任輝
9月2日晚,巴西里約熱內盧市內忽然警鈴大作,這個國家最古老的博物館——巴西國家博物館突然燃起大火,5個小時的火災燒毀了這座博物館中2000萬件藏品。而在這當中,最令人痛惜的當屬那500萬件昆蟲標本。因為這些標本中,有許多是物種分類所使用的模式標本,還有許多是還沒來得及研究、很有可能被認定為新物種的標本。
看到這里,許多同學可能會產(chǎn)生疑惑:什么是物種分類?什么是模式標本?什么是新物種?標本燒毀了再做就是,為什么又值得可惜呢?
什么是物種分類
在我們每個人的生活中,都必然會接觸到各種各樣的生物。我們上學的路上,路邊有矮的草,高的樹,樹上鳥兒鳴叫,路邊蝴蝶飛舞。而在我們的餐桌上,生物的種類更為豐富,不管是素食還是肉食,都是自然界各種生物的饋贈。
可是我們該如何辨認這些生物呢?畢竟,準確地識別這種生物,我們才可能利用它。所以,最古老的物種分類方式誕生了,那就是口口相傳的經(jīng)驗傳授。我們的祖輩告訴我們,這是辣椒,會有辣味;這是西瓜,非常解渴;這是鯉魚,可以紅燒;那是黃蜂,別去招惹它!
但這樣的識別方法是很局限的,因為自然界里的生物實在是太多了,截止到今天,人們已經(jīng)識別出的物種總共有200萬種之多,再淵博的人,也不可能準確地識別每一個物種,這就讓人們迫切地想要將它們分門別類地歸納區(qū)分開來,這也就是物種的分類。
林奈氏分類法
在古代,人們并沒有很好的辦法可以給物種分類,但無論是古代中國還是西方世界,都進行了許多嘗試。我國秦漢時期的《爾雅》一書就創(chuàng)造性地將所有動物分為了4個大類,即蟲、魚、鳥、獸。而在西方的古希臘,亞里士多德也嘗試將動物分為有血的和無血的兩大類。當然,站在今天看這些古人的成就,其實是有很多錯誤之處的,比如在《爾雅》中就幾乎把所有的水生生物都劃到了“魚”這一類里,其中包括各種鯨和海豚,顯然,我們今天已經(jīng)知道它們其實是哺乳動物,和魚類沒有任何關系。
更重要的是,當時的分類方法還存在一個嚴重的問題,那就是名稱的混亂。比如今天我們常見的紅薯,在各地就有不同的名字——白薯、甘薯、地瓜,甚至還有的地方稱之為山藥(請看鐵棍山藥的黑人問號臉)。在這種混亂的命名方式下,我們在飯店都不能愉快地點菜了。更何況,這還是漢語里的名稱混亂,如果放眼全球,因為語言的不同所導致的名稱混亂就更加嚴重了。
18世紀初,瑞典誕生了一位偉大的科學家——卡爾林奈,他立志于改變物種分類的混亂現(xiàn)狀。于是他確定并改進了前人發(fā)明的二名法,用來給每個物種起一個獨一無二的學名。為了解決各地語言不同的問題,林奈規(guī)定學名必須以拉丁文來書寫,并且這個學名還要分為兩部分,前一部分是這個物種的屬名,后一部分是這個物種的名字。像我們熟悉的丹頂鶴,它的二名法學名就是Grusiaponensis,其中Grus首先確認這是一種鶴,iaponensls則是日本國的拉丁名,是為了紀念西方科學家第一次發(fā)現(xiàn)這種鶴的地方日本長崎,兩者連在一起,就是丹頂鶴的學名了。
分類工具的發(fā)展演化
在林奈之后的一百多年里,達爾文發(fā)表了著名的物種進化理論,他認為,新的物種是從原有的物種演化而來的,所有的生物都有或多或少的親緣關系,那么在給它們進行分類的時候,就應該要體現(xiàn)出它們相互之間的親緣關系。于是后來的生物學家們逐漸將林奈的分類體系發(fā)展演化,最終形成了今天的“域界門綱目科屬種”的不同層次,其中“種”是最基礎的一層,代表著一個單獨的物種,而幾個相近的物種就組成了一個屬,幾個相近的屬組成了一個科,幾個相近的科組成了一個目。只要我們知道了某一種生物的分類級別,就能大概知道它們和其他生物的親緣關系了。
比如,我們人類和猴子、猩猩都屬于靈長目,這就代表我們的確有很多親緣關系,而人類和猩猩又同在人科,說明我們和猩猩的親緣關系比和猴子更近。也就是說,生物分類學可以告訴我們,人類其實不是猴子演化而來的,而是從一種人類和猩猩的共同祖先演化而來的。
有了這樣的分類工具,科學家們就開始給各種生物確定學名,并把它們安排在應該在的屬、科等結構下,就像我們前邊說的,現(xiàn)在已經(jīng)有200萬種生物有了自己的學名。
判斷新物種
但是自然界中依然有許多的生物沒有被命名,它們有的是生活在偏僻的山林或者海島上,我們很難接觸到。還有更多的生物其實就生活在我們身邊,比如一些小昆蟲和細菌,科學家們還沒來得及仔細地研究它們,所以也就還沒有給它們精確地分類。
而如果一個科學家給一種從來沒有得到過學名的生物起了學名,這就叫作發(fā)現(xiàn)了新物種。但要發(fā)現(xiàn)新物種可不是件容易的事,因為全世界各地的科學家都在給物種們起學名,我們不能確定眼前的這個物種是否在很久之前已經(jīng)被別人起過學名了,這該怎么辦呢?
科學家們早就料到了這個問題,所以他們規(guī)定,在發(fā)表一個新物種的時候,一定要有至少一個對應的標本。比如我們發(fā)現(xiàn)了一種新的蝴蝶,那么在給這種蝴蝶起學名之后,這只蝴蝶的標本也要被妥善地保管起來,這只標本就被稱為模式標本。如果以后有另一位科學家發(fā)現(xiàn)了一種很相似的蝴蝶,他就可以來查閱我們制作的這些標本,通過對比,如果發(fā)現(xiàn)新的蝴蝶的確和我們發(fā)現(xiàn)的這種不一樣,那么就代表著他發(fā)現(xiàn)了一個新物種。
我們可以看到,模式標本是這么重要,如果它丟失或者損壞了,以后的科學家甚至都無法判斷自己發(fā)現(xiàn)的是不是新物種了。
無可挽回的損失
那么回到我們開頭提到的巴西國家博物館吧。我們都知道,在巴西境內有一條著名的亞馬孫河,在這條大河流經(jīng)的區(qū)域內,孕育出一片寬廣的雨林,這里是生物的天堂,生活著許多物種,科學家們曾經(jīng)在這里發(fā)現(xiàn)了很多新物種,并且將它們的模式標本收藏在了巴西國家博物館中。甚至由于標本太多了,許多標本被采集回來之后,科學家們還沒來得及研究,它們當中肯定有很多是我們至今還沒有起名字的新物種。然而,這場大火把這500萬件標本全都燒毀了,這就讓科學家們在發(fā)現(xiàn)新物種時的工作變得非常困難了。
那么,我們可不可以再去熱帶雨林抓一些標本,重新做成模式標本呢?答案是不可以,因為即便我們憑著記憶抓到了和之前那只標本看起來一樣的生物,也不敢肯定它們就真的是同一個物種,因為很多物種的差別是非常細小的,尤其是昆蟲之間的差別,往往需要在顯微鏡下才能察覺。更要命的是,巴西國家博物館里的許多標本,都是一二百年之前抓到的,最近幾十年來,巴西國內大規(guī)模開發(fā)熱帶雨林,生活在其中的許多生物有可能已經(jīng)滅絕了,藏在博物館里的那些標本,就是它們曾經(jīng)存在于這個世界上的最后證據(jù)了。
所以,在9月2日博物館著火的那一天,全世界的生物分類學家們的心都被揪了起來,有的科學家哀嘆道,大火燒毀的不僅僅是巴西的國寶們,還有200多年以來許多學者積累起來的知識。只有我們了解了物種分類的原理和模式標本的重要性,才能明白這些科學家們的無奈和痛苦吧。(PS.如果想要了解巴西國家博物館中除了標本之外的其他文物,請移步至本期“空鏡頭”欄目。)