来源：星球研究所 时间：2023-06-30 16:17:35
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。
（加拉帕戈斯群岛属于厄瓜多尔，名称来自西班牙语Islas Galápagos，又称科隆群岛，制图/郑艺@星球研究所） ▼
(资料图片仅供参考)
这里是不折不扣的热带地区，但企鹅却在海里欢快畅游。
海岸边的鸟儿别具特色，蓝脚鲣鸟在显摆着蓝色大脚掌。山上的生灵多姿多彩，罕见的粉色鬣蜥在仰头望天。城镇边的野生动物也毫不怕人，海狮和游人共享一片海滩。
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”。
（达尔文乘坐的贝格尔号科考船，又译小猎犬号；达尔文在1858年出版的《物种起源》中阐述了“进化论”，又称“演化论”，制图/刘志鹏@星球研究所）▼
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。
（请横屏观看，多彩的加拉帕戈斯生物，其中加拉帕戈斯象龟由十多个近缘物种组成；制图/张琪月&郑艺@星球研究所）▼
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。
1. 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。
（过去人们认为深海没有阳光，植物无法光合作用，除了少数沉入深海的大型海洋动物遗骸外，无法构建生态系统。非加拉帕戈斯，仅作示意，图片来源@NOAA）▼
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。
（请滑动查看更多，生机勃勃的海底热液生态系统，以下图片分别是海底烟囱、巨型管虫、巨型贻贝和视力退化的盲虾，图片来源@Wikimedia Commons）▼
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。
（海底热液生态系统示意图，和依赖阳光进行光合作用的植物不同，这里的微生物能直接利用硫化物等无机物生存，它们被称为化能自养微生物，制图/刘志鹏@星球研究所）▼
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。
（加拉帕戈斯板块地图，为方便观看，该图为上西下东方位，制图/郑艺@星球研究所）▼
在纳斯卡板块的下方有一个隐藏的火山口，地幔深处的熔岩不时从这里喷涌而出，在海水中逐渐凝固，最终形成高大的海底山脉。
（海底火山喷发形成岛屿过程示意，目前该海底火山仍处于活跃期，制图/刘志鹏@星球研究所）▼
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。
（请横屏观看，加拉帕戈斯的火山口，摄影师@徐征泽） ▼
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。
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。
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。
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。
2. 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。
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。
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。
（请横屏观看，加拉帕戈斯的洋流汇集示意，制图/郑艺@星球研究所）▼
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。
（一处海水流失后，由别处海水补充形成的洋流叫补偿流，秘鲁寒流就是一种补偿流，除了下层海水，它还有部分南极海水的补充，制图/刘志鹏@星球研究所）▼
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。
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”。
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。成群的鲨鱼准备享用饕餮盛宴，双髻鲨如行军浩浩荡荡。而在近海，海龟正迎着鱼群悠然畅游。海狮们躺在海中沐浴阳光，仿佛在与光共舞。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。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。哪怕是海面上漂来的一小截树枝中，也可能藏着几只昆虫。洋流带来的丰富鱼类资源，也吸引了不少鸟类在此安家。蓝脚鲣鸟“穿”着亮蓝的“靴子”希望得到异性青睐。
（蓝脚鲣鸟脚掌的蓝色源于食物中的类胡萝卜素，越蓝表示营养越好，求偶时越有优势，摄影师@徐征泽）▼
军舰鸟则鼓着鲜红的大喉囊，向雌性高调示爱。偏爱热带的加岛信天翁，正在热烈地追求未来伴侣。翅膀退化的弱翅鸬鹚无法飞翔但在水中身手敏捷。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”。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。
3. 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。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。
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。
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。
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。
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。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。
（请滑动查看更多，进食不同食物的达尔文雀，它们的喙也各不相同，摄影师@徐征泽）▼
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。
（14种达尔文雀的喙形与食性对比示意图，制图/张琪月@星球研究所）▼
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。
（达尔文考察时，当地官员说他们只看龟壳便能分辨象龟来自哪座岛，这大大启发了达尔文，制图/张琪月@星球研究所）▼
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。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。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。
（缺少天敌也是在加拉帕戈斯岛上动物不怕人的重要原因，摄影师@高承）▼
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。
（按比例这相当于一个身高一米八的人缩到一米四多，摄影师@高承）▼
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。
（这个达尔文雀新物种被学者昵称为“大鸟（Big bird）”，图片来源@Texas A&M University）▼
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。
（多彩而善变的加拉帕戈斯，摄影师@高承）▼
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。
4. 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龟“孤独的乔治”。
（去世前几天的孤独乔治，图片来源@Wikimedia Commons）▼
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。
（“我的同伴在哪里？”，图片来源@Wikimedia Commons）▼
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。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。这些熔岩奋力从地底冲出海面却难逃岁月的消磨与击打。
（加拉帕戈斯海边的鹅卵石滩；1992年，人们在加拉帕戈斯海底发现了比所有现今岛屿都要古老的鹅卵石，它们很可能属于已沉没的岛屿，图片来源@Wikimedia Commons）▼
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。
（研究表明，加拉帕戈斯熔岩蜥的祖先可能来自一座已沉没的岛屿，摄影师@徐征泽）▼
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。
