灭绝生物被复杂的、放射性的、曲折的亲缘线接连而成为若干大纲的此种关系的性质--在分类中博物学者所采用的法则及遇到的难题--那些性状,无论它们有着相对大的重要性或是相对很小的重要性,或如残迹器官那般完全没有重要性,倘若是稳定的、普遍的,对于其所提供的评价--相同作用的即在价值上的适应的性状与有着真实亲缘关系的性状之间的广泛对立以及别的一些此类法则--假如我们承认近似类型有相同的祖先,而且它们经变异与自然选择而产生变化因而使灭绝以及性状的分支产生,则,上述全部就是自然的了。在考虑该分类观点时,应当记住血统这个因素曾广泛地被用于把相同物种的性别、龄期、类型与公认变种归为一类,不论在结构上它们相互有多大差异,倘若扩大使用血统这个因素--这是生物相似的一个确知缘由--我们便能理解什么是“自然系统”:它是按谱系来排列的,经由变种、物种、属、科、目与纲等术语来表示所得到的差异的各级。

  依照相同的伴随着变异的生物起源学说,“形态学”中的大部分事实就成为能够理解的了--不论我们去了解相同纲的相异物种在无论有哪种用处的同原器官中所体现的相同形式;还是去了解相同个体动物与个体植物中的系列同源及左右同源,都能得到解释。

  依照持续的、细小的变异不一定在或通常不在栖息的很早时期发生且在相应时期遗传的原理,我们就可以理解“胚胎学”中关键的事实:那就是在个体胚胎中成熟时在结构与机能上变得相异甚远的同原器官是密切类似的;在近似而非常不同的物种中那些即便在成体状态中和大为不同的习性相适应的同原部分或者器官是相似的。幼虫是活动的胚胎,它们因为生活习性的变化而或多或少地发生不同一般的变异,而且相应地把它们的变异遗传给了很早龄期的幼虫。依照相同的原理--且要记住,因为器官的不被使用或因为自然选择的缩小,往往发生在生物不得不满足自己所需的生活时期,而且还须记住,遗传的力量是这么强大--则残迹器官的产生甚至是能够预料的了。从自然的分类应当依据谱系的观点来看,胚胎的性状与残迹器官在分类中的重要性就不难被理解了。

  最后,我觉得这一章中已经讨论过的诸多事实是如此清楚地明示,生活在这个地球上的无数的物种、属与科,在它们各自的纲或群的范围以内,都传自于相同的祖先,而且都在生物演化的进程中产生了变异,如此,虽然缺少另外的事实或论证的支持,我也会坚定不移地持该观点。

  

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