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科學界檢討生物分類法：大熊貓是熊還是貓(圖)

[日期：2007-08-20] 來源：作者：發表評論(0)打印

　　今年是瑞典植物學家、分類學家林奈誕辰300周年。這位被稱為“雙名法”之父的人，創立了目前生物學界通行的物種分類方法，并創造出“雙名法”，這一目前生物學界通用的物種命名方法。

　　隨著現代科學的不斷發展，人類認識自然萬物的手段也愈加豐富。林奈的時代，人類所知的物種不過數千，而現在，這一數字已經上升至幾百萬。甚至有科學家估計，地球上所有物種的數量在500萬至1億之間。隨著人類所知物種的增加，傳統的林奈分類法受到了來自各個方面的挑戰。新的分子生物學技術，讓人類可以從DNA的層面認識物種之間的相互關系。

　　更重要的是，生物分類也不僅僅是一項科學活動。由于歷史、文化、物種保護、社會倫理等各個方面的因素，都對生物分類活動產生或多或少的影響。這些影響的結果是，地球物種出現了“通貨膨脹”的現象，而“物種通貨膨脹”的結果，則是物種的貶值。這一切，使林奈分類法正接受著前所未有的挑戰。

　　古代的分類法

　　中國，缺乏分類系統

　　中國的精神領袖孔子說，“必也正名乎”。安身立名是如此，生物研究也是如此。如果不能對世界萬物進行準確分類、命名，一切活動都將受到影響。

　　因此，古代中國人很早就建立了一套中式生物分類法。

　　這種分類可以追溯到我國第一部詞典《爾雅》。在這部書中，編撰者用草、木、蟲、魚、鳥、獸六個門類來概括整個動植物界。其中，植物分為草本和木本兩類，和現在分類學的認識基本一致。而關于蟲、魚、鳥、獸的分法，也成為古代中國最經典性的動物學分類。

　　中科院自然科技史研究所研究員汪子春指出，《爾雅》的分類法主要是以形態為主，從大類來講與現代分類相似。然而，《釋獸》與《釋畜》分開，《釋鳥》中包括蝙蝠、鼯鼠，《釋魚》中又有蝦蟆、蜥蜴、蛇、蟒、鱉、龜等，與現代分類學說有所不同。“而且釋畜中又是以實用角度來區分的。”而這種以外部特征為主要依據的生物分類命名，基本上占據了古人的思維。春秋戰國時期成書的《考工記》中記載著一種與《爾雅》相似的分類法，把動物概括為大獸和小蟲兩大類，而大獸分脂、膏、臝、羽、鱗五類。這種分類法后來演化成羽、毛、鱗、介、臝的“五蟲”分類，其中羽蟲指長羽毛的鳥類，毛蟲指長毛的走獸，鱗蟲指魚類，介蟲指龜鱉類，臝指無羽無毛的人類。

　　這種認識，受到“五行”理論的影響，但仍以動物的外部形態特征作為主要依據。這一古老的分類認識，一直是我國古代分類學的基礎。三國時期陸機注釋《詩經》中的動植物知識，就直接用草木蟲魚鳥獸作為書名。明代，李時珍把動物藥品分為蟲、鱗、介、禽、獸、人等類，基本上也是承襲了《考工記》中所反映的分類方式，但是在排列次序上卻表現了動物由低級到高級的發展順序。

　　不過，盡管中國古代對世界萬物有自己的命名規則，但中國古人卻一直沒有在分類系統概念上進行研究，分類思想沒有專門的科學發展。“兩千多年以來，我們并沒有把分類法發展成一門學科。”汪子春表示。

　　西方，在分歧中前進

　　關于東西方分類學的接觸，有一段著名的掌故。法國哲學家福柯(Foucault)在其《詞與物》的序言中提道，阿根廷小說家博爾赫斯(JorgeLuis Borges)在作品中杜撰了一本名為《天朝仁學廣覽》的書。在書中，動物被分為如下幾種：1屬于皇帝的；2涂香料的；3馴養的；4哺乳的；5半人半魚的；6遠古的；7放養的；8歸入此類的；9騷動如瘋子的；10不可勝數的；11用駱毛細筆描繪的；12諸如此類的；13破罐而出的；14遠看如蒼蠅的。

　　這顯然是混亂列舉，透射出的，是小說家的獨特趣味。福柯以為，這一不可思議分類法體現了“另一思想體系的奇異魅力”，而“那樣思維的絕對不可能性”，可以拿將過來，反思“我們自己思想的界限”。

　　西方的生物分類法可以上溯至古希臘時代。亞里士多德在《動物志》中以客觀自然界本性為出發點，將動物分成了熱血和冷血。亞里士多德在《工具六書》中所完成的邏輯系統成為此后分類法的基礎，所有的實存都是經由屬和種差來加以定義；而所有的存在都依“宇宙階梯”才有的分位。

　　此后，十六至十七世紀，生物學家們由于生物分類原則的分歧，形成了兩個相互對立的派別。以意大利解剖學家切薩皮諾(AndreaCesalpino)和馬爾皮基(MarcelloMalpighi)為代表的一派認為物種是不連續的，因此可以用人為選擇的標準把生物區分成界限分明的類群，例如根據花的形狀或者子葉的數目來給植物分類，這就是“人為分類法”。

　　而另一派以法國學者洛貝爾(MatthiasdeL''Obel)和瑞士植物學家鮑欣(Gaspard Baubin)為代表。他們認為物種是連續性的，人們所應當做的事情，是把生物物種分為“自然的種”，為此要盡力對一切能夠找到的動植物的特征進行研究，從而確認某一個種內各亞種的親緣關系，然后據此分類。這種分類法叫做“自然分類法”。

　　對生物界進行命名，一直以來便是許多觀點相互沖撞的游戲。然而，盡管分類理論眾多，也還是會有觀點脫穎而出，成為基本的分類法則。進入十八世紀以后，擬訂出一種方便的分類法是自然科學最迫切的要求，因為沒有這種分類法便不能綜合敘述和分析在此之前積累下來的大量敘述性資料。

　　雙名法的誕生

　　林奈，規則其實很簡單

林奈建立的分類法至今仍是生物分類最常用的方法。

　　現代的動植物分類法，最終由瑞典植物學家林奈(CarolusLinnaeus)設計出來。他把大自然分為礦物界、植物界和動物界三界。他把相似的植物或動物歸并成種，相似的種歸并成屬，相似的屬歸并成目，相似的目歸并成綱，于是形成界→門→綱→目→屬→種這樣的分類系統。同一類型中的生物具有共通的屬性，同一層中不同類型的生物則彼此分殊。

　　如此一來，所有生物都可被歸屬在同一系統之中。

　　1727年，林奈進入德隆大學，后又轉入瑞典最古老的大學———烏普薩拉大學。

　　三年后，林奈成為該大學的植物學助教，負責組織講課時在大學植物園內進行植物試驗論證。這一時期，林奈嘗試將收集到的植物進行系統分類。他的規則便是：根據花中雌蕊和雄蕊的數量、相對大小和位置進行分類。這為后來的“雙名法”分類系統奠定了基礎。

　　1735年至1753年，林奈陸續出版了《自然體系》、《植物種志》等著作，建立了以生殖器官為分類依據的分類法，并創造了“雙名法”。

　　林奈的變革相當徹底，其他國家的學者起初對待這種變革持相當謹慎的態度。

　　圣彼得堡科學院阿曼教授給他寫信說：“如果每個人都認為自己的職責在于一旦覺得需要就宣布新的定律，并且廢除前人使用的名姓，那將發生什么情況！”當時英國最偉大的植物學家第倫紐斯在致林奈的信中則稱繁殖差異是“一派胡言”。

　　然而眾多的爭議依然無法掩蓋林奈分類法的優點。

　　畢竟，從前的分類法(以敘述果實、花萼或花冠為基礎)極不完善，而且沒有包括所有積累下來的資料。盡管此前也有植物學家根據植物繁殖器官的特征進行分類，但是林奈的分類法更為系統，它比較簡略，重要的是包括了全部植物，因此保證了自身能夠獲得突出的成功。中科院植物研究所王文采研究員指出，就在人類只能認識狹小空間時，林奈早已將自己的眼光投向了世界各地。在他那經典的17卷本《世界植物志》中，光是中國的植物就有四五十種。

　　“這種世界性的關注，直到現在都很難做到。”更為重要的是，林奈分類法背后站著的是當時流行解剖學的科學依據。“不過，林奈的分類法并沒有注意到種群之間的親緣關系。”王文采表示。畢竟林奈時代的分類法僅僅依據所研究類群形態特征的相似程度，便將其分門別類。而此后的分類學，則力求反映物種的進化歷程及其物種之間的親緣關系，并由此而產生了系統學。

　　林奈的分類法之所以能會成為目前最通行的分類法，更重要的還在于林奈在分類法中，首次連續采用了雙名命名法，按照這種方法，每種植物用兩個拉丁名稱(屬名和種名)表示，由于他所用的命名方法簡單，因而減輕了植物學家的論述工作，各種植物也有了明顯的特征和名稱。

　　 分類法遭遇“通貨膨脹”

　　20世紀50年代以來，由于自然科學新成就在生物學研究中的廣泛應用，更使生物學的研究逐步深入到分子結構與功能水平。DNA技術使動物分類法發生了巨大變化。鳥類的分類，是受DNA技術影響最大的部分。

　　鳥類科學的形態分類學的研究始于18世紀中期。林奈利用雙名法對大量的新種進行分類命名，奠定了鳥類分類的基本體系。此后，形態分類學經歷了林奈時期、達爾文時期、赫胥黎時期，致使物種的概念經歷了模式種、生物種到演化種的過程。

　　為適應飛翔生活，鳥類的身體較為特化，如身體呈流線型，體表被羽毛等。特化固然對鳥類帶來了好處，卻在分類上帶來不便。許多有親緣關系的鳥，體態差別巨大，而一些毫不相干的鳥，卻如同一個模子里刻出來的。

　　鳥類分類最早時期對新種的鑒定，由于否認個體水平的變異，不承認種下分化，僅憑與模式標本的比較分析，稍有差異就被認定為新種，由此導致將大量的區域性變異形成的亞種誤定為新種。

　　20世紀70年代，DNA雜交技術已發展成熟。大規模應用此技術于鳥類的系統分類研究中，主要是美國耶魯大學西布利實驗室的工作。西布利自1974年至1986年，一直從事此項研究，共產生了26554個鳥類DNA雜交分子，包括代表所有現生鳥類各目、科的1700多個代表種鳥類。在大量的研究結果基礎之上，提出了新的鳥類分類系統。所以，目前鳥類的分類系統存在兩套：傳統分類與DNA分類。

　　隨著DNA技術的不斷發展，類似的情況在分類學中出現得越來越多。

　　方盛國指出盡管現在分類法需要考慮的因素很多，但林奈分類法中以形態學特征為主還是個主流。目前基因的、分子水平的技術考量指標加入了分類行列，只會使得分類越來越趨于細化。

　　分類細化帶來的另一個問題是“分類學通貨膨脹”。

　　這個觀點由倫敦帝國學院的梅斯(GeorginaMace)提出。隨著研究深入，不少亞種被定為新物種。但是從長遠看，“通脹”也必然帶來物種的貶值。假如用最小的區別就能定義一個物種，那么物種的概念就會失去意義。

　　此外研究人員的個人習慣也正影響分類學的發展，由于一些研究者喜歡區分品種，而另一些則不喜歡，很多物種的分類數量發展失衡。

　　由于物種數量膨脹太快，我們現在甚至很難判斷，在一定范圍內，物種滅絕是加速了，還是變緩了。

　　分類的故事

　　博爾赫斯以小說家的獨特趣味建立了一套動物分類法。

　　盡管分類法誕生之初就是便于人們對某種事物有統一認識。然而，這個“一致性”卻并非如此簡單就能獲得。重要的是，這些見解不一定來自生物學本身，而可能由其他因素衍生出來。文化的、保育的甚至是倫理學的力量，都或多或少地影響著生物分類法的發展與變化。

　　大熊貓 Ailuropoda melanoleuca

　　大熊貓的分類主要有3個觀點：屬于浣熊科；屬于熊科大熊貓屬；與小熊貓一起，建立貓熊科。

　　1885年，英國學者邁瓦爾特(Mivart)首次提出大熊貓屬于浣熊科。此前，法國動物學家熱爾韋(Gervais)就已經提出大熊貓屬于熊科的觀點。至上世紀中晚期，西方學者通過分子生物學方法，推導出大熊貓大約在150萬至250萬年前從熊類中分離出來。目前，大多數西方學者擁護該觀點。世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種紅皮書和瀕危野生動植物物種國際貿易公約(CITES)附錄等國際文件均將大熊貓歸入熊科。

　　也有人認為大熊貓應單立為一科。大熊貓科最早由英國學者波考克(Pocock)提出。1986年，北京動物園等單位對大熊貓系統解剖和器官組織觀察，認為大熊貓許多特點是繼祖先而來，理應單獨為一科。在《中國動物志·食肉目》中也明確了大熊貓科的分類地位。

　　在中國，這是一種被普遍接受的觀點。持此觀點的學者認為，大熊貓與熊科、浣熊科動物有較大的差異。比如說，大熊貓吻部明顯較短，骨骼要比熊類粗壯厚重，腰和盆腔相對較大等。

　　普里勃草地林跳鼠 Zapus hudsonius

普里勃草地林跳鼠的獨立物種地位影響到了它的保護級別。　

　　美國落基山脈的普里勃草地林跳鼠也給分類學家們帶來了困擾。為了確定它們是否值得保護，美國魚類及野生動物管理局請來科學家進行研究。結果表明，普里勃草地林跳鼠是一種獨特的物種。

　　自1998年以來，普里勃草地林跳鼠因此名正言順地被視為一類瀕危物種。然而，2006年年初，人們對普里勃草地林跳鼠的分類又產生了質疑。當時，生物學家雷美(RobRamey)發現，普里勃草地林跳鼠的基因與一種較常見的比爾洛奇(Bear Lodge)草地林跳鼠相同。這樣一來，普里勃草地林跳鼠成了一個瀕危的亞種，保護的迫切性相對降低了。2005年，美國內政部長諾頓(Gale Norton)就因此并提議將普里勃草地林跳鼠從政府制定的瀕危物種名單中剔除。

　　美國地質勘測學家提姆·金(TimKing)卻堅定地指出普里勃草地林跳鼠與其他種類的草地林跳鼠是截然不同的。而美國國家生態系統丹佛研究中心的生物學家羅伯遜(ErinRobertson)稱：“科學家們一直強調這種草地林跳鼠的獨特性以保證其繼續受到保護。”

　北極熊Ursus maritimus

北極熊的瀕危困境使人很難將它降格為棕熊的亞種。　　

　　今年年初，美國政府開始考慮評估把北極熊列入《瀕危物種法案》的保護范圍。由于受到全球暖化效應的影響，北極地區的冰蓋正在快速縮小。這直接影響到北極熊的生存。因此，北極熊被認為是未來幾十年內可能滅絕的動物中，最大型、最受關注的一種。

　　不過，研究者一直對北極熊的獨立物種地位頗有微辭。

　　盡管外觀差別很大，但北極熊與棕熊依然可以雜交繁衍。

　　這兩種動物之間沒有明顯的“生殖隔離”現象，而這種現象卻是物種區別的根本標志。

　　研究發現，北極熊和棕熊的親緣關系確實非常近。兩者出現明顯差異，不過是大約20萬至50萬年前的事情。換言之，在北京猿人的時代里，北極熊這種動物尚未出現。而最新的DNA研究同樣支持這一觀點。

　　因此，一些動物學家主張，將棕熊與北極熊這兩個物種合并，讓其中的一個，成為另一個的亞種。不過，這樣的主張同樣面臨動物保護者的阻撓，他們認為北極熊被當作一個獨立物種已經很久，大家都已經接受了這樣的觀點。更重要的是，一旦獨立物種地位取消，那么北極熊保護工作就可能被削弱。

　　黑猩猩Pan troglodytes

　　美國耶魯大學教授西布利(CharlesSibley)等研究者從1973年開始使用DNA技術進行動物分類研究。20世紀80年代以來，他們開始研究比對靈長目動物的DNA.結果發現，在黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩與人類中，黑猩猩與倭黑猩猩兩種最為接近，只有0.7%的差異。而人類與這兩種黑猩猩之間的差異，則僅為1.6%.人與黑猩猩之間的DNA差異遠小于很多其他被歸在同一屬內的動物。一些科學家因此提出，按照目前的分類法，人類是靈長目人科人屬的惟一物種。但從人與黑猩猩的DNA相似性來看，人不可能獨立成科，甚至不可能獨立成屬，而應該與另外兩種黑猩猩歸入同一屬。

　　現在的問題是，林奈確立的動物分類法后來衍生出一個重要的規則，即優先命名規則。根據《動物命名國際公約》，人屬(Homo)這個屬名先于黑猩猩屬出現，所以，黑猩猩與倭黑猩猩都應該歸于此屬，獲得“人”的合法地位。很顯然，這是一個大多數人無法接受的要求。

　　新知專題采寫本報記者李健亞

　　本專題感謝：

　　王文采(中科院植物研究所研究員，院士)

　　汪子春(中科院自然科技史研究所研究員)

　　方盛國(浙江大學生命科學院教授)

編輯：admin | 閱讀：次

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