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生物进化比达尔文想象的更快
生物学家Rosemary Grant解释了她与丈夫Peter在加拉帕戈斯群岛上研究达尔文雀的成功与挑战。
研究达尔文雀是著名的英国进化生物学家Rosemary和Peter Grant夫妇的毕生工作。在过去40年中，这对夫妇每年有几个月会前往太平洋东部的加拉帕戈斯群岛，详细追踪数千只雀鸟的命运。Grant夫妇展示了自然选择进化可以在野外实时观察到：他们是第一个在自然环境中看到和测量这一过程的人。Rosemary Grant的新回忆录《一步退三步进》反映了她成为生物学家这一并不平坦的道路，在加拉帕戈斯群岛上与家人一起生活——在那里的10年里，他们的两个女儿也随行——以及与丈夫分享想法的快乐。现年87岁的Rosemary是普林斯顿大学新泽西分校的高级研究生物学家。她的新书《40年进化》即将发布，这是Grant夫妇对他们雀鸟研究的经典描述。
加拉帕戈斯群岛以其独特的物种闻名，包括巨型陆龟、海鬣蜥和不会飞的鸬鹚。但加拉帕戈斯群岛与查尔斯·达尔文有什么联系呢？
达尔文在1835年环球旅行期间在这里停留了五个星期，这些岛屿对于巩固通过自然选择进行进化的概念至关重要。在这里，他收集了各种不同大小的鸣禽标本。后来回到英国时，他被告知这些都是雀科鸟类。他推断，这些鸟类在身体大小和喙形状上的多样性是为了适应不同食物来源而进化的。如今，我们认定有17种不同的加拉帕戈斯雀，还有一种在科科斯岛。我们现在知道，它们都是在过去的一到两百万年间从一个祖先物种进化而来的——可能是一群从南美洲大陆飞来的小群雀。
研究雀鸟的想法从何而来？
我们从早期的工作中知道，达尔文雀的适应性辐射非常年轻，这正是达尔文建议寻找物种形成证据的地方。而且，许多岛屿从未有人类居住(我们看到的是完全自然的状态)，群岛易受干旱影响(导致食物短缺和大量鸟类死亡，因此可能自然选择)。
我们于1973年开始在非常小的达芙妮大岛开展实地工作，这是一个陡峭的火山口岛。我们带着Peter的两个博士后和我们6岁和8岁的孩子一起前往。1978年，我们加入了位于北部更大更平坦的Genovesa岛。我们在两个岛上进行了十年的平行研究，之后集中在达芙妮岛上，因为它更小，可以跟踪每只个体雀鸟的命运。
我们会捕捉鸟类，给它们绑上标记，测量身体和喙的大小，并采集少量血样进行DNA分析。我们还会观察它们的食物来源，监测食物的数量，并记录它们的叫声(不同物种的叫声不同，选择配偶时很重要)。
岛上的生活如何？你们如何让孩子们保持忙碌？
我们必须带上所有的研究设备、露营用品、食物和水。最关键的是水，我们经常会有船定期运送新容器。每个容器有五加仑重，在达芙妮岛上，我们必须将它们拖到我们的“厨房”——这是一个悬崖上的洞穴，我们用遮阳篷遮凉。
Nicola和Thalia很喜欢那里，总是想来。他们会帮忙寻找鸟巢，实际上他们自己的研究也发表了文章——Nicola研究嘲鸫，Thalia研究鸽子。我们还带了书籍，他们有小提琴。
有过恐怖的事件吗？
幸运的是，我们没有发生重大事故或疾病，但Peter差点被达芙妮岛附近的鲨鱼袭击。我们不用淡水洗澡——太珍贵了。相反，我们会跳进海里，涂上洗发水，然后再跳进去冲洗。当Peter正好在洗澡时，我看到一条鲨鱼从深处游向他的肩膀，但突然转向离开。后来我们在家读到，许多洗发水中的月桂基硫酸钠具有驱鲨作用。我们检查了瓶子的成分，果然有这个成分。从那以后我们用桶洗澡！
达尔文对进化的看法是否正确？
虽然达尔文指出了观察进化的线索，但他认为任何变化的观察都会是微小的：大的变化需要数百万年。我们发现变化发生得更快。达尔文所描述的进化过程是由与其他物种竞争引起的特征位移(或分化)。在近30年的时间里，我们观察到达芙妮主要雀鸟种群之一的中型地雀(Geospiza fortis)的平均喙和身体尺寸变小，这是由于另一个入侵的雀鸟种在干旱期间对食物的竞争导致的。
但我们还观察到了达尔文未预料到的其他物种形成方法，包括物种间罕见的杂交(或杂交繁殖)——甚至形成了一个全新的谱系。这一显著且意想不到的过程始于一只来自群岛最南端岛屿的大型仙人掌雀(Geospiza conirostris)雄鸟抵达达芙妮岛。虽然这个谱系最终能否成功或会被淘汰还有待观察。
你的研究对物种保护有什么启示？
我们必须保持种群具备进一步自然变化的能力，这意味着不能只拯救一个物种。一整套相关物种提供了基因输入和变异的机会。在达芙妮和Genovesa岛，如果没有多个雀鸟物种偶尔杂交，我们可能会在干旱期间看到灭绝。
对那些在养育孩子和职业生活中挣扎的人有什么建议？
不要着急。并非所有事情都要按直线进行。尽量抽出时间与孩子一起享受生活，并让他们接触多样化的经历。我们当时经济困难，我的博士学位看似遥不可及，但我们生命中最美好的时光之一是在一个无人居住的岛屿上，作为一个家庭独处。
你是否曾经对丈夫轻松实现职业目标感到不满，毕竟你要比他更努力？
从未感到不满。Peter在那个时代的男性中是个例外，他非常支持我想做的事情(就是回到研究领域并完成我的博士学位)。加拉帕戈斯的工作是我们共同的：我们一起完成，一起发表，他总是把我带入讨论。大多数男性会说他们不可能和妻子一起工作！
本文译自 The Guardian，由 BALI 编辑发布。