这三种鸟是暗眼灯草鹀的不同亚种(俄勒冈州,灰头,石板色)。根据本文介绍的一项新的研究, 如果像这样的物种内的变异被计算为独立的多样性单位,世界上的鸟类物种将会大量增加.
如果圣经中大洪水的故事发生在今天,而诺亚是一位个现代分类学者,那么故事的结局可能会大不相同。当上帝指示诺亚把每种生物中的两种都装进方舟时,诺亚必定会进一步询问细节:“万能的上帝,你说的‘种类’到底是什么意思?是指一个生物物种,还是系统发育物种?你列出的生物物种清单包括亚种吗?”
这就是现代分类学的现状,科学家们争论一个基本问题:什么是物种?表面上看起来很简单。一个物种包括一组长得很像并且能够彼此繁殖的动物。这是“生物物种”的传统定义。
但是,当两个物种彼此密切相关时,界限有时会变得很模糊。举个例子,暗眼灯草鹀。在美国的不同地区,暗眼灯草鹀看起来区别明显,从外观上看形成了多个亚群。在着些亚群体相遇的时候,它们会繁殖,但在其他方面,它们大多保持独立。问题是:每个亚群都是单一的物种,代表着一条不同的进化道路吗?或者因为他们能够而且确实交配而共同形成一个单一的物种?目前,它们被归类为一个单一的生物物种,但并不是所有的分类学家都对此表示认同。
纽约美国自然历史博物馆的进化生物学家和鸟类学家乔尔·克拉克拉夫特说:“这是很多观鸟者看待鸟类的方式。鸟类野外识别手册会将所有这些不同的形式都加以说明。他们认识到,鸟类观察者并不需要线性的物种列表,而是需要了解这些分类之间的差异和相似之处。”
这项新的研究将生活在东南亚雨林中的小凤头树燕 (Hemiprocne comata)分成两个分类
摄影: Nicholas Kanakis
几年前,克拉克拉夫特决定采用这种方法,并将其应用于世界上所有的鸟类。与少数合作者一起,他着手对世界鸟类物种进行修订评估,其中“物种”被定义为表现出独特、共有的一系列特征的任何群体,而不管它是否能与其他“物种”(以下简称“分类群”)交配。
上个月,他们公布了他们的研究结果,确定了18000多个鸟类分类群,几乎是目前世界鸟类物种数量的两倍。这个爆炸性的数字让一些鸟类学家吃惊和不解,另一些人则表示赞同,这取决于他们对生物物种的理解。但关于物种定义的长期争论超出了学术界的范畴。作者认为他们的“分类群”应该是保护的框架这一论点虽然是善意的,但可能会破坏现有的保护野生动物的法律。
为了得出这个数字,他们从1986年公布的9159种世界鸟类名单中(目前这份名单的数量已接近10500种)随机选择了200种。克拉克拉夫特说,三位科学家分别对名单上三分之一的鸟类负责,并仔细检查了博物馆标本,每种都有几十个标本,以根据繁殖羽毛和地理位置确定亚组。
在这项近距离的形态学研究中,研究小组发现平均每个物种有1.97个分类单元。(事实上,200个物种中有一半以上是单一物种;最高的数量是一个生物物种中有11个分类单元)当他们将这一平均值推算到9159个生物物种的完整列表中时,得出了18043个鸟类分类单元的估算值。
研究小组还对科学文献进行了梳理,以确定任何利用遗传学将物种划分为亚组或分类群的论文。克拉克拉夫特说:“遗传学可以发现鸟类的谱系,这些谱系在遗传学上确实是不同的,但不一定在它们的外部形态上。”。本次研究共鉴定出437种生物,平均分为2.4个类群。
根据这项新的研究,横斑蚁鵙(Thamnophilus doliatus)由11个不同的分类群组成。
摄影: vil.sandi
总的来说,科学家低估了世界上生物学鸟种的数量,这一点几乎可以肯定。事实上,本月早些时候,国际鸟盟确认了742种新的鸟类物种,其中许多是隐藏在生物物种中的神秘物种。但另一方面,克拉克拉夫特的研究和发现依赖于从根本上重新定义“物种”,因此,很难知道如何使用该团队的新估计或将其与传统物种计数进行比较。
此外,他们对每种鸟类中嵌入的分类群数量的平均估计——粗略的加倍可能有偏差。对博物馆藏品的检查是主观的,例如:研究人员没有公布如何划分物种的指南,因此不可能重复这项研究或以其他方式确定他们是否准确划分了物种。马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的生态统计学家安德鲁·索洛在为奥杜邦查阅这项新研究时说:“其他专家可能在目前200种物种中发现了更多或更少的物种。
此外,遗传研究往往侧重于混淆物种的例子,这些物种更可能被分成多个分类群。索洛说:“437个物种的详细基因信息不是随机的,但可能确实反映了基因‘有趣’的物种。基于这个原因,要将结果推广到现有的9000个物种中并不容易。”
即使研究小组的估计是不完美的,克拉克拉夫特仍然认为他们的方法是一种比生物物种分类更好的计算世界生物多样性的方法。他说,它们的每一个分类群都是一个“进化单位”,所有这些单位结合起来,更准确地描述了鸟类生命的变化。
更为关键的是,他认为自己对生物多样性的看法对保护环境很重要。他说,如果物种描述的是独特的亚类或分类群,而不是生物物种,那么保护物种的法律,如《美国濒危物种法》、《世界自然保护联盟红色名录》和《濒危物种公约》,将会更好地保护世界生物多样性。“如果你看看生物物种的概念,你只能失去9500个物种。而根据我们的方法,你可能会损失两万种。你想拯救你所关注的群体的全部多样性。还有大量的生物多样性正被忽视。”
这是一个理想主义的设想,但可能不太实际。为了实践保护,科学家需要能够在野外识别物种。目前,现有的工具无法根据从远处观察到的细微差异,特别是遗传差异,将所有的野生鸟类分类。今年早些时候,美国地质调查局鸟类遗传学实验室负责人苏珊·黑格在接受采访时说:“如果你不能走到野外去看看区别,我就看不出它的意义。分类是为了识别。”
摄影:Tony Hisgett
此外,克拉克拉夫特描述的分类群并不一定稳定。它们及时提供了当下的生物多样性描述,但很快就会过期。任何生物物种在颜色或行为上都有正常的变化;整个种群是不均匀的。随着时间的推移,这种变异会混合在一起,并通过交配重新分配,因此我们今天看到的差异并不总是与物种的长期进化相关。这就是为什么繁殖能力是一个物种的传统定义的一部分,一个世纪以来科学家们基本上同意这个定义。
奥地利自然历史博物馆的哺乳动物馆长弗兰克·扎乔斯研究保护中的物种定义,他说:“分类学是离散的,无论物种存在或不存在,进化是连续的。这是一个连续的过程,两个血统在其中分化,但他们也可以再次融合。所以究竟应该在哪里画线,总是会包含某种程度的任意性。”
“物种”的定义可以被视为武断的想法本身就是一个危险的想法。已经有科学研究质疑作为保护法基础的生物物种概念的有效性,并声称《濒危物种法》所列的亚种不应受到保护。不是因为它们不再面临灭绝的威胁,而是因为它们不是真正独特的物种,本来就不应该受到保护。
一些生物学家甚至指责支持者基于这些“分类群”(有时称为“系统进化物种”)定义生物多样性是故意破坏保护法。然而,系统进化论者反驳说,他们并不反对保护;相反,他们认为,关注保护稀有物种的法律忽略了大局。
克拉克拉夫特说:“我们之所以输掉这场战斗,是因为我们在为单一濒危物种而战。物种保护倾向于关注有魅力的物种,如美丽的鸟类或哺乳动物,并不总是重视稀有的生态系统或物种集合。他认为,创建一个法律机制来识别和保护稀有类群,而不是某些单一物种,将是一个强大的保护力量。
保护生态系统,而不仅仅是物种的需要,是许多生物学家都会同意的观点。但是,通过重新定义“物种”来实现这一目标将破坏保护它们的法律,包括我们大多数主要的保护法。“如果一个物种最终是任意的,那么所有这些生物多样性的量化也都是任意的,”扎乔斯说。“这是一个有点可怕的前景。”
文中提到的暗眼灯草鹀,拍摄于美国中部
摄影: 刘建国