達爾文傳 第44章 達爾文的晚年著作 (3)
    達爾文是這樣回復魏斯曼的,他總覺得內格裡的「完善定律」沒有什麼價值。因為即使完善定律的支持者也無法對「改善」作出精準的定義。人們無法想像通過「選擇」途徑也沒辦法獲得的「改善」是怎麼樣的。

    莫裡茨·瓦格涅爾的《達爾文的理論和遷徙原則》和《論地理隔離的影響》兩本著作在1868年相繼出版。莫裡茨·瓦格涅爾的書處處針對《物種起源》,對其極盡批評之能事。達爾文的《物種起源》認為「隔離」作用是很巨大的。莫裡茨·瓦格涅爾針對《物種起源》得出的結論是:進化的最重要的因素是「隔離」和「遷徙」,喪失了這些因素就失去了進化的可能性。達爾文寫信給魏斯曼說:「我認為,莫·瓦格涅爾的第一本書很有趣味。但我並不認同他的觀點,遷徙和隔離這兩個因素其實沒有那麼大的作用。我有一個疑問是,當他所說某種類型從一個區域遷移到另一個區域,如果第一代物種保持原形,不發生變化的話,會產生什麼樣的後果呢?我認為,我所說的人的無意識選擇的那些原因,估計魏斯曼沒有充分考慮;在特殊情況下,對於亞種的變異來說,不是用「隔離」達到的,而是用保留好的、消滅壞的達到目的的。」

    達爾文收到莫裡茨·瓦格涅爾的第一篇著作後,還給出了答覆,首先達爾文還是對作者大加讚賞了一番,這位作者旅行經驗豐富並對動物有廣泛和深刻的研究。達爾文高興的是,莫裡茨·瓦格涅爾對他的大部分觀點都表示贊同,同時還收集了很多有關隔離對進化的影響的事實,達爾文都還未掌握這麼多事實。他對瓦格涅爾的某些觀點卻不敢苟同,他的觀點並不能在全部的地域適用,尤其是地域遼闊的地方。在許多幅員遼闊的區域,變異無時無刻的在發生,所有物種都在變異,只不過由於變異十分緩慢,所以不易被察覺到。變異採取的方式類似於英國賽馬的改良那樣,最快的馬匹通常會被選擇出來作為優異的品種延續下去,最後達到整個馬匹種族的變異。他甚至認為,小範圍地域的隔離是可行和有益的。

    後來,在1867年10月達爾文給莫·瓦格涅爾寫了信,1867年11月給莫·瓦格涅爾的支持者卡·哲莫佩爾寫了信,他又一次談到這個話題。他談了他對南美洲的感受。無論是在被隔離的加拉帕戈斯群島上,還是在美洲大陸上,都出現了「種」。此外,達爾文還指出,「種」有兩種,一類是:在隔離的作用下,一個物種蛻變為多個的類型;另一類是:以優勝劣汰的方式,適者生存,不適者淘汰,整個物種緩慢地、整體發生變異。

    於是,越來越多的自然科學家開始進行進化過程細節性的研究,一些學者和考察家的來信和文章,達爾文都會盡量作出答覆。例如,1872年及之後,美國人海恩特和達爾文在通信中討論了延續發展和加速發展原則。在對古生物標本進行研究時,海恩特為了解釋某些規律性,而採用了延續發展和加速發展原則。他在1873年和法國人德克多爾通信中,談到了自己遇到的困難,對親體起作用的條件,是否對親體的後代起作用呢?他給德克多爾寫信說:「如果條件長期性的對親體的健康和後代起作用,親體的後代終將起變化。可見,繁殖這門學科相當的高深。」所以達爾文與意大利人梅爾多拉通信時,回應了梅爾多拉關於「全面的」變型或明顯的差異的質疑,他認為這些東西未必對自然有用。例如,羅馬內斯作為最新的達爾文主義者之一和達爾文討論停止使用已成為無益器官的問題時,認為是對親體起作用的條件導致了器官退化的後果。

    食蟲植物顯然佔據了在達爾文這個時期的植物學著述中的顯著位置,早在1860年夏天,達爾文就在研究食蟲植物。他觀察到:普通的露珠草用它圓形葉片上帶黏性的茸毛捕捉昆蟲。例如,他發現十二株露珠草的五十六片葉子上,三十一片葉子上有已死的昆蟲或者是昆蟲的殘骸,就是有昆蟲的殘骸。其中有一株露珠草的六片葉子上都有昆蟲,有一片葉子上竟有十三隻昆蟲,主要是雙翼昆蟲,其最大的獵物一般是蛇眼蝶科屬的黃色小蝶。

    正在艾斯登福萊斯特的一個母親的親戚家做客期間,達爾文被一件事情吸引了。葉子捕捉了蒼蠅,還把他牢牢的黏住。這種捕捉現象說明了什麼呢?他的設想是這樣的,植物和動物都需要氮化合物來增強營養。經過反覆認真的實驗,他的設想被證明是正確的。他的研究是在寫書的空當做的。他的試驗方法最初操作起來是非常困難的,他秉持一貫的嚴謹認真的精神,動手測算:如果想引起植物反應,溶液的最低含氮量應該是多少,同時還觀察到如果葉片上受到的刺激的話,會從一處傳向另一處。最後,用顯微鏡觀察,腺細胞在試驗過程中會發生的怎樣的形態變異。他在做別的工作同時,也在從事這項令他感興趣的工作,這些工作一共持續了兩年多年。

    達爾文研究露珠草屬的時候,在是他感到震驚的是,腺的觸鬚非常敏感,因為把17.8萬格令重的物體置於一個腺上時,腺就開始有反應了,腺的觸鬚就會向內捲曲。他給賴爾的信中也談到這件事,還補充說,每當他尋找到一個可研究題目,他都覺得無比興奮,想把這一些都和他的朋友分享。

    達爾文對刺激的傳遞速度問題很感興趣。腺觸鬚對於外界物刺激的反應可以加強達爾文的猜測。動物的神經系統也明顯受到刺激的影響。在與虎克通信中說道:「自然而然的,我得出了一個結論,在一定程度上,在構造和機能方面,露珠草屬和神經系統有類似之處。」這個問題如此難,以至於達爾文在這個問題上,花費了巨大的精力。

    後來,由於他的注意力轉移到了其他幾部著作,這一研究就中斷了。直到1872年8月22日,《……感覺的表現》完成最後的校對後,達爾文恢復了中斷的研究,重新開始寫食蟲植物。

    在中斷的1862∼1872年這十年,他從來沒有放棄重新研究這項工作的希望,在他同愛沙·葛雷的來往書信裡,就可以瞧出些端倪。1863年或者是1864年,他給愛沙·葛雷的一封信中寫道:「我所關注的露珠草是一種特殊的和智商極高的植物,您對待它的態度是極不正確的。我以我的生命維護露珠草。終有一天,我的關於露珠草的著作會出版。」達爾文通過愛沙·葛雷得到了露珠草的新種,因為1870年12月7日,在唐恩,達爾文給愛沙·葛雷寫信說,露珠草等各種食草植物在面對各種刺激時,反應都不相同,親緣植物的敏感性都各有不同,這不是很有趣的一件事嗎?

    達爾文對食蟲植物的研究又持續將近三年。他仍然堅持不懈的對露珠草進行研究和實驗。在70年代前半期,他工作的重心是,比較各種食草植物捕食和消滅昆蟲的方法。1875年3月,達爾文終於完成了這部手稿,並於7月2日出版。可能是由於書中過多的涉及不成熟的實驗材料,達爾文對成書的狀況不是很滿意。

    第一章到第三章的內容是介紹露珠草這一基本研究對象的構造、習性、捕捉昆蟲的方法,第四章和第五章的內容是氣溫、不含氮和含氮的有機液體的影響,第六章的內容是露珠草屬腺分泌出的液體的消化能力的特性,氮基酸和其他各種各樣的酸和鹽對葉子的影響,第七章到第九章的內容是含毒生物鹼,其他物質和蒸汽對葉子的影響,第十章的內容是葉子的敏感性和動作性衝動的傳遞方法,第十一章則重述觀察毛氈苔的情況和最主要的結論。其餘六章是寫露珠草屬的其他種和食蟲植物的其他屬。

    第一章裡,他詳細地描述了露珠草的外部形態。昆蟲一旦落在「露珠」上就會被黏住。受到刺激的露珠草,會將這種刺激傳遞到附近的觸鬚上,觸鬚向裡捲曲導致昆蟲被推向葉子的中心。昆蟲就會被觸鬚緊緊的束縛和固定在葉子上,此時小腺體開始分泌消化液,黏附在葉子上的小昆蟲就被吃掉了。又由於露珠草的根很不發達,從空氣中獲取二氧化碳遠遠不夠維持它的生命。

    第二章中,他詳細介紹了觸鬚接觸各種物質時的反應,在接觸無機物或者無氮物質時,小腺體分泌溶媒物質比較慢,有機物則正好相反。當觸鬚接觸到有機物時,其觸鬚只是稍稍向下彎,豎立的時間也很長。試驗表明,觸鬚和小腺體對無機物、無氮物、有機物的刺激是有反應的。相反,對植物完全無益的物質的碰觸,比如人工滴上去的一些東西或者用針尖觸一下植物,這株露珠草不會產生任何反應。

    達爾文的試驗證明:因為露珠草的葉子對氨的反應最為強烈,所以在所有化學物質中,碳酸氨的作用是最強的。葉子具備真正的消化功能,小腺體則負責吸收消化物質。這個結論非常有趣,因為在人們心目中從來不認為植物具備消化功能。

    撇開露珠草對各種物質的反應的實驗結果不談。一般情況下,達爾文涉獵的課題範圍非常廣,並且都用筆記的形式記錄下來,不管這些筆記之間是否存在矛盾,他都會發表這些筆記。總之,在他的觀念中,露珠草的小腺體的溶媒作用具有和動物消化腺相同的作用。但是,他起初的那個設想沒有通過實驗得到證實,即露珠草傳遞刺激的器官同動物能傳遞刺激的神經組織相類似。他仔細考察了露珠草受到刺激後從一端傳向另一端的現象。可是,露珠草的葉子受到含有不同毒素的物質的刺激的反應,同動物神經系統受到此種刺激的反應是完全不同的,所以達爾文完決定放棄先前的假設,此前他認為兩者的反應應該是一樣的。

    在第十二章,達爾文還對原產於澳大利亞、印度、好望角的露珠草進行了研究,並指出所有這些種都適會捕捉昆蟲和消化昆蟲。

    他在其他章節中還列舉了其他食蟲植物。例如,北美洲北卡羅來納州的捕蠅草,它的反應特徵和葉子的形狀與露珠草存在很大的差異。在葉狀柄上的葉片略向上張開。表面上,有二到四根超級敏感的茸毛。葉片邊沿呈鋸齒狀。只要一碰觸茸毛,葉片會馬上閉合,鋸齒狀部分也會嚴絲合縫的緊閉。葉片表面上佈滿了淺紅色小腺體,一旦有外界的碰觸,小腺體就會分泌有強大消化能力的紅色物質。

    兩者最大的不同在於,對捕蠅草小腺體長時間的按壓,它的反應不很激烈,而小腺體對微微的碰觸的反應卻很激烈。一旦有昆蟲落在或黏在露珠草上,它的反應是,緩慢地捲曲觸鬚;捕蠅草的反應則是極為迅速的,葉子會一下就閉合起來。然而,只有能吃的物質或者活的昆蟲才能對它產生刺激,風或雨點完全激不起任何反應。所以小腺體只有當捕蠅草在觸到肉類、蛋白質或者昆蟲的時候,才會產生大量分泌物。如果接觸到的是非氮物質,小腺體也不分泌出消化食物的物質,它的葉子還是會閉合,但是葉片經過一晝夜後會重新張開。只有遇到活昆蟲或者捕獲肉類或蛋白質的時候,葉片才會相互緊靠到把肉擠扁的程度,大昆蟲的形狀甚至都可以被看得清清楚楚。植物會持續分泌消化液,等到葉片再張開可能要花費一個半個月的時間。

    達爾文詳細地記錄了對植物進行的這些觀察和試驗,他並不是只對一個方面進行研究,而是同時對多個方面加以考察,每次試驗都會被記錄下來。達爾文的習慣是,不僅自己親自做試驗,而且還向其他有經驗的人尋求幫助。例如,肯比博士就幫助過達爾文,在一個初夏時節,肯比博士去了捕蠅草的原產地,並給達爾文帶來十四張捕蠅草的葉子,葉子上還有小腺體捕獲的昆蟲。其中三張葉子捕到了螞蟻,一張捕到的是蒼蠅,其餘捕捉的是大昆蟲:八隻甲蟲、大蜘蛛和多足蟲。達爾文由此又發現了一個存在於捕蠅草和露珠草屬之間的差異,露珠草的主要抓捕對象是雙翅目昆蟲。

    他還知道了葉子上鋸齒狀的部分起什麼作用。在葉片閉合起來時,鋸齒狀部分是由頂端到根部閉合的。這樣,小昆蟲能從鋸齒狀縫隙中逃跑,可是大昆蟲不行。小鈍齒靠得越來越近,最後當一點縫隙都不留的時候,大昆蟲就徹底成了捕蠅草的盤中餐。達爾文說:「這樣的植物在一次捕食之後要用幾個星期的時間來恢復敏感性,如果這種植物費了很多天的力氣,只是為包裹這極小又缺乏營養昆蟲,就太得不償失了。對這種植物來說,用守株待兔的方法,等待大昆蟲的來臨,效果會好很多。正是鋸齒狀慢慢閉合的性質使得它們就像漁網一樣,對大昆蟲和小昆蟲進行識別,只選擇大昆蟲作為自己的美餐。」

    在接下去的幾章裡,達爾文對其他四種食蟲植物做了大概的介紹。接著,達爾文介紹了另外兩種植物試驗的結果。這兩種植物也都是依靠小腺體的黏液捕捉昆蟲,和捕蠅草的區別是沒有觸鬚的動作。最後,達爾文在後面幾章裡主要研究不屬於露珠草的食蟲植物,

    1867年,達爾文又發表了一部植物學著作《植物界中異花受精和自花受精的作用》,本書的主要觀點是:異花受精對植物地生長更有利。1877年,達爾文出版了《同種植物的花的不同形態》一書,此書也增加了許多材料。1873年,在倫敦地質學會上,達爾文就宣讀了一篇文章,主要揭示腐植層的形成和蚯蚓有何種的關係。
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