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科學(xué)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(fā)表評(píng)論(0)打印

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

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)的不斷發(fā)展，人類認(rèn)識(shí)自然萬物的手段也愈加豐富。林奈的時(shí)代，人類所知的物種不過數(shù)千，而現(xiàn)在，這一數(shù)字已經(jīng)上升至幾百萬。甚至有科學(xué)家估計(jì)，地球上所有物種的數(shù)量在500萬至1億之間。隨著人類所知物種的增加，傳統(tǒng)的林奈分類法受到了來自各個(gè)方面的挑戰(zhàn)。新的分子生物學(xué)技術(shù)，讓人類可以從DNA的層面認(rèn)識(shí)物種之間的相互關(guān)系。

　　更重要的是，生物分類也不僅僅是一項(xiàng)科學(xué)活動(dòng)。由于歷史、文化、物種保護(hù)、社會(huì)倫理等各個(gè)方面的因素，都對(duì)生物分類活動(dòng)產(chǎn)生或多或少的影響。這些影響的結(jié)果是，地球物種出現(xiàn)了“通貨膨脹”的現(xiàn)象，而“物種通貨膨脹”的結(jié)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(zhàn)。

　　古代的分類法

　　中國，缺乏分類系統(tǒng)

　　中國的精神領(lǐng)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(duì)世界萬物進(jìn)行準(zhǔn)確分類、命名，一切活動(dòng)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(gè)門類來概括整個(gè)動(dòng)植物界。其中，植物分為草本和木本兩類，和現(xiàn)在分類學(xué)的認(rèn)識(shí)基本一致。而關(guān)于蟲、魚、鳥、獸的分法，也成為古代中國最經(jīng)典性的動(dòng)物學(xué)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(tài)為主，從大類來講與現(xiàn)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?shù)龋c現(xiàn)代分類學(xué)說有所不同。“而且釋畜中又是以實(shí)用角度來區(qū)分的。”而這種以外部特征為主要依據(jù)的生物分類命名，基本上占據(jù)了古人的思維。春秋戰(zhàn)國時(shí)期成書的《考工記》中記載著一種與《爾雅》相似的分類法，把動(dòng)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(rèn)識(shí)，受到“五行”理論的影響，但仍以動(dòng)物的外部形態(tài)特征作為主要依據(jù)。這一古老的分類認(rèn)識(shí)，一直是我國古代分類學(xué)的基礎(chǔ)。三國時(shí)期陸機(jī)注釋《詩經(jīng)》中的動(dòng)植物知識(shí)，就直接用草木蟲魚鳥獸作為書名。明代，李時(shí)珍把動(dòng)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(xiàn)了動(dòng)物由低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展順序。

　　不過，盡管中國古代對(duì)世界萬物有自己的命名規(guī)則，但中國古人卻一直沒有在分類系統(tǒng)概念上進(jìn)行研究，分類思想沒有專門的科學(xué)發(fā)展。“兩千多年以來，我們并沒有把分類法發(fā)展成一門學(xué)科。”汪子春表示。

　　西方，在分歧中前進(jìn)

　　關(guān)于東西方分類學(xué)的接觸，有一段著名的掌故。法國哲學(xué)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(xué)廣覽》的書。在書中，動(dòng)物被分為如下幾種：1屬于皇帝的；2涂香料的；3馴養(yǎng)的；4哺乳的；5半人半魚的；6遠(yuǎn)古的；7放養(yǎng)的；8歸入此類的；9騷動(dòng)如瘋子的；10不可勝數(shù)的；11用駱毛細(xì)筆描繪的；12諸如此類的；13破罐而出的；14遠(yuǎn)看如蒼蠅的。

　　這顯然是混亂列舉，透射出的，是小說家的獨(dú)特趣味。福柯以為，這一不可思議分類法體現(xiàn)了“另一思想體系的奇異魅力”，而“那樣思維的絕對(duì)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(shí)代。亞里士多德在《動(dòng)物志》中以客觀自然界本性為出發(fā)點(diǎn)，將動(dòng)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(tǒng)成為此后分類法的基礎(chǔ)，所有的實(shí)存都是經(jīng)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(jì)，生物學(xué)家們由于生物分類原則的分歧，形成了兩個(gè)相互對(duì)立的派別。以意大利解剖學(xué)家切薩皮諾(AndreaCesalpino)和馬爾皮基(MarcelloMalpighi)為代表的一派認(rèn)為物種是不連續(xù)的，因此可以用人為選擇的標(biāo)準(zhǔn)把生物區(qū)分成界限分明的類群，例如根據(jù)花的形狀或者子葉的數(shù)目來給植物分類，這就是“人為分類法”。

　　而另一派以法國學(xué)者洛貝爾(MatthiasdeL''Obel)和瑞士植物學(xué)家鮑欣(Gaspard Baubin)為代表。他們認(rèn)為物種是連續(xù)性的，人們所應(yīng)當(dāng)做的事情，是把生物物種分為“自然的種”，為此要盡力對(duì)一切能夠找到的動(dòng)植物的特征進(jìn)行研究，從而確認(rèn)某一個(gè)種內(nèi)各亞種的親緣關(guān)系，然后據(jù)此分類。這種分類法叫做“自然分類法”。

　　對(duì)生物界進(jìn)行命名，一直以來便是許多觀點(diǎn)相互沖撞的游戲。然而，盡管分類理論眾多，也還是會(huì)有觀點(diǎn)脫穎而出，成為基本的分類法則。進(jìn)入十八世紀(jì)以后，擬訂出一種方便的分類法是自然科學(xué)最迫切的要求，因?yàn)闆]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(guī)則其實(shí)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(xiàn)代的動(dòng)植物分類法，最終由瑞典植物學(xué)家林奈(CarolusLinnaeus)設(shè)計(jì)出來。他把大自然分為礦物界、植物界和動(dòng)物界三界。他把相似的植物或動(dòng)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(tǒng)。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(tǒng)之中。

　　1727年，林奈進(jìn)入德隆大學(xué)，后又轉(zhuǎn)入瑞典最古老的大學(xué)———烏普薩拉大學(xué)。

　　三年后，林奈成為該大學(xué)的植物學(xué)助教，負(fù)責(zé)組織講課時(shí)在大學(xué)植物園內(nèi)進(jìn)行植物試驗(yàn)論證。這一時(shí)期，林奈嘗試將收集到的植物進(jìn)行系統(tǒng)分類。他的規(guī)則便是：根據(jù)花中雌蕊和雄蕊的數(shù)量、相對(duì)大小和位置進(jìn)行分類。這為后來的“雙名法”分類系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

　　1735年至1753年，林奈陸續(xù)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(jù)的分類法，并創(chuàng)造了“雙名法”。

　　林奈的變革相當(dāng)徹底，其他國家的學(xué)者起初對(duì)待這種變革持相當(dāng)謹(jǐn)慎的態(tài)度。

　　圣彼得堡科學(xué)院阿曼教授給他寫信說：“如果每個(gè)人都認(rèn)為自己的職責(zé)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(fā)生什么情況！”當(dāng)時(shí)英國最偉大的植物學(xué)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(yōu)點(diǎn)。

　　畢竟，從前的分類法(以敘述果實(shí)、花萼或花冠為基礎(chǔ))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(xué)家根據(jù)植物繁殖器官的特征進(jìn)行分類，但是林奈的分類法更為系統(tǒng)，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(rèn)識(shí)狹小空間時(shí)，林奈早已將自己的眼光投向了世界各地。在他那經(jīng)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(guān)注，直到現(xiàn)在都很難做到。”更為重要的是，林奈分類法背后站著的是當(dāng)時(shí)流行解剖學(xué)的科學(xué)依據(jù)。“不過，林奈的分類法并沒有注意到種群之間的親緣關(guān)系。”王文采表示。畢竟林奈時(shí)代的分類法僅僅依據(jù)所研究類群形態(tài)特征的相似程度，便將其分門別類。而此后的分類學(xué)，則力求反映物種的進(jìn)化歷程及其物種之間的親緣關(guān)系，并由此而產(chǎn)生了系統(tǒng)學(xué)。

　　林奈的分類法之所以能會(huì)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(xù)采用了雙名命名法，按照這種方法，每種植物用兩個(gè)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(xué)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(jì)50年代以來，由于自然科學(xué)新成就在生物學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用，更使生物學(xué)的研究逐步深入到分子結(jié)構(gòu)與功能水平。DNA技術(shù)使動(dòng)物分類法發(fā)生了巨大變化。鳥類的分類，是受DNA技術(shù)影響最大的部分。

　　鳥類科學(xué)的形態(tài)分類學(xué)的研究始于18世紀(jì)中期。林奈利用雙名法對(duì)大量的新種進(jìn)行分類命名，奠定了鳥類分類的基本體系。此后，形態(tài)分類學(xué)經(jīng)歷了林奈時(shí)期、達(dá)爾文時(shí)期、赫胥黎時(shí)期，致使物種的概念經(jīng)歷了模式種、生物種到演化種的過程。

　　為適應(yīng)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(duì)鳥類帶來了好處，卻在分類上帶來不便。許多有親緣關(guān)系的鳥，體態(tài)差別巨大，而一些毫不相干的鳥，卻如同一個(gè)模子里刻出來的。

　　鳥類分類最早時(shí)期對(duì)新種的鑒定，由于否認(rèn)個(gè)體水平的變異，不承認(rèn)種下分化，僅憑與模式標(biāo)本的比較分析，稍有差異就被認(rèn)定為新種，由此導(dǎo)致將大量的區(qū)域性變異形成的亞種誤定為新種。

　　20世紀(jì)70年代，DNA雜交技術(shù)已發(fā)展成熟。大規(guī)模應(yīng)用此技術(shù)于鳥類的系統(tǒng)分類研究中，主要是美國耶魯大學(xué)西布利實(shí)驗(yàn)室的工作。西布利自1974年至1986年，一直從事此項(xiàng)研究，共產(chǎn)生了26554個(gè)鳥類DNA雜交分子，包括代表所有現(xiàn)生鳥類各目、科的1700多個(gè)代表種鳥類。在大量的研究結(jié)果基礎(chǔ)之上，提出了新的鳥類分類系統(tǒng)。所以，目前鳥類的分類系統(tǒng)存在兩套：傳統(tǒng)分類與DNA分類。

　　隨著DNA技術(shù)的不斷發(fā)展，類似的情況在分類學(xué)中出現(xiàn)得越來越多。

　　方盛國指出盡管現(xiàn)在分類法需要考慮的因素很多，但林奈分類法中以形態(tài)學(xué)特征為主還是個(gè)主流。目前基因的、分子水平的技術(shù)考量指標(biāo)加入了分類行列，只會(huì)使得分類越來越趨于細(xì)化。

　　分類細(xì)化帶來的另一個(gè)問題是“分類學(xué)通貨膨脹”。

　　這個(gè)觀點(diǎn)由倫敦帝國學(xué)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(yuǎn)看，“通脹”也必然帶來物種的貶值。假如用最小的區(qū)別就能定義一個(gè)物種，那么物種的概念就會(huì)失去意義。

　　此外研究人員的個(gè)人習(xí)慣也正影響分類學(xué)的發(fā)展，由于一些研究者喜歡區(qū)分品種，而另一些則不喜歡，很多物種的分類數(shù)量發(fā)展失衡。

　　由于物種數(shù)量膨脹太快，我們現(xiàn)在甚至很難判斷，在一定范圍內(nèi)，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(dú)特趣味建立了一套動(dòng)物分類法。

　　盡管分類法誕生之初就是便于人們對(duì)某種事物有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。然而，這個(gè)“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(xué)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(xué)的力量，都或多或少地影響著生物分類法的發(fā)展與變化。

　　大熊貓 Ailuropoda melanoleuca

　　大熊貓的分類主要有3個(gè)觀點(diǎn)：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(xué)者邁瓦爾特(Mivart)首次提出大熊貓屬于浣熊科。此前，法國動(dòng)物學(xué)家熱爾韋(Gervais)就已經(jīng)提出大熊貓屬于熊科的觀點(diǎn)。至上世紀(jì)中晚期，西方學(xué)者通過分子生物學(xué)方法，推導(dǎo)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(shù)西方學(xué)者擁護(hù)該觀點(diǎn)。世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅皮書和瀕危野生動(dòng)植物物種國際貿(mào)易公約(CITES)附錄等國際文件均將大熊貓歸入熊科。

　　也有人認(rèn)為大熊貓應(yīng)單立為一科。大熊貓科最早由英國學(xué)者波考克(Pocock)提出。1986年，北京動(dòng)物園等單位對(duì)大熊貓系統(tǒng)解剖和器官組織觀察，認(rèn)為大熊貓?jiān)S多特點(diǎn)是繼祖先而來，理應(yīng)單獨(dú)為一科。在《中國動(dòng)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(diǎn)。持此觀點(diǎn)的學(xué)者認(rèn)為，大熊貓與熊科、浣熊科動(dòng)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(duì)較大等。

　　普里勃草地林跳鼠 Zapus hudsonius

普里勃草地林跳鼠的獨(dú)立物種地位影響到了它的保護(hù)級(jí)別。　

　　美國落基山脈的普里勃草地林跳鼠也給分類學(xué)家們帶來了困擾。為了確定它們是否值得保護(hù)，美國魚類及野生動(dòng)物管理局請(qǐng)來科學(xué)家進(jìn)行研究。結(jié)果表明，普里勃草地林跳鼠是一種獨(dú)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(duì)普里勃草地林跳鼠的分類又產(chǎn)生了質(zhì)疑。當(dāng)時(shí)，生物學(xué)家雷美(RobRamey)發(fā)現(xiàn)，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(gè)瀕危的亞種，保護(hù)的迫切性相對(duì)降低了。2005年，美國內(nèi)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(zhì)勘測學(xué)家提姆·金(TimKing)卻堅(jiān)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(tài)系統(tǒng)丹佛研究中心的生物學(xué)家羅伯遜(ErinRobertson)稱：“科學(xué)家們一直強(qiáng)調(diào)這種草地林跳鼠的獨(dú)特性以保證其繼續(xù)受到保護(hù)。”

　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(píng)估把北極熊列入《瀕危物種法案》的保護(hù)范圍。由于受到全球暖化效應(yīng)的影響，北極地區(qū)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(rèn)為是未來幾十年內(nèi)可能滅絕的動(dòng)物中，最大型、最受關(guān)注的一種。

　　不過，研究者一直對(duì)北極熊的獨(dú)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(dòng)物之間沒有明顯的“生殖隔離”現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象卻是物種區(qū)別的根本標(biāo)志。

　　研究發(fā)現(xiàn)，北極熊和棕熊的親緣關(guān)系確實(shí)非常近。兩者出現(xiàn)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(shí)代里，北極熊這種動(dòng)物尚未出現(xiàn)。而最新的DNA研究同樣支持這一觀點(diǎn)。

　　因此，一些動(dòng)物學(xué)家主張，將棕熊與北極熊這兩個(gè)物種合并，讓其中的一個(gè)，成為另一個(gè)的亞種。不過，這樣的主張同樣面臨動(dòng)物保護(hù)者的阻撓，他們認(rèn)為北極熊被當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立物種已經(jīng)很久，大家都已經(jīng)接受了這樣的觀點(diǎn)。更重要的是，一旦獨(dú)立物種地位取消，那么北極熊保護(hù)工作就可能被削弱。

　　黑猩猩Pan troglodytes

　　美國耶魯大學(xué)教授西布利(CharlesSibley)等研究者從1973年開始使用DNA技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物分類研究。20世紀(jì)80年代以來，他們開始研究比對(duì)靈長目動(dòng)物的DNA.結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(yuǎn)小于很多其他被歸在同一屬內(nèi)的動(dòng)物。一些科學(xué)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(dú)立成科，甚至不可能獨(dú)立成屬，而應(yīng)該與另外兩種黑猩猩歸入同一屬。

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

　　新知專題采寫本報(bào)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(xué)生命科學(xué)院教授)

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