《生命的多样化》原文_什么意思_赏析

生命的多样化

[美]威尔逊

对于生物分布的研究展现了数条物种生存繁殖的基本规律，这些规律适合于地球上广泛分布的各种生态系统。第一条也是最基本的一条是，只要有生命存在的地方，在其表面或是地表深处就一定有细菌和古细菌的存在。第二条是，只要有一个小孔可以使得微小的原生生物和无脊椎动物游过，它们就会入侵并以其中的微生物为食或是彼此吞噬。第三条规律是，可利用的生存空间越大，那么该生存空间中最大的生物的体积也越大，例如森林和海洋是较大的生态系统。最后一条规律是，通过测量物种的数目发现，生物多样性最高的地方是全年太阳能吸收最高、冰覆盖最少、地形最为复杂且长期以来气候最稳定的地方。因此，亚洲、非洲和南美洲大陆的赤道热带雨林是迄今为止动植物种类最丰富的地方。

不考虑生物个体的大小，我们通常将生物多样性（biological diversity，简称为biodi-versity）划为3个层次。最顶层是生态系统（ecosystem）多样性，包括热带雨林生态系统、珊瑚礁生态系统和湖泊生态系统等。第二级是物种（species）多样性，物种是生态系统的组成部分，包括有藻类、蝴蝶、鳗鱼以及人类种群等。最底层的是基因（gene）多样性，它构成了物种遗传多样性的物质基础。

每一个物种都在特定的生物群落中占据着一定的位置，并以各种各样的方式与其环境和其他生物相互作用，例如消耗资源，也充当其他生物的资源，并与其他物种竞争或合作。它通常会通过一种间接的方式来影响整个群落的性质，比如通过改变土壤成分、水分或者空气组成。在生态学家眼中，物理环境和生物群落之间的能量流动与物质循环永不停息地循环往复，构成了一个联系紧密互动的网络，即我们赖以生存的生态系统。

我们很容易用肉眼去观察一个生态系统，特别是那些物理上离散的生态系统，如一片沼泽、阿尔卑斯山的一片草地。但问题是，由生物、物质和能量所构成的动态网络是否与其他的生态系统发生联系呢？1972年，英国生物学家和发明家J.E.拉武洛克（James E.Lovelock）认为，整个地球的生物圈实际上是一个联系在一起的整体，可以将其视为一种围绕地球的超级生物体（superorganism）。他称这种单一的实体为盖亚（Gaia）。盖亚是古希腊神话中的大地女神，梦的赐予者，神在地球的化身，地球文化的图腾，是大海、高山和12个太阳神（Titan）的母亲。用这种整体观来考察生命现象对于研究很有好处。从整个太阳系看，生物的活动对地球自然环境平衡的维持起着至关重要的作用；如果没有生物的活动，其环境将会大不一样。事实上，大量的证据表明，即使是某些单个物种也会有相当的全球影响。这里，我举一个非常明显的例子，由微生物、光合细菌、古细菌和藻类所组成的海洋浮游生物，是全球气候的主要调节者。有人认为，单单是藻类所释放的二甲基硫（dimethylsulfide，简称为DMS）就与云的形成有很大的关系。

将整个生物圈定义为盖亚也有两种看法：强关系学说和弱关系学说。强关系学派认为生物圈是一个真正的超有机体，其组成中的每一个物种对整个环境的功能及其稳定都起到一定的作用，而且整个系统的平衡对每个物种都具有正反馈作用，正如躯体和细胞的关系，或像一个蚁巢中的蚂蚁。这个非常形象的比喻不仅道出了真理的核心，而且可将超有机体这个概念扩展到更广的范围。然而，这个说法是不会被生物学家作为一个工作原则来接受的，其中包括拉武洛克自己。弱关系学说认为，只有一些在生态系统中分布广泛的物种对生态系统的贡献比较大，大多数的物种与生态系统间的关系是微弱的。这种学说得到了较广泛的认同，受其影响，科学家们提出了一系列新的研究课题。

面对生命的全部，诗人问道：谁是盖亚女神的子女？

生态学家回答：是物种。为了明智地管理好地球，我们必须认识每一个物种在生态系统中的功能。

系统分类学家补充说：那就让我们现在就行动吧。可是，我们应该先知道地球上总共有多少物种，它们都分布在什么地方，它们之间有着怎样的亲缘关系？

系统分类学家是专门研究分类的生物学家，他们赞同用物种作为单位来衡量生物多样性的大小。他们的工作基础建立在18世纪初叶瑞典博物学家林奈（Carolus Lin-naeus）创立的生物分类系统之上。林奈系统用“双名制”对每一个物种进行命名。每个物种的学名都由两个拉丁单词组成，如Canis lupus（灰狼），其中lupus是种名，Canis是属名，狼和狗都属于Canis属。同样，现代人的学名是Homosapiens。现在，在Homo属里，只有现代智人一个种，但在大约27000年之前，这个属还有另外一个种——尼安德特人（Homo neanderthalensis），当时，他们分布在被冰川包围的欧洲大陆上。

物种是整个林奈分类系统的基础，也是传统上生物学家认识生命范畴的单位。从属（genus）到域（domain）等各种分类阶元均是用来主观判断和粗略描述类群间相似程度的工具。当说到尼安德特人时，我们就知道它是和现代智人亲缘比较相近的种。但是，当我们提到南猿非洲种（Australopithecus africanus），就是用它指一种古代类人猿，表明它与Homo这个属的物种有足够的差异，所以将它划分到另外一个属——南方古猿属（Australopithecus）之中。如果我们说，构成这两个属的3个物种都是原始人（hominids），就意味着这3个物种彼此之间的亲缘关系很近，因而将其视为同一个科——原始人科（Hominidae）的成员。与原始人科亲缘最近的有黑猩猩（chimpanzee,Pan troglodytes）、小黑猩猩（pigmy chimpanzee）和倭黑猩猩（bonobo,Pan paniscus），这三者彼此非常相似，有着几乎相同的祖先，所以归同一个属Pan。但它们与原始人（hominids）的祖先极为不同，所以它们不仅不是同一个属，而且属于不同的科——猩猩科（Pongidae）。猩猩科还有其他两个属，猩猩（orangutan）为一个属，两种大猩猩（gorillas）构成另一个属。

我们已从生物命名法出发，对地球的生物多样性作了扼要的介绍。只要对拉丁名称有所熟悉，对更高等级分类的原理是很容易掌握的。林奈分类系统实际上是一个等级阶元，对生物多样性的划分与军队的建制原则相同：先组织最小的战斗排，然后再往上组成为连、营、团、旅、师、军，一直到整个军队为止。现在让我们回到灰狼，它归在犬属（Canis），该属包括现在的狼和狗，并归属于犬科（Canidae），该科还有山狗和狐狸等物种所在的其他属。科往上构成目，例如食肉目（Carnivora）包括犬科的所有动物，以及熊、猫、鼬鼠、浣熊等归属的其他各科。目的上一级分类单位是纲，如哺乳纲（Mammalia）由所有的食肉动物和其他哺乳动物构成。纲的上一级分类单位是门，如脊索动物门包括哺乳动物、其他脊椎动物和无脊椎的文昌鱼和海鞘。门的上一级分类单位是界（细菌界、古细菌界、原生生物界、真菌界、动物界和植物界）。最终，最高的阶元涵盖了一切生物，地球上的生物只有3个域：细菌域、古细菌域和真核生物域，而真核生物域则由原生生物（也称原生动物）、真菌、动物和植物组成。

无论如何，最终能看到并能作为实体计数的生物学单位还是物种。就像战场上的军队，不管我们采取怎样的方法给它们编组和命名，它们始终在那里等待被计数。整个地球上究竟有多少物种呢？目前已发现并被正式命名的大约有150万到180万个种。至今，还没有人对最近250年的分类文献进行计数。现在我们所知道的就只有这些，可以肯定的是，无论这个清单有多长，我们所做的工作还只能看作是起步。对物种数目的估计因不同的估计方法而不同，其预测数目从360万到1亿不等。这些估计的中值是1000多万，但遗憾的是，几乎没有一个专家愿意冒着有损其名望的风险给出一个更为精确的数字。

事实的真相就是这样：我们对地球、对生命的探索才刚刚开始。这种对生命的无知尤其体现在人类对细菌原绿球藻的认知上。在1988年以前，这种细菌还没有被发现，但它却是地球上最丰富的生物，海洋中有机物的生产绝大部分是它的贡献。其细胞被动地漂浮在地表水中，每毫升海水中平均含有原绿球藻细胞数目大约是7万到20万个，它们通过捕获太阳能进行繁殖。其形体非常微小，因此不容易注意到它。它属于浮游生物的一个特殊的类群：微浮游生物（picoplankton），其个体比一般的细菌要小，通过现代最先进的光学显微镜才能勉强看到它们的身影。

蓝色的海洋中有着太多太多未知的细菌、古细菌和原生生物。20世纪90年代初，当科学家们开始把研究焦点放在它们身上的时候，就发现其丰富度和多样性远远超过原来科学家们的想像。许多微小的生命生活并聚集在海洋的深处，那里到处是一片漆黑，它们可以连在一起形成胶状带和“高聚物”，其长度可以有十亿分之一米到百分之一米。有些物质中含有比较受欢迎的营养（hot spots of nutrients），这些营养吸引着那些腐蚀性细菌及其微小细菌和原生生物的捕食者。过去，我们想像中的海洋中有蓝色的海水，偶尔有条彩色的鱼游过，下面或许有着一些海星；而这些远远不是海洋的全部，我们的肉眼能看得到的生物有机体可能仅仅是海洋生物量的冰山一角。

地球上，体积越小的生物被了解的也越少。与细菌一样无处不在的真菌可能有160万种之多，而迄今仅有69000个物种被鉴定并命名。线虫是世界上分布最为广泛的生物之一，平均来看，地球上的每5个动物中就有4个是线虫，但至今只有15000多个物种被人类了解，还有成百万的物种正在等待我们去发现。

20世纪后半叶，生物学领域中掀起了分子生物学的革命，系统分类学的分类原则曾一度被搁置在一旁，被认为是一种过时的学科，并给予了极少的重视。而现在，人们认为对林奈系统进行更新是一项非常有挑战性的工作，系统分类学又重新回到了生物学研究的核心上来。导致这种复兴的原因是多方面的：其中，分子生物学为系统分类学提供了非常有用的工具，并使科学家们能够更快地发现更小的生物；遗传学的最新进展和数学上的构建系统树原理使得科学家们对生命进化的推理变得更为灵活和可信，等等。所有这些都来得非常及时，因为全球的环境危机使得生物多样性图谱的建立变得十分紧迫。