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科学界检讨生物分类法：大熊猫是熊还是猫(图)

[日期：2007-08-20] 来源：作者：发表评论(0)打印

　　今年是瑞典植物学家、分类学家林奈诞辰300周年。这位被称为“双名法”之父的人，创立了目前生物学界通行的物种分类方法，并创造出“双名法”，这一目前生物学界通用的物种命名方法。

　　随着现代科学的不断发展，人类认识自然万物的手段也愈加丰富。林奈的时代，人类所知的物种不过数千，而现在，这一数字已经上升至几百万。甚至有科学家估计，地球上所有物种的数量在500万至1亿之间。随着人类所知物种的增加，传统的林奈分类法受到了来自各个方面的挑战。新的分子生物学技术，让人类可以从DNA的层面认识物种之间的相互关系。

　　更重要的是，生物分类也不仅仅是一项科学活动。由于历史、文化、物种保护、社会伦理等各个方面的因素，都对生物分类活动产生或多或少的影响。这些影响的结果是，地球物种出现了“通货膨胀”的现象，而“物种通货膨胀”的结果，则是物种的贬值。这一切，使林奈分类法正接受着前所未有的挑战。

　　古代的分类法

　　中国，缺乏分类系统

　　中国的精神领袖孔子说，“必也正名乎”。安身立名是如此，生物研究也是如此。如果不能对世界万物进行准确分类、命名，一切活动都将受到影响。

　　因此，古代中国人很早就建立了一套中式生物分类法。

　　这种分类可以追溯到我国第一部词典《尔雅》。在这部书中，编撰者用草、木、虫、鱼、鸟、兽六个门类来概括整个动植物界。其中，植物分为草本和木本两类，和现在分类学的认识基本一致。而关于虫、鱼、鸟、兽的分法，也成为古代中国最经典性的动物学分类。

　　中科院自然科技史研究所研究员汪子春指出，《尔雅》的分类法主要是以形态为主，从大类来讲与现代分类相似。然而，《释兽》与《释畜》分开，《释鸟》中包括蝙蝠、鼯鼠，《释鱼》中又有虾蟆、蜥蜴、蛇、蟒、鳖、龟等，与现代分类学说有所不同。“而且释畜中又是以实用角度来区分的。”而这种以外部特征为主要依据的生物分类命名，基本上占据了古人的思维。春秋战国时期成书的《考工记》中记载着一种与《尔雅》相似的分类法，把动物概括为大兽和小虫两大类，而大兽分脂、膏、臝、羽、鳞五类。这种分类法后来演化成羽、毛、鳞、介、臝的“五虫”分类，其中羽虫指长羽毛的鸟类，毛虫指长毛的走兽，鳞虫指鱼类，介虫指龟鳖类，臝指无羽无毛的人类。

　　这种认识，受到“五行”理论的影响，但仍以动物的外部形态特征作为主要依据。这一古老的分类认识，一直是我国古代分类学的基础。三国时期陆机注释《诗经》中的动植物知识，就直接用草木虫鱼鸟兽作为书名。明代，李时珍把动物药品分为虫、鳞、介、禽、兽、人等类，基本上也是承袭了《考工记》中所反映的分类方式，但是在排列次序上却表现了动物由低级到高级的发展顺序。

　　不过，尽管中国古代对世界万物有自己的命名规则，但中国古人却一直没有在分类系统概念上进行研究，分类思想没有专门的科学发展。“两千多年以来，我们并没有把分类法发展成一门学科。”汪子春表示。

　　西方，在分歧中前进

　　关于东西方分类学的接触，有一段著名的掌故。法国哲学家福柯(Foucault)在其《词与物》的序言中提道，阿根廷小说家博尔赫斯(JorgeLuis Borges)在作品中杜撰了一本名为《天朝仁学广览》的书。在书中，动物被分为如下几种：1属于皇帝的；2涂香料的；3驯养的；4哺乳的；5半人半鱼的；6远古的；7放养的；8归入此类的；9骚动如疯子的；10不可胜数的；11用骆毛细笔描绘的；12诸如此类的；13破罐而出的；14远看如苍蝇的。

　　这显然是混乱列举，透射出的，是小说家的独特趣味。福柯以为，这一不可思议分类法体现了“另一思想体系的奇异魅力”，而“那样思维的绝对不可能性”，可以拿将过来，反思“我们自己思想的界限”。

　　西方的生物分类法可以上溯至古希腊时代。亚里士多德在《动物志》中以客观自然界本性为出发点，将动物分成了热血和冷血。亚里士多德在《工具六书》中所完成的逻辑系统成为此后分类法的基础，所有的实存都是经由属和种差来加以定义；而所有的存在都依“宇宙阶梯”才有的分位。

　　此后，十六至十七世纪，生物学家们由于生物分类原则的分歧，形成了两个相互对立的派别。以意大利解剖学家切萨皮诺(AndreaCesalpino)和马尔皮基(MarcelloMalpighi)为代表的一派认为物种是不连续的，因此可以用人为选择的标准把生物区分成界限分明的类群，例如根据花的形状或者子叶的数目来给植物分类，这就是“人为分类法”。

　　而另一派以法国学者洛贝尔(MatthiasdeL''Obel)和瑞士植物学家鲍欣(Gaspard Baubin)为代表。他们认为物种是连续性的，人们所应当做的事情，是把生物物种分为“自然的种”，为此要尽力对一切能够找到的动植物的特征进行研究，从而确认某一个种内各亚种的亲缘关系，然后据此分类。这种分类法叫做“自然分类法”。

　　对生物界进行命名，一直以来便是许多观点相互冲撞的游戏。然而，尽管分类理论众多，也还是会有观点脱颖而出，成为基本的分类法则。进入十八世纪以后，拟订出一种方便的分类法是自然科学最迫切的要求，因为没有这种分类法便不能综合叙述和分析在此之前积累下来的大量叙述性资料。

　　双名法的诞生

　　林奈，规则其实很简单

林奈建立的分类法至今仍是生物分类最常用的方法。

　　现代的动植物分类法，最终由瑞典植物学家林奈(CarolusLinnaeus)设计出来。他把大自然分为矿物界、植物界和动物界三界。他把相似的植物或动物归并成种，相似的种归并成属，相似的属归并成目，相似的目归并成纲，于是形成界→门→纲→目→属→种这样的分类系统。同一类型中的生物具有共通的属性，同一层中不同类型的生物则彼此分殊。

　　如此一来，所有生物都可被归属在同一系统之中。

　　1727年，林奈进入德隆大学，后又转入瑞典最古老的大学———乌普萨拉大学。

　　三年后，林奈成为该大学的植物学助教，负责组织讲课时在大学植物园内进行植物试验论证。这一时期，林奈尝试将收集到的植物进行系统分类。他的规则便是：根据花中雌蕊和雄蕊的数量、相对大小和位置进行分类。这为后来的“双名法”分类系统奠定了基础。

　　1735年至1753年，林奈陆续出版了《自然体系》、《植物种志》等著作，建立了以生殖器官为分类依据的分类法，并创造了“双名法”。

　　林奈的变革相当彻底，其他国家的学者起初对待这种变革持相当谨慎的态度。

　　圣彼得堡科学院阿曼教授给他写信说：“如果每个人都认为自己的职责在于一旦觉得需要就宣布新的定律，并且废除前人使用的名姓，那将发生什么情况！”当时英国最伟大的植物学家第伦纽斯在致林奈的信中则称繁殖差异是“一派胡言”。

　　然而众多的争议依然无法掩盖林奈分类法的优点。

　　毕竟，从前的分类法(以叙述果实、花萼或花冠为基础)极不完善，而且没有包括所有积累下来的资料。尽管此前也有植物学家根据植物繁殖器官的特征进行分类，但是林奈的分类法更为系统，它比较简略，重要的是包括了全部植物，因此保证了自身能够获得突出的成功。中科院植物研究所王文采研究员指出，就在人类只能认识狭小空间时，林奈早已将自己的眼光投向了世界各地。在他那经典的17卷本《世界植物志》中，光是中国的植物就有四五十种。

　　“这种世界性的关注，直到现在都很难做到。”更为重要的是，林奈分类法背后站着的是当时流行解剖学的科学依据。“不过，林奈的分类法并没有注意到种群之间的亲缘关系。”王文采表示。毕竟林奈时代的分类法仅仅依据所研究类群形态特征的相似程度，便将其分门别类。而此后的分类学，则力求反映物种的进化历程及其物种之间的亲缘关系，并由此而产生了系统学。

　　林奈的分类法之所以能会成为目前最通行的分类法，更重要的还在于林奈在分类法中，首次连续采用了双名命名法，按照这种方法，每种植物用两个拉丁名称(属名和种名)表示，由于他所用的命名方法简单，因而减轻了植物学家的论述工作，各种植物也有了明显的特征和名称。

　　 分类法遭遇“通货膨胀”

　　20世纪50年代以来，由于自然科学新成就在生物学研究中的广泛应用，更使生物学的研究逐步深入到分子结构与功能水平。DNA技术使动物分类法发生了巨大变化。鸟类的分类，是受DNA技术影响最大的部分。

　　鸟类科学的形态分类学的研究始于18世纪中期。林奈利用双名法对大量的新种进行分类命名，奠定了鸟类分类的基本体系。此后，形态分类学经历了林奈时期、达尔文时期、赫胥黎时期，致使物种的概念经历了模式种、生物种到演化种的过程。

　　为适应飞翔生活，鸟类的身体较为特化，如身体呈流线型，体表被羽毛等。特化固然对鸟类带来了好处，却在分类上带来不便。许多有亲缘关系的鸟，体态差别巨大，而一些毫不相干的鸟，却如同一个模子里刻出来的。

　　鸟类分类最早时期对新种的鉴定，由于否认个体水平的变异，不承认种下分化，仅凭与模式标本的比较分析，稍有差异就被认定为新种，由此导致将大量的区域性变异形成的亚种误定为新种。

　　20世纪70年代，DNA杂交技术已发展成熟。大规模应用此技术于鸟类的系统分类研究中，主要是美国耶鲁大学西布利实验室的工作。西布利自1974年至1986年，一直从事此项研究，共产生了26554个鸟类DNA杂交分子，包括代表所有现生鸟类各目、科的1700多个代表种鸟类。在大量的研究结果基础之上，提出了新的鸟类分类系统。所以，目前鸟类的分类系统存在两套：传统分类与DNA分类。

　　随着DNA技术的不断发展，类似的情况在分类学中出现得越来越多。

　　方盛国指出尽管现在分类法需要考虑的因素很多，但林奈分类法中以形态学特征为主还是个主流。目前基因的、分子水平的技术考量指标加入了分类行列，只会使得分类越来越趋于细化。

　　分类细化带来的另一个问题是“分类学通货膨胀”。

　　这个观点由伦敦帝国学院的梅斯(GeorginaMace)提出。随着研究深入，不少亚种被定为新物种。但是从长远看，“通胀”也必然带来物种的贬值。假如用最小的区别就能定义一个物种，那么物种的概念就会失去意义。

　　此外研究人员的个人习惯也正影响分类学的发展，由于一些研究者喜欢区分品种，而另一些则不喜欢，很多物种的分类数量发展失衡。

　　由于物种数量膨胀太快，我们现在甚至很难判断，在一定范围内，物种灭绝是加速了，还是变缓了。

　　分类的故事

　　博尔赫斯以小说家的独特趣味建立了一套动物分类法。

　　尽管分类法诞生之初就是便于人们对某种事物有统一认识。然而，这个“一致性”却并非如此简单就能获得。重要的是，这些见解不一定来自生物学本身，而可能由其他因素衍生出来。文化的、保育的甚至是伦理学的力量，都或多或少地影响着生物分类法的发展与变化。

　　大熊猫 Ailuropoda melanoleuca

　　大熊猫的分类主要有3个观点：属于浣熊科；属于熊科大熊猫属；与小熊猫一起，建立猫熊科。

　　1885年，英国学者迈瓦尔特(Mivart)首次提出大熊猫属于浣熊科。此前，法国动物学家热尔韦(Gervais)就已经提出大熊猫属于熊科的观点。至上世纪中晚期，西方学者通过分子生物学方法，推导出大熊猫大约在150万至250万年前从熊类中分离出来。目前，大多数西方学者拥护该观点。世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红皮书和濒危野生动植物物种国际贸易公约(CITES)附录等国际文件均将大熊猫归入熊科。

　　也有人认为大熊猫应单立为一科。大熊猫科最早由英国学者波考克(Pocock)提出。1986年，北京动物园等单位对大熊猫系统解剖和器官组织观察，认为大熊猫许多特点是继祖先而来，理应单独为一科。在《中国动物志·食肉目》中也明确了大熊猫科的分类地位。

　　在中国，这是一种被普遍接受的观点。持此观点的学者认为，大熊猫与熊科、浣熊科动物有较大的差异。比如说，大熊猫吻部明显较短，骨骼要比熊类粗壮厚重，腰和盆腔相对较大等。

　　普里勃草地林跳鼠 Zapus hudsonius

普里勃草地林跳鼠的独立物种地位影响到了它的保护级别。　

　　美国落基山脉的普里勃草地林跳鼠也给分类学家们带来了困扰。为了确定它们是否值得保护，美国鱼类及野生动物管理局请来科学家进行研究。结果表明，普里勃草地林跳鼠是一种独特的物种。

　　自1998年以来，普里勃草地林跳鼠因此名正言顺地被视为一类濒危物种。然而，2006年年初，人们对普里勃草地林跳鼠的分类又产生了质疑。当时，生物学家雷美(RobRamey)发现，普里勃草地林跳鼠的基因与一种较常见的比尔洛奇(Bear Lodge)草地林跳鼠相同。这样一来，普里勃草地林跳鼠成了一个濒危的亚种，保护的迫切性相对降低了。2005年，美国内政部长诺顿(Gale Norton)就因此并提议将普里勃草地林跳鼠从政府制定的濒危物种名单中剔除。

　　美国地质勘测学家提姆·金(TimKing)却坚定地指出普里勃草地林跳鼠与其他种类的草地林跳鼠是截然不同的。而美国国家生态系统丹佛研究中心的生物学家罗伯逊(ErinRobertson)称：“科学家们一直强调这种草地林跳鼠的独特性以保证其继续受到保护。”

　北极熊Ursus maritimus

北极熊的濒危困境使人很难将它降格为棕熊的亚种。　　

　　今年年初，美国政府开始考虑评估把北极熊列入《濒危物种法案》的保护范围。由于受到全球暖化效应的影响，北极地区的冰盖正在快速缩小。这直接影响到北极熊的生存。因此，北极熊被认为是未来几十年内可能灭绝的动物中，最大型、最受关注的一种。

　　不过，研究者一直对北极熊的独立物种地位颇有微辞。

　　尽管外观差别很大，但北极熊与棕熊依然可以杂交繁衍。

　　这两种动物之间没有明显的“生殖隔离”现象，而这种现象却是物种区别的根本标志。

　　研究发现，北极熊和棕熊的亲缘关系确实非常近。两者出现明显差异，不过是大约20万至50万年前的事情。换言之，在北京猿人的时代里，北极熊这种动物尚未出现。而最新的DNA研究同样支持这一观点。

　　因此，一些动物学家主张，将棕熊与北极熊这两个物种合并，让其中的一个，成为另一个的亚种。不过，这样的主张同样面临动物保护者的阻挠，他们认为北极熊被当作一个独立物种已经很久，大家都已经接受了这样的观点。更重要的是，一旦独立物种地位取消，那么北极熊保护工作就可能被削弱。

　　黑猩猩Pan troglodytes

　　美国耶鲁大学教授西布利(CharlesSibley)等研究者从1973年开始使用DNA技术进行动物分类研究。20世纪80年代以来，他们开始研究比对灵长目动物的DNA.结果发现，在黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩与人类中，黑猩猩与倭黑猩猩两种最为接近，只有0.7%的差异。而人类与这两种黑猩猩之间的差异，则仅为1.6%.人与黑猩猩之间的DNA差异远小于很多其他被归在同一属内的动物。一些科学家因此提出，按照目前的分类法，人类是灵长目人科人属的惟一物种。但从人与黑猩猩的DNA相似性来看，人不可能独立成科，甚至不可能独立成属，而应该与另外两种黑猩猩归入同一属。

　　现在的问题是，林奈确立的动物分类法后来衍生出一个重要的规则，即优先命名规则。根据《动物命名国际公约》，人属(Homo)这个属名先于黑猩猩属出现，所以，黑猩猩与倭黑猩猩都应该归于此属，获得“人”的合法地位。很显然，这是一个大多数人无法接受的要求。

　　新知专题采写本报记者李健亚

　　本专题感谢：

　　王文采(中科院植物研究所研究员，院士)

　　汪子春(中科院自然科技史研究所研究员)

　　方盛国(浙江大学生命科学院教授)

编辑：admin | 阅读：次

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