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物以类聚:林奈300年

2007-06-25 14:20 作者:吴戈 2007年第22期
4月22日,国家林业局已将丹顶鹤作为唯一的候选国鸟上报国务院。主张鸳鸯更适合作为国鸟的人士认为:丹顶鹤的英文名(Japanese Crane)和拉丁文学名(Grus japonensis)直译是“日本鹤”。鸳鸯的英文名叫“Mandarin Duck”,意为“中国鸭子”。

4月22日,国家林业局已将丹顶鹤作为唯一的候选国鸟上报国务院。主张鸳鸯更适合作为国鸟的人士认为:丹顶鹤的英文名(Japanese Crane)和拉丁文学名(Grus japonensis)直译是“日本鹤”。鸳鸯的英文名叫“Mandarin Duck”,意为“中国鸭子”。

名不正,则言不顺

想为丹顶鹤改个中国学名的人不知道,300年前(1707年5月23日)出生的瑞典植物分类学家卡尔·林奈早已为生物的学名创制了规则。

不久前,听说美国考虑把北极熊列入《濒危物种法案》的保护范围,环保主义者甚感欣慰,殊不知北极熊是否构成一个物种仍有争议。对线粒体DNA的研究表明,棕熊并没有一个共同的祖先,有些棕熊却与北极熊同宗。如果北极熊是个物种,棕熊就不是。

即使没人指名道姓,万物也照样存在,但濒危物种没有明确定义,很可能使事情变得复杂。以很早就列入《濒危物种法案》的标志性哺乳动物普雷布尔草原跳鼠为例。这种茶杯大小的啮齿动物跳跃在科罗拉多和怀俄明的丘陵地带,但有人认为它不过是美国已泛滥成灾的普通草原跳鼠。

恰巧,这种跳鼠喜爱的河滨栖息地在房地产市场上奇货可居。根据丹佛自然科学博物馆的遗传研究,美国鱼类与野生动物保护局差点把它踢出濒危名单。2006年7月,该局聘请的波特兰可持续生态系统研究所提交结论:这一亚种是存在的。到底是坏开发商危害动物,还是普通跳鼠欺世盗名,至今尚未定论,但伦敦帝国学院的乔治娜·梅斯提醒说:物种数量正在经历“分类学的通货膨胀”。

今天灵长类的物种数目是过去的两倍,但并非因为哪个丛林中找到了“泰山”的家族,主要原因是随着研究深入,不少亚种被定为新物种。对同一群生物体,不同的方法得出的物种数目有时相差48%。这样的好处是,物种灭绝的现象更直观,如果世上只有亚洲象与非洲象两种大象,失去一种无疑触目惊心,这样更容易说服政客们立法。亚种升级客观上还增加了得到保护的濒危物种数量,自然保护区也脸上有光。

然而,《经济学家》杂志评论说:从长远看,分类学的通胀也必然带来贬值。如果最小的区别都能定义一个物种,物种的概念就会失去分量。在分类学内部,蚂蚁专家不喜欢区分亚种,蝴蝶学家却偏爱亚种,因而蚂蚁和蝴蝶的物种数目正在失去可比性。物种数目猛增也使一个重要事实几乎无法判断:一定范围内物种灭绝的速度正在减缓,还是加快?

《濒危物种法案》制订于1973年,对亚种和独特群落的概念均无定义。面对数十万个独特群落,“你的确需要一些科学以外的东西来决定把重点放在哪里。”美国国家海洋鱼类局的罗宾·韦普尔斯说。在美国保护投入最多的10种濒危群落中,就有8种是美味的大马哈鱼或虹鳟鱼。来自不同河流的大马哈鱼总要回到自己出生的河中繁殖,即使在海中生存多年,也各归其位,互不相干。仅在哥伦比亚河盆地产卵的大鳞大马哈鱼就依据各自的位置和洄游时间被分为至少8个独特群落。

林奈家中唯一的宠物——浣熊也未能如他一样不朽。这只浣熊最初被他命名为长尾熊。浣熊的家族至今莫衷一是,这主要是因为20世纪初一轮过于热情的分类。几十年间仅普通北方浣熊的亚种就超过20个,加勒比海地区每个岛的群落都被列为独特的物种。最近才发现,加勒比海的浣熊不过是近世从大陆带过去的,浣熊的多样性王国顷刻崩溃。“巴哈马人很高兴,浣熊立刻从濒危物种成了入侵物种,一个控制计划立刻建立起来。”美国国家自然史博物馆的分类学家唐·威尔逊说。只有瓜德罗普岛人不高兴,因为浣熊曾是当地的招牌。

上帝创造,林奈整理

这句豪言出自林奈本人。有趣的是,林奈自己的名字就颇费周折。当时多数瑞典人名字中,表示姓的词都由父名+之子组成,林奈这个拉丁姓就是上大学时父亲才给他选的。

今天已知的物种数量达170万,林奈所在的18世纪初不过数千。当时的已知世界不包括南极,对澳大利亚的了解也只及沿岸,但每艘从非洲、亚洲和美洲驶回欧洲的船都会带回一些奇异的生物,出现在伦敦码头的负鼠、在安特卫普亮相的鬣蜥,引起巴黎好奇的鹦鹉螺。世界如此奇妙,学者们却连讨论这些造化的名称也如一团乱麻,很多名字是长串的拉丁短语,有时长达几段。

林奈的家庭4代都是瑞典农村的路德教会牧师,但他只对自家小花园的植物入迷。好在当时植物学训练也是医学课程的内容。25岁时,林奈已经在瑞典科学院资助下,深入当时瑞典的蛮荒之地——拉普兰探险。仅仅几个星期,深为自然界激动的林奈已经野心勃勃:“没有人能成为比我更伟大的植物学家或动物学家。”

1735年,28岁的林奈在荷兰哈德维克大学获得医学学位,同时出版了《自然系统》第一版。在阿姆斯特丹、伦敦和巴黎,林奈的研究成果和不断变换的拉普兰土著装束都深得一流植物学家的青睐。1737年,他在阿姆斯特丹银行家乔治·克利福德种满奇花异草的植物园完成了《克利福德植物园志》。

1738年林奈回国以行医为业,1739年成为瑞典皇家科学院创建人之一,1741年获乌普萨拉大学教授职位。除了重建大学的植物园,按他的分类安排植物,《自然系统》也从最初11页的小册子修订成1758年第10版的多卷巨著,覆盖了4400种动物和7700种植物。

林奈最大的贡献是“双名法”,尽管不是首先使用的人,但他使之标准化并为生物学界普遍接受。按这一规则,物种名称由“属名”和“种加词”构成。例如人类称为Homo sapiens。林奈还建立了一个分层次的分类体系:最顶层是“界”(植物界、动物界和矿物界),之下是“纲”、“目”、“属”,最后是“种”。

1758年,林奈买下哈马比庄园,建立了自己的小博物馆,但他的晚年充满消沉和悲观,1778年死于中风。唯一的儿子小卡尔徒有乌普萨拉大学植物学教授之名,却无心学术,林奈去世5年后竟也无嗣而终。林奈的图书馆、手稿和收藏被家人卖给英国自然史学家詹姆斯·爱德华·史密斯爵士,后者建立了至今不衰的伦敦林奈学会。

群众性运动

林奈的成就离不开摆弄成千种标本,1753年出版的《植物种志》就列出了超过5000种植物。为此他诉苦说:“我感觉像只母鸡,每天都要下一个蛋。”然而林奈的本事在于使枯燥浩繁的事情有趣起来。1737年完成的《拉普兰植物志》就充满奇异和冒险的情节,他的瑞典文造诣足以跻身瑞典18世纪著名作家之列。德国诗人歌德写道:“除了莎士比亚和斯宾诺沙,在已逝者中没有人比他对我影响更大。”瑞典著名剧作家奥古斯特·斯特林堡说:“林奈实际上是个碰巧成了博物学家的诗人。”

林奈最大的秘诀其实很简单,他非常善于用诗意的性暗示来描述植物。《自然系统》将花瓣描述成婚床,挂着精致的帷帐,飘散着芳香,等待新郎将新娘拥入怀中。如果有两个雌蕊和一个雄蕊呢,就是两个新娘与一个丈夫同床。林奈还提出了简便易懂的植物分类方法,只需要根据花的生殖器官(雌蕊和雄蕊)的数量和位置,就能确定它的所属。

与18世纪欧洲人类性关系的种种演变相呼应,用性系统来鉴别植物,特别是公开进行,显然使植物学变成了对很多普通人不是极为刺激、也极为有趣的一种消遣。简单的方法也使外行不再只能孤立地观察,也能体验发现的乐趣。法国哲学家卢梭后来称赞林奈系统是一个“巨大的快乐源泉”。充满欣喜的标本从世界各地飞来,叶卡捷琳娜二世也为他送来种子。33岁时,林奈的声名已经与牛顿和伽利略齐名。

对林奈的批评也伴随始终。德国植物学家约翰·西格斯伯克抗议林奈将无辜的花园变成了淫妇的温床,很少受到讥讽的林奈将西格斯伯克的名字给了一种味道恶心的杂草。至于自己的名字,他用在了忍冬科的北极花上。

建立志愿者网络是林奈的另一大天赋。他将这个庞大网络描述为一支军队,欧洲最好的植物学家担当将军,远在伊斯坦布尔和北美的业余爱好者充当步兵。1763年,林奈甚至以一位从苏里南给他提供标本的黑奴命名了一个新物种——苦木树。

1749年8月,林奈的学生佩尔·卡尔姆远赴北美考察。在魁北克各地,他都看到惊人的一幕:“高级官员、要塞司令、牧师、商人甚至贵族,都出没于森林之中搜集植物,好像受过林奈的训练一样。”这样的场景发源于林奈在乌普萨拉大学周围组织的远足。同行者往往多达300人,出于对秩序的狂热,林奈将他们编成排。日落时分,在阵阵铜鼓和猎号声中,伴随着“林奈万岁”的欢呼,学者才和大群拥趸一起扛着蝴蝶网归来,帽子上别着战利品。

在深入地球各个角落的19个林奈门徒中,最著名的丹尼尔·索兰德是詹姆斯·库克船长首次环球航行的博物学家,首次带回了澳大利亚和南太平洋的植物标本。安德斯·斯帕曼是库克第二次航行的植物学家。卡尔·彼得·通贝里则是一个世纪内首次访问日本的西方博物学家。这些被林奈称为“传道者”的学生还到过南美、东南亚、非洲和中东,半数在海外献身。

逐名者

在专业学者们看来,分类学需要小心翼翼地描述和比较大量标本。令他们恼火的是,业余发烧友总是没研究清楚就急于命名。

澳大利亚的南棘蛇(Death Adder)根本不是蝰蛇(Adder)的一种,它们最近的亲戚是眼镜蛇和银环蛇,但受它们短粗的身子和三角形的头迷惑,直到90年代末也只识别出3个亚种,专家怀疑至少有6种。西澳大利亚博物馆馆长肯·阿普林花费数年心血的成果还未发表,发烧友雷蒙德·霍泽就在他为维多利亚爬行动物协会编的一本发烧友杂志《监视者》上发表了5个新种。根据国际动物学术语委员会(ICZN)的规则,霍泽的命名印刷和散布在先,应予承认。其实霍泽经营着一家驱蛇公司,与这种蛇的接触比谁都长。

学者们的意思不是发烧友不能做,而是信息不充分,往往很难重复观察和实验,以致有专家要求修改规则,只能在专业刊物上公布新物种。ICZN表示:有效的命名未必是最好的,但每个命名的质量无法监督,他们不想卷入主观争论。其实早在几个世纪前,博物学者都是爱好者出身。林奈命名系统1760年传到英国不久,就成为“有闲阶层的一种游戏”。退休历史学家大卫·艾伦说:“人们拿着植物指南,展开时髦的乡村漫游。”俱乐部通讯和个人出版的专著里充斥着轻率的物种描述和分类文章。负面作用显而易见,查尔斯·达尔文也批评虚荣的“物种贩子”留下了“大量糟糕的工作”。他将优先命名权称为“自然史上最大的祸害”。

至今,兰花仍是出风头的宝地。越分越细的兰花品种有些在遗传上并无区别,人人都夸大当地品种的多样和稀有。2002年,迈克尔·科瓦奇从秘鲁走私了一种兜兰,要求佛罗里达的玛丽·塞尔比植物园的一位分类学家以他的名字命名。专家据说知道该州的分类学家埃里克·克里斯藤森已计划在即将出版的《兰花》杂志上介绍这个品种,立刻赶写了一个两页的介绍,作为内部刊物的附录付印。科瓦奇最后被判非法拥有和贸易濒危物种,塞尔比植物园也被罚款,但这些在分类规则里都不算过失,科瓦奇仍然名垂青史。

因为分布很广,爱好者在地理空间的覆盖上有先天优势。2002年,伦敦自然史博物馆开始鼓励爱好者提供数据。最近英国真菌学会在国家生物多样性网络上公开了数据库,英国和爱尔兰各地的爱好者提供了14万件标本,最早的可以追溯到18世纪。技术也在帮助爱好者发挥作用。牛津大学进化生物学家查尔斯·戈弗雷正准备建立一个类似维基百科的所有生物分类信息的数据库。

信息时代的林奈

1858年7月1日,查尔斯·达尔文和阿尔弗雷德·华莱士关于生物进化的论文在伦敦林奈学会宣读。达尔文要表达的正是林奈所忽视的:分类学不仅是为了让生物找到自己的位置,还应该揭示生物之间的进化关系。揭示进化关系的生命家族树是达尔文次年出版的《物种起源》中唯一的插图。进化的历程中,一个物种分成两个,并没有分崩离析的神奇一刻。这是林奈时代时常鱼目混珠的原因。只是10个物种,也会有超过3400万个可能的进化树。

如今,交流发现的需要已经使传统的发布手段力不从心。全球每年出现的约2.5万个新物种名字发表在数千种刊物上,很多不为人所知。虽然出现了ZooBank和MycoBank等电子数据库,仍没有一个术语规则认可单纯在电子媒体上发表的新名字。

过去30年,基因测序使生物分类再次发生革命。仅几个主要的测序中心每秒就能完成5000对DNA的测序,现在已完成约1000个物种的基因组测序。基因测序确定了我们最近的亲戚是黑猩猩而不是大猩猩。这是林奈的知识完全无法理解的,但基因组研究也不可忽视进化研究。2001年,人类基因工程组宣布有100至200个人类基因直接来自细菌,因为在人和细菌中都发现了这样的基因,但没有在任何更接近人的物种身上发现。有人推测它可能是通过从细菌的横向基因转移进入人体的。马里兰州基因研究院的乔纳森·埃森看到这个消息时说,“我感到有点反胃,他们说与大脑发展有关的基因直接来自细菌。我想了一分钟,还是觉得没道理”。他和另一个同样目瞪口呆的进化生物学家迅速打破了这个说法,他们表明:这些基因更可能是存在于人类和细菌共同的祖先体内,只是后来隐藏起来。

对生物多样性了解越多,越需要分类。对一个专门的分子生物学家,苍蝇指的是黑腹果蝇就很满足,对群落生态学家就必须识别数百个种。2007年4月8日,约3000名生物学家联合开展的生物物种名录编纂经过6年努力,物种突破百万大关,达到100.9万。预计2011年编纂完成时,名册将囊括175万现存物种。利用加拿大生物学家保罗·赫伯特提出的生命条形码方法,今后外行或许也可以通过小型的DNA条码来识别复杂的物种。

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