想了解物种进化是怎么回事吗?今年第一期《史密森尼会刊》提出了一个全新的概念——进化旅行。该刊资深编辑马克·斯特劳斯和劳拉·赫尔姆斯,将物种进化与当代旅行巧妙地结合在一起,创造了一个新时代的旅行方式——通过欣赏与生物演变有着种种关联的自然或人文景观,以增进旅行者的科学素养。进化旅行是个新词,但它所回答的是一个亘古不变的“老”问题:我们如何成为今天的我们?
进化旅行的目的地包罗万象,既可以是体现物种进化过程的自然和考古景观,也可以是对进化理论的发展起到关键作用的人物故居。《史密森尼会刊》列出的进化旅行系列景点,时间跨度三亿年,地理涵盖六大洲,包含自然和人文景观:从澳洲的袋鼠岛,到南非的古人类洞穴;从达尔文形成进化论思想的小岛,到孟德尔发现基因遗传的花园。进化旅行充满着新奇、求知、探险、怀旧,符合各类旅行者所追求的生活情调。
旅行与进化的关系,比我们想象中要紧密得多。生物最初的进化之旅,便是从海洋到陆地的旅行。人类对生物进化的每一层知识演进,也都离不开旅行的功劳。19世纪30年代,达尔文坐上“小鹰号”从英国出发,开始了他的环球旅行。也正是由于这次旅行,才有了日后的进化论。尽管进化论至今仍存在争议,但作为生物科学里程碑式的理论突破,旅行在这次知识探索中立下了汗马功劳。
进化旅行既是面向过去,更是面向未来。从广义上讲,进化旅行是已被公众接受的“生态旅游”的一种延伸。从知识获取角度上看,进化旅行让我们关注环境变迁与生态系统的紧密关联;从旅行实践的角度上看,进化旅行也通过旅游产业的发展,促进当地环境和文化保护项目的进行。对于旅行者和旅行目的地来说,进化旅行都是双赢的。
《史密森尼会刊》列出的10个进化旅行目的地依次为:澳大利亚袋鼠岛、中国有孔虫雕塑园、美国密歇根皇家岛、埃及鲸鱼峡谷、南非古人类洞穴、厄瓜多尔达尔文群岛、美国华盛顿圣海伦斯山、英国侏罗纪海岸、捷克孟德尔花园和美国内布拉斯加火山灰化石床州立公园。本文将简要介绍其中四个景点。
鲸鱼“走过”的峡谷
鲸鱼会走路吗?这样的问题往往成为父母调侃孩子的谈资,或是小品、相声里的笑料。但是,进化旅行告诉你,这个问题是很严肃的,因为鲸鱼的确曾会走路。1902年,一队地理学家在埃及发现了面积庞大的一组化石,足有15米长。这组后来证实为鲸鱼遗迹的化石,震惊了生物学界。一个长久以来困扰人们的问题得到了解决:鲸鱼是如何成为鲸鱼的。
科学家通过对该化石的研究推测,鲸鱼最初是一种类似鹿或是猪的哺乳动物,生活在距海不远的陆地上。大约5500万年前,这些鲸鱼的祖先开始下水吃死去的鱼,并逐渐开始捕食活鱼,最终迁徙到了海洋深处。这组化石展现了鲸后鳍退化最后阶段的原始状态。如今,发现鲸鱼化石的峡谷被命名为“鲸鱼峡谷”,在2005年被联合国教科文组织列为世界自然遗产。
鲸鱼峡谷现在已经是生态旅游胜地,这里与其周围的撒哈拉绿洲一道,正逐渐扩展旅游业。游客可以从埃及首都开罗租车自驾至此。整个鲸鱼峡谷旅游区设立了一座露天博物馆,博物馆中各种鲸鱼化石依次呈现,甚为壮观。另外,旅游区还专门开辟了露营点,有兴趣的旅行者可以搭上帐篷,在非洲大漠的晴朗星空下,与远古的鲸鱼同眠。
现场直播物种进化
观察动物进化最好的地点是小岛,因为这里的生态环境与外界生物体系相对隔绝,美国密歇根的皇家岛国家公园便具备这样的特征。这里距离密歇根州本土和加拿大国境都有3个多小时的船程,除非气候极冷时苏必利尔湖结冰,美洲大陆上的动物极少能够迁徙至此。正是由于这样的限制,使得湖面结冰的年份促成一次次岛内生态环境的大洗牌,皇家岛就此成为科学家们观测物种进化的绝佳实验室。
100年前的结冰季节,驼鹿从大陆上迁徙至皇家岛,过上了衣食无忧的日子。过了半个世纪,湖面再次结冰,这次到来的是驼鹿的天敌——灰狼,自此,驼鹿的悠闲生活便一去不复返了。由于狼群的捕猎,身材矮小、体弱多病的驼鹿逐渐消失,能够在与灰狼的斗争中生存下来的,都是身材高大的驼鹿。高大强壮的驼鹿身上携带的遗传基因由此更有可能传递给后代。几经繁衍,驼鹿越跑越快,越长越高,皇家岛上现在生存的驼鹿已经远远强壮于100年前的先辈们。
狼群也发生了变化。据分析,1997年迁徙至此的一只公狼在成为狼群首领之后,广泛与母狼交配。十几年过去了,如今岛上的狼群绝大部分都具有它的基因。大规模的近亲交配使得狼群患上了脊柱生长反常的遗传疾病,母狼数量也急剧下降。
有趣的是,这50多年来的变迁,都被科学家记录了下来。自上世纪50年代开始,陆续有生物学家来到皇家岛观察岛上的生态环境。他们忠实记录了狼群与驼鹿的互动,包括在这个互动过程中驼鹿自身的进化,以及追踪了狼群遗传疾病的原因和结果。多物种在互相的斗争以及环境作用下的进化的过程被生物学家完整记录追踪下来,这在科学史上还是首次。
皇家岛是美国的国家公园之一,每年4月~10月对公众开放。游客可以从明尼苏达州或是密歇根州乘坐渡轮来此旅游,欣赏物种进化的“现场直播”。
化石堆成的海滩
在英国南部,有一条长约160公里的海岸线,它被称作“侏罗纪海岸”。对化石爱好者来说,这个海岸就是他们的天堂,从冬到夏,无论何时都会在这里见到化石搜集者的身影。这条海岸线所蕴藏的化石,无论在数量上还是种类上,都堪称世界之最。
从微小的软体动物和贝类动物,到庞大的恐龙及猛犸象,侏罗纪海岸埋葬着时间跨度约18亿年的物种化石,俨然一本物种进化的实体教科书。这条海岸线曾经为进化论的普及立下功劳。由于海岸线上岩石陡峭,鲜明地呈现出不同时期的地质构造,18、19世纪的地质学家在这里研究地球起源与变迁,它为打破上帝创世论的信仰教条提供了绝佳的证据。
现今,科学家依然常常到这里研究古代生物的进化。比科学家更加热情的,是来自世界各地的游客。在这里,所有淘到的古化石都归属于发现者。即使极度珍贵的化石,也仅是需到当地的遗产中心做个注册备案而已。大部分游客本着撞大运的想法汇聚于此。为此,当地政府特别警示游客,一定要装备摩擦力强的运动鞋以及保护性好的外衣,以免摔伤或是滑倒,还应特别注意潮水的起伏,以免被卷入大海。
对一些初级化石爱好者来说,可以先跟随当地博物馆设计的“化石漫步”特色项目,储备一些基本知识。在导游的引领下,聆听着耳畔的潮起潮落,脚踏亿万年前的生命遗迹,游客可以享受一场 “穿越”旅行,奇妙而真实。
微观世界的壮丽
2009年12月,世界上第一个有孔虫雕塑园在我国广东省中山市面向大众开放。作为原生生物的有孔虫,是地质学、地球化学、地层学、古生态学、古海洋学的重要研究对象,同时也是我们认识物种进化的重要依据。
有孔虫是单细胞生物中的艺术家,它们各具形态,从简单的贝壳到复杂多变的螺旋线条。古生物学家托尼·阿诺德曾赞叹道,有孔虫简直可以与古希腊著名雕塑家与建筑师在艺术与数学上的造诣相媲美。这是美的集大成者。
由于有孔虫的化石多存于深海,保存相对完整,所以,有孔虫化石在年代上的延续性,也为进化论提供了不可多得的证据。1997年,托尼·阿诺德与另一位古生物学家,完成了有史以来最完整的有孔虫化石整理项目,全面展现了这一物种在6600万年之间的进化轨迹,进一步完善了进化论。
为了向大众普及生物知识,提升民众对生物进化的认识,中国科学院院士、海洋生物学家郑守仪多年来致力于科学研究的普及工作。有50多年有孔虫研究经验的郑院士在国际交流中产生了建立有孔虫雕塑园的想法,并与国际著名海洋地质学家、美国国家科学基金会海洋地质研究中心主任比拉尔·哈克博士一道,将此灵感付诸实践。
中山市的有孔虫雕塑园,通过呈现放大了数百倍的有孔虫雕塑,惟妙惟肖地向游客展示了难以用肉眼观察到的微观世界。这种微观世界的壮丽,既是外表的壮丽,更是对波澜壮阔的物种进化史的致敬。
结语
《史密森尼会刊》是在美国及全世界都享有盛誉的杂志。“进化旅行”概念的提出,已经在文化旅游界引起极大的反响。这既是旅游视野的一种拓宽,更是人们对自身生活认识的一种突破。
与进化旅行时刻相伴的,是旅行者的求知与探索精神。每一个景点,都是地球生命数十亿年撰写的故事。当我们重新走访这段旅途,我们会发现,生命就是一场旅行,而旅行的意义便是去发现生命的故事。这不仅是一个生命的故事,更是所有生命的集体记忆。