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Zootaxa | 陷入困境的分類學(xué)

轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)：演化隨想

《生物多樣性公約》序言指出，締約方認(rèn)識(shí)到"對(duì)生物多樣性普遍缺乏信息整理和認(rèn)知理解，亟需發(fā)展科學(xué)、技術(shù)和制度能力以建立基礎(chǔ)認(rèn)知，并采取適當(dāng)措施"；但三十余年過去，目前的現(xiàn)狀仍未能實(shí)質(zhì)性改變這一論斷。直至今日，地球現(xiàn)存物種（尤其是動(dòng)物類群）的確切數(shù)量仍是人類面臨的最大謎團(tuán)與挑戰(zhàn)之一。林奈作為首位官方分類學(xué)家記錄了4,236種動(dòng)物；M?bius將名錄擴(kuò)展至418,600種；Mayr將其增至1,071,000種；Zhang的最新全面的數(shù)據(jù)評(píng)估顯示為1,552,319種——這一數(shù)字可能不足實(shí)際物種總數(shù)的12%。Mora等估算地球現(xiàn)存物種中86%的陸生物種與91%的海洋物種尚待描述，Hochkirch稱之為"不足地球預(yù)估物種總數(shù)的十分之一"。更嚴(yán)峻的是，對(duì)于已命名物種的權(quán)威名錄編纂，我們?nèi)蕴幱谟懻撾A段。從18世紀(jì)下半葉至19世紀(jì)末，動(dòng)物物種命名年增長量約3,000種；20世紀(jì)期間年新增記錄約10,000種。盡管植物標(biāo)本館和博物館收藏著大量未研究標(biāo)本，近幾十年的物種描述速率始終穩(wěn)定在每年15,000至20,000種。按當(dāng)前進(jìn)度，全面探索動(dòng)物多樣性需350至500年。這種基礎(chǔ)認(rèn)知的空白因第六次大滅絕事件的迫近而加劇，預(yù)計(jì)2200年前將會(huì)發(fā)生。需注意的是，這些預(yù)估缺乏扎實(shí)的分類學(xué)支撐——或通過棲息地喪失評(píng)估等間接證據(jù)佐證，或源自不完整的物種編目。但可確定的是，數(shù)百萬瀕危物種將隨其可能揭示的生物圈功能、演化歷史與生存適應(yīng)機(jī)制徹底消失，且不會(huì)留下任何化石記錄。

分類學(xué)

作為唯一從事物種發(fā)現(xiàn)、命名、描述及層級(jí)歸類的科學(xué)，分類學(xué)（Taxonomy）的核心目標(biāo)是使命名分類單元（如科、屬、種等階元的生物實(shí)體）盡可能符合自然類群。如Mayr所述：

"分類學(xué)家既界定分類單元的獨(dú)有特征，也揭示不同分類單元間的共有特征"。

分類學(xué)為何重要

分類學(xué)是生物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的根本生產(chǎn)者，其研究成果實(shí)質(zhì)上是生物多樣性的公共數(shù)據(jù)庫，可供所有生物學(xué)科調(diào)用。但如前所述，我們僅描述了約10%的生物資源。針對(duì)單一或多種物種的行為學(xué)、保護(hù)生物學(xué)、生態(tài)功能、醫(yī)學(xué)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)影響、農(nóng)學(xué)特性等研究，可視作生物科學(xué)的縱向延伸；而分類學(xué)通過增加已描述物種數(shù)量或揭示未知生物多樣性維度實(shí)現(xiàn)的，則是生物科學(xué)數(shù)據(jù)集的橫向拓展。隨著分類學(xué)研究數(shù)據(jù)的積累，其他生物學(xué)科的研究基礎(chǔ)也隨之?dāng)U大。分類學(xué)如同支撐其他生物學(xué)科研究的基石——其研究成果越豐富，相關(guān)學(xué)科的探索空間就越廣闊。當(dāng)代生物學(xué)的諸多進(jìn)展，本質(zhì)上仍依賴于18至20世紀(jì)初分類學(xué)家奠定的分類體系與物種描述。但若僅依賴這些歷史遺產(chǎn)而不再持續(xù)投入分類學(xué)，無異于試圖從一棵不再培育的樹上采摘果實(shí)。

分類學(xué)研究與人類福祉（包括預(yù)防危害）之間的關(guān)聯(lián)或許并非總是顯而易見，但其重要性絕不容忽視。分類學(xué)服務(wù)人類的方式，恰如食物鏈中生產(chǎn)者支撐頂級(jí)消費(fèi)者的運(yùn)作機(jī)制。筆者將分類學(xué)比作營養(yǎng)級(jí)金字塔的"生產(chǎn)者"，普通民眾作為"頂級(jí)消費(fèi)者"，其他生物學(xué)科則占據(jù)中間營養(yǎng)級(jí)。分類學(xué)通過與其它學(xué)科協(xié)同，具有間接造福人類的巨大潛力。此處僅列舉眾多分類學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)際或潛在應(yīng)用案例之一：2022年宣布利用草地貪夜蛾（Spodoptera frugiperda，鱗翅目）——原產(chǎn)美國但已擴(kuò)散至其他地區(qū)的害蟲蛾類——卵巢細(xì)胞系生產(chǎn)COVID-19蛋白滅活疫苗，成功在其細(xì)胞中合成刺突蛋白。分類學(xué)揭示全球已知約40種灰翅夜蛾屬（Spodoptera）物種：其近緣物種的卵巢細(xì)胞（或其他組織）是否比草地貪夜蛾更具效率優(yōu)勢(shì)？該屬多個(gè)物種的細(xì)胞系能否應(yīng)用于其他疫苗研發(fā)？若無分類學(xué)基礎(chǔ)，此類問題將無從探究。

在生物多樣性保護(hù)領(lǐng)域，Vane-Wright指出四大結(jié)構(gòu)性挑戰(zhàn)：i) 生物組織各層級(jí)多樣性程度的不確定性；ii) 生物多樣性空間分布的不均衡性；iii) 這些不確定性與異質(zhì)性對(duì)保護(hù)工作的影響；iv) 制定保護(hù)目標(biāo)時(shí)需協(xié)調(diào)不同價(jià)值體系。分類學(xué)至少為應(yīng)對(duì)前兩項(xiàng)挑戰(zhàn)提供基礎(chǔ)支撐。Thomson等同樣強(qiáng)調(diào)："若缺乏基于科學(xué)、不受無效官僚程序制約的穩(wěn)健分類學(xué)范式，保護(hù)行動(dòng)終將受損，可能對(duì)全球生物多樣性造成不可逆轉(zhuǎn)的災(zāi)難性影響"。

Godfray的論述更為直白：

"沒有分類學(xué)，研究者無法確認(rèn)所關(guān)注生物的身份，亦無從判斷其與他人研究的物種是否相同；沒有分類學(xué)，基因組計(jì)劃將失去意義，醫(yī)學(xué)等學(xué)科將遭受重創(chuàng)；沒有分類學(xué)，系統(tǒng)發(fā)育學(xué)——這項(xiàng)通過物種命名體系揭示演化關(guān)系的相關(guān)但獨(dú)立的學(xué)科——將不復(fù)存在；沒有分類學(xué)，我們根本無從理解生物多樣性及其保護(hù)議題"。

分類學(xué)的重要性可歸結(jié)為：推動(dòng)分類學(xué)是生物科學(xué)發(fā)展的根基，抑制分類學(xué)則危及生物科學(xué)進(jìn)步。

問題何在

當(dāng)前研究重點(diǎn)正急劇偏離分類學(xué)，學(xué)術(shù)界大多只關(guān)注分類學(xué)的產(chǎn)出而非學(xué)科本身。例如，保護(hù)生物學(xué)家常對(duì)從標(biāo)本采集到分類修訂的整套流程持懷疑態(tài)度，鮮少認(rèn)可優(yōu)質(zhì)分類學(xué)工作，卻依然依賴這些分類學(xué)構(gòu)建的物種名錄。同樣，眾多生態(tài)學(xué)家、保護(hù)工作者及其他生物學(xué)家往往忽視分類學(xué)家的貢獻(xiàn)——正是他們界定了研究者所使用模式生物的清晰物種范疇。更甚者，物種概念及其相互關(guān)系的演進(jìn)常被嚴(yán)重低估。Carvalho等指出，這不應(yīng)被視為系統(tǒng)分類學(xué)的缺陷，而應(yīng)歸咎于那些僅將分類學(xué)視作"生物命名服務(wù)"的認(rèn)知局限。當(dāng)今分類學(xué)被普遍（但錯(cuò)誤地）貼上"過時(shí)"、"非進(jìn)化性"和"描述性"的標(biāo)簽，然而"描述新分類單元的過程需要極高的理論、實(shí)證與認(rèn)識(shí)論嚴(yán)謹(jǐn)性"。此外，理解物種命名的實(shí)踐本質(zhì)（這在理論概念爭(zhēng)論中常被忽視）關(guān)鍵在于：所定義的物種是具有穩(wěn)定表型特征、可與其他種群區(qū)分的種群。"生物學(xué)教材與課堂鮮見分類學(xué)原理傳承；分類學(xué)家后繼無人；曾是分類發(fā)現(xiàn)全球中心的自然歷史博物館，為尋求資金與聲譽(yù)轉(zhuǎn)而追逐更時(shí)髦的生物學(xué)領(lǐng)域"。

"分類學(xué)資金匱乏，而依賴它的生物學(xué)分支學(xué)科卻吸金奪目"。

科學(xué)界耗費(fèi)數(shù)十億美元搜尋地外生命、挖掘研究滅絕物種的同時(shí)，探索地球現(xiàn)存生命的學(xué)科卻資金短缺——這種反差令人驚愕，尤其當(dāng)"物種滅絕速率可能高達(dá)每周11至690種，無脊椎動(dòng)物日均滅絕1至100種"之時(shí)。最高滅絕速率估值已接近當(dāng)今物種描述數(shù)量的兩倍。"任何其他科學(xué)領(lǐng)域，若認(rèn)知率約低于10%（計(jì)入現(xiàn)有數(shù)據(jù)誤差后顯然如此），必被判定為'貧乏'與'不足'，繼而觸發(fā)緊急扶持意識(shí)。但盡管多次預(yù)警生物編目不足，這種認(rèn)知在專業(yè)生物學(xué)家中仍普遍缺失"。二十余年后的今天，Godfray與Dubois的論斷依然成立，且形勢(shì)持續(xù)惡化。

分類學(xué)面臨根本性悖論：

"當(dāng)其為其他生物學(xué)科提供數(shù)據(jù)的價(jià)值達(dá)歷史峰值，且至少90%基礎(chǔ)目標(biāo)尚未完成之際，諷刺的是，它反被視為不值得資助的過時(shí)領(lǐng)域"。

造成當(dāng)前困境的原因可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：分類學(xué)期刊影響因子偏低導(dǎo)致后繼研究者匱乏、資金短缺、學(xué)科吸引力不足、分類學(xué)家在其他生物學(xué)家中的形象欠佳、專業(yè)分類人才斷層、分類學(xué)未被認(rèn)可為嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)、以及標(biāo)本采集與保存的不合理限制。分類學(xué)家未能有效組織成具有凝聚力的團(tuán)體來維護(hù)專業(yè)利益，這與系統(tǒng)學(xué)其他分支領(lǐng)域?qū)＜倚纬甚r明對(duì)比——后者普遍建立學(xué)會(huì)、創(chuàng)辦期刊并形成游說機(jī)制以推動(dòng)學(xué)科發(fā)展。然而分類學(xué)界至今未構(gòu)建此類框架，國際或國家層面均缺乏專門促進(jìn)與保護(hù)分類學(xué)的科學(xué)組織。這導(dǎo)致分類學(xué)家在制定科學(xué)政策、資金分配及優(yōu)先領(lǐng)域設(shè)定的官方與非官方機(jī)構(gòu)中，要么完全缺席，要么嚴(yán)重缺乏代表性。分類學(xué)破壞行為（taxonomic vandalism）更是雪上加霜。

筆者進(jìn)一步觀察到，當(dāng)代許多分類學(xué)家正艱難堅(jiān)守學(xué)科本質(zhì)原則。他們似乎正逐漸喪失學(xué)科自信，或轉(zhuǎn)向資金支持更優(yōu)、能見度更高的生物學(xué)科。"自1940年代以來，分類學(xué)家常將自身目標(biāo)與更現(xiàn)代、資金更充裕的學(xué)科目標(biāo)相混淆"。這種目標(biāo)模糊性在物種研究與物種形成研究的混淆中尤為凸顯：前者屬分類學(xué)范疇，關(guān)注物種間相似性與差異性的模式；后者則屬種群生物學(xué)領(lǐng)域，研究物種形成的過程機(jī)制。這種認(rèn)知混亂直接導(dǎo)致分類學(xué)職業(yè)機(jī)會(huì)萎縮，最終造成從業(yè)者數(shù)量遞減與研究進(jìn)展受阻，必將無可避免地阻礙其他生物學(xué)科的進(jìn)步。

出路與解決方案

要使分類學(xué)重新獲得作為生物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)根本提供者的地位，我們必須轉(zhuǎn)變思維方式。我們需要正確理解分類學(xué)的重要性。試圖通過分類學(xué)與普通民眾直接利益的關(guān)系來解釋其重要性是不恰當(dāng)?shù)摹３贁?shù)情況（如法律問題）外，分類學(xué)并非直接造福大眾的科學(xué)。實(shí)際上，分類學(xué)是生態(tài)學(xué)、行為學(xué)、遺傳學(xué)、演化生物學(xué)、保護(hù)生物學(xué)、經(jīng)濟(jì)生物學(xué)等其他所有生物學(xué)科以及公民科學(xué)賴以發(fā)展和為人類服務(wù)的基石。分類學(xué)為生態(tài)學(xué)家、行為學(xué)家、演化生物學(xué)家、保護(hù)生物學(xué)家、公民科學(xué)家和其他生物學(xué)家鋪就了前進(jìn)的道路。遺憾的是，分類學(xué)很少從經(jīng)濟(jì)角度被討論。這可能是因?yàn)榇蠖鄶?shù)"當(dāng)權(quán)者"心知肚明但拒絕承認(rèn)：所有生物學(xué)科的綜合經(jīng)濟(jì)價(jià)值就是分類學(xué)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。分類學(xué)需要優(yōu)先描述那些尚未被描述的物種，以免它們?cè)谖幢挥涗浨熬拖o蹤。

我們的前輩發(fā)現(xiàn)了約70%的已知生物數(shù)據(jù)（以物種形式），當(dāng)今生物科學(xué)正是基于這些數(shù)據(jù)發(fā)展起來的。我們需要思考如何為后代留下類似的生物數(shù)據(jù)遺產(chǎn)。如果我們希望生物科學(xué)在下個(gè)世紀(jì)繼續(xù)為人類服務(wù)，就必須理解在地球上搜尋和描述生命的合理投入的重要性。對(duì)分類學(xué)的投資是一項(xiàng)長期且不可或缺的需求，它將推動(dòng)生物科學(xué)的發(fā)展，保障子孫后代的生存。建立長期戰(zhàn)略和行動(dòng)計(jì)劃至關(guān)重要，同時(shí)需要持續(xù)的資金支持和明確的最終目標(biāo)愿景。

? 分類學(xué)應(yīng)被理解為生成基礎(chǔ)生物數(shù)據(jù)的重要工具。政策制定者應(yīng)承認(rèn)它是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)。除非各國能夠鑒定本國所有物種、建立完整的物種編目并維持自己的生物多樣性信息系統(tǒng)，否則在獲取其生物多樣性和遺傳資源的談判中將處于不利地位。政府應(yīng)劃撥專項(xiàng)資金，設(shè)立獨(dú)立部門或機(jī)構(gòu)，專門負(fù)責(zé)為生物科學(xué)生成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

? 1992年里約地球峰會(huì)可能對(duì)分類學(xué)領(lǐng)域造成的傷害大于益處，主要是通過實(shí)施各種立法。對(duì)標(biāo)本采集的限制、材料交換的限制以及對(duì)遺傳資源DNA取樣的所謂限制，都在阻礙分類學(xué)的發(fā)展。分類學(xué)家終其一生采集的標(biāo)本數(shù)量，遠(yuǎn)不及熱帶地區(qū)公路上一晚被數(shù)百輛汽車撞死生物的數(shù)量，也不及熱帶城市一晚路燈誘殺的昆蟲數(shù)量，或農(nóng)民一次噴灑幾公頃農(nóng)藥殺死的生物數(shù)量，或修建幾百公里道路砍伐的樹木數(shù)量。保護(hù)生物學(xué)從根本上依賴于健全的分類學(xué)基礎(chǔ)。但可悲的是，大多數(shù)保護(hù)政策都是基于不完整和過時(shí)的物種編目，導(dǎo)致這些計(jì)劃失敗。應(yīng)該支持、鼓勵(lì)分類學(xué)家進(jìn)行標(biāo)本采集、運(yùn)輸和研究工作，建立可靠的數(shù)據(jù)集，使保護(hù)生物學(xué)和其他生物科學(xué)能夠沿著正確道路發(fā)展。

? 影響因子不適用于分類學(xué)，該作者計(jì)算出分類學(xué)文獻(xiàn)的平均引用年齡為61年，中位數(shù)為36年。分類學(xué)文章在最初幾年通常引用率較低，但它們具有長期價(jià)值，可能在未來幾十年甚至幾個(gè)世紀(jì)內(nèi)被引用。因此，僅根據(jù)過去幾年的有限時(shí)間范圍來評(píng)價(jià)分類學(xué)家是沒有意義的。事實(shí)上，聲譽(yù)良好的生物科學(xué)期刊，無論其影響因子如何，都應(yīng)該為重要的分類學(xué)研究留出空間，以認(rèn)可它們從分類學(xué)成果中獲得的一切。這種做法將提升分類學(xué)研究的重要性，增強(qiáng)研究人員對(duì)分類學(xué)領(lǐng)域的信心。

? 分類學(xué)很少被視為一門正式的學(xué)科，也很少被納入大學(xué)課程。因此，迫切需要將分類學(xué)確立為一門獨(dú)立的學(xué)科，并制定專門的課程體系。

? 最重要的是，必須通過充足和長期的資金支持，加強(qiáng)分類學(xué)領(lǐng)域的人力資源建設(shè)、培養(yǎng)和保留。

盡管分類學(xué)困境正被廣泛討論，但現(xiàn)實(shí)是該學(xué)科仍被邊緣化、資金匱乏且價(jià)值低估?？梢源_信：倘若我們已準(zhǔn)確測(cè)算地球母親的真實(shí)承載能力，并基于對(duì)實(shí)際物種多樣性、種間關(guān)系及生態(tài)功能的充分認(rèn)知制定政策，當(dāng)今世界本應(yīng)更加美好。預(yù)估物種與已命名物種間的巨大認(rèn)知鴻溝——唯有分類學(xué)能填補(bǔ)這一空白——終將引發(fā)生物科學(xué)的橫向發(fā)展危機(jī)。毋庸置疑，若分類學(xué)消亡、分類學(xué)家絕跡，整個(gè)生物科學(xué)網(wǎng)絡(luò)必將因失去根基支撐而崩塌。