什么定義了一個物種？這場激烈的爭論動搖了生物學(xué)的核心 _物種

長期以來，科學(xué)家們一直在爭論佛羅里達(dá)美洲豹是北美美洲獅（美洲獅）還是它自己獨特的亞種（美洲豹），最終選擇前者。這場爭論是科學(xué)家如何對物種進(jìn)行分類這一日益嚴(yán)重的危機的一部分。（圖片來源：Maria Klos的《生活科學(xué)》）
據(jù)美國生活科學(xué)網(wǎng)站（Amanda Heidt）：2016年，科學(xué)家發(fā)表了一篇大膽的論文：1758年，瑞典生物學(xué)家卡爾·林奈首次將長頸鹿描述為一個物種，實際上它可能一直是四個物種。與Linneaus不同的是，研究人員可以使用現(xiàn)代遺傳工具，這些工具表明長頸鹿根據(jù)其DNA的差異分為不同的類群，其中一些“比棕熊和北極熊之間的差異更大”，作者當(dāng)時說。
這一消息在長頸鹿保護(hù)界引起了軒然大波，他們突然需要保護(hù)四個物種，而不是一個。但從一開始，人們就對這一新分類存在分歧，即使在今天，國際自然保護(hù)聯(lián)盟——一個負(fù)責(zé)監(jiān)督瀕危物種名單的組織——也將長頸鹿列為一個單一物種，即長頸鹿，有九個亞種。
這場風(fēng)波和其他類似事件凸顯了“物種問題”，這是我們?nèi)绾谓馕錾矬w的根本不確定性，它繼續(xù)激怒著世界各地的生物學(xué)家。
爭論往往取決于幾十年前的定義。1942年，生物學(xué)家Ernst Mayr創(chuàng)造了可能是最持久的一個概念：生物物種概念，如果兩個生物不能繁殖并產(chǎn)生可生育的后代，則將其標(biāo)記為不同的物種。此后，研究人員根據(jù)共同祖先（系統(tǒng)發(fā)育物種概念）、物理特征（形態(tài)物種概念）或共同生態(tài)學(xué)（生態(tài)物種概念）建立了定義，其中物種在占據(jù)環(huán)境中的不同生態(tài)位時會分化。今天，科學(xué)家們總共流傳著至少16種物種的定義，可能多達(dá)32種。
然而，似乎沒有一個定義是無一例外的。有些物種的個體看起來彼此非常不同，也有看起來完全相同但基因不同的“神秘物種” 。雜交也很常見，導(dǎo)致了像獅虎（一種獅虎雜交種）和水牛（一種家牛和美洲野牛的雜交種）這樣的動物。甚至有證據(jù)表明，人類曾經(jīng)與另外兩種通常被視為獨立物種的古人類尼安德特人和丹尼索瓦人繁殖，這表明他們可能與我們沒有太大區(qū)別。

2016年，科學(xué)家發(fā)表了一篇論文，認(rèn)為長頸鹿會妥協(xié)四個物種，而不是一個。爭論仍在繼續(xù) ，盡管監(jiān)管瀕危物種的組織仍將其列為一個物種，即長頸鹿。（圖片來源：mikroman6通過蓋蒂圖片社）
得克薩斯大學(xué)奧斯汀海洋科學(xué)研究所的海洋分子生態(tài)學(xué)家喬丹·凱西告訴《現(xiàn)場科學(xué)》：“我們制定的一些規(guī)則不起作用，有時會變得相當(dāng)混亂。” 。“人類天生就想把事情安排好，甚至我也必須做出很多決定，決定我是只是看到了個體之間的多樣性，還是試圖將事情不必要地轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌奈锓N 。”
但是，確定物種的定義不僅僅是一項學(xué)術(shù)活動——世界上許多保護(hù)政策都是圍繞著物種作為事實上的保護(hù)單位而制定的。最終，它也提出了更多的生存問題。畢竟，如果長頸鹿有四種，那么其中一種滅絕真的重要嗎？
為了回答這些問題，各團(tuán)體現(xiàn)在正在聯(lián)合起來，制定如何在生命之樹上對物種進(jìn)行命名和排序的指導(dǎo)方針，以及如何在出現(xiàn)爭議時處理爭議。生物學(xué)家說，事實上，制定一份商定規(guī)則的工作清單是至關(guān)重要的，即使它并不完美。
“變得很亂”
物種的概念是一個古老的概念。例如，在公元前343年，亞里士多德寫了《動物史》，他在書中描述了動物個體之間以及群體之間的差異。
但直到18世紀(jì)中期，分類學(xué)的概念——生物的正式分類——才真正興起，并被林奈轉(zhuǎn)變?yōu)橐婚T官方學(xué)科。隨著全球科學(xué)家開始命名新物種，分類學(xué)蓬勃發(fā)展了一段時間，但隨著該領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，沖突不可避免地出現(xiàn)了。
科學(xué)家們已經(jīng)正式描述了大約200萬個物種，其他物種正在根據(jù)新的證據(jù)不斷增加或重新分類。即使是看起來研究得很好的大型動物，調(diào)整也相當(dāng)普遍，長頸鹿、非洲象和虎鯨等標(biāo)志性動物也受到了審查。
問題是，科學(xué)家們無法就一個通用的定義達(dá)成一致，該定義可以將生物分類為哺乳動物、鳥類、魚類、植物和細(xì)菌等多種多樣和不同的生物。還有一些人認(rèn)為這樣的做法是否有用，他們指出，科學(xué)家們已經(jīng)在缺乏共識的情況下進(jìn)行了幾個世紀(jì)，而且隨著世界上的生物以驚人的速度消失，他們?nèi)匀恍枰@樣做。

虎鯨（Orcinas Orca）被歸類為一個單一物種，但一些種群的分化意味著它們很難相互交流或繁殖。這使得一些科學(xué)家認(rèn)為虎鯨也可能包含多個物種。（圖片來源：Stefano Bianchetti通過蓋蒂圖片社）
加州科學(xué)院的進(jìn)化生物學(xué)家和分類學(xué)家Terry Gosliner在接受《現(xiàn)場科學(xué)》采訪時表示：“我們甚至還沒來得及命名就失去了東西，所以我們絕對需要繼續(xù)努力，以推進(jìn)我們的保護(hù)目標(biāo) 。”他在數(shù)十年的職業(yè)生涯中發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個物種。“但在某些情況下，我們也需要擱置一個物種是什么的問題，以便以有意義的方式向前邁進(jìn) 。”
今天的科學(xué)家正在以不同的方式解決物種問題。一些人試圖將現(xiàn)有的定義與現(xiàn)代方法相調(diào)和，例如將邁爾的生物物種概念重新命名為遺傳物種概念，這仍然表明無法繁殖，但將其機制與遺傳不相容性具體聯(lián)系起來。
愛津大學(xué)，Yuichi Amitani：“科學(xué)中有許多概念缺乏統(tǒng)一的含義，我們在這個不確定性的空間里仍然處理得很好。”
其他人繼續(xù)發(fā)展新的想法。不列顛哥倫比亞大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家Jeannette Whitton共同開發(fā)了回顧性生殖群落概念。這一概念不是采用嚴(yán)格的定義，而是鼓勵科學(xué)家接受不確定性，并承認(rèn)物種形成是一個連續(xù)的過程——我們今天觀察到的生物體是由過去的力量塑造的。
采用這種綜合了幾種現(xiàn)有定義的觀點，意味著即使沒有明確的定義，科學(xué)家仍然可以做出預(yù)測或解釋自然現(xiàn)象。惠頓告訴《現(xiàn)場科學(xué)》，她和一位同事花了七年時間才確定最終的語言，部分原因是調(diào)和他們之間相互矛盾的想法是多么具有挑戰(zhàn)性。
還有一些人主張將物種問題放在一邊，指出這個問題本身可能會分散注意力。日本會津大學(xué)生物學(xué)高級副教授Yuichi Amitani在2022年指出，科學(xué)家們擔(dān)心缺乏共識會導(dǎo)致溝通中斷，使研究無法進(jìn)行比較，但這種擔(dān)心并沒有實現(xiàn) 。
他告訴《現(xiàn)場科學(xué)》：“科學(xué)中有很多概念缺乏統(tǒng)一的含義，在這個充滿不確定性的空間里，我們?nèi)匀惶幚淼煤芎?。”他補充道，物種的概念似乎有一些“能激發(fā)如此強烈的情緒反應(yīng)”

尼安德特人與人類是一個獨立的物種，但人類和尼安德特人非常相似，可以進(jìn)行雜交，這進(jìn)一步引發(fā)了對Ernst Mayr于1942年首次提出的生物物種概念的質(zhì)疑。（圖片來源：自然歷史博物館/阿拉米圖片庫）
直面“分類學(xué)無政府狀態(tài)”
在許多方面，保護(hù)是這些情緒沸騰的地方，科學(xué)文獻(xiàn)中也出現(xiàn)了激烈的爭論。2017年，澳大利亞南十字大學(xué)的分類學(xué)家Leslie Christidis在一篇論文中認(rèn)為，生物學(xué)對新描述物種的持續(xù)激增——他稱之為“分類學(xué)無政府狀態(tài)”——使自然資源保護(hù)主義者很難引導(dǎo)資源或爭取支持。
Christidis告訴《現(xiàn)場科學(xué)》，這個想法確實有爭議，促使180多名科學(xué)家聯(lián)名公開譴責(zé) 。但Christidis堅稱，他從來沒有想過分類學(xué)在保護(hù)中沒有立足之地。相反，他說，他主張建立一個統(tǒng)一的框架來命名新物種和管理爭端。
事實上，隨著科學(xué)家們開發(fā)出更復(fù)雜的工具，將分類學(xué)與基因組學(xué)、標(biāo)記研究、建模甚至機器學(xué)習(xí)相結(jié)合，很明顯，最佳解決方案可能不是一刀切的定義。
探索新物種不可避免地會導(dǎo)致更多物種，這甚至不是真的。耶魯大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家托馬斯·尼爾在調(diào)查魚類的進(jìn)化史時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不同的物種，包括幾種流行的運動魚，實際上是相同的。
Near在接受《生活科學(xué)》采訪時表示：“我們必須讓科學(xué)引領(lǐng)我們走向未來，但這并不一定總是針對更多的物種。” 。
工作組目前正試圖制定新的指導(dǎo)方針。例如，《生命目錄》正在制定每個生命王國的命名規(guī)則，而其他團(tuán)體正在挖掘出更小的謎題。世界海洋物種登記冊正在追蹤海洋物種，而貓專家小組正在重新評估世界貓科動物的分類。
Christidis正在領(lǐng)導(dǎo)一項合并現(xiàn)有三種鳥類名單的工作，并希望在今年晚些時候發(fā)布一份報告。他說，在2016年一篇有爭議的論文根據(jù)新的定義將鳥類的數(shù)量增加了一倍后，該領(lǐng)域顯然應(yīng)該進(jìn)行清算。幸運的是，該組織的努力表明，“一旦所有證據(jù)都提交出來，即使不是普遍同意，也往往有可能達(dá)成共識，”他說。從那里，更容易判斷哪些物種最需要保護(hù) 。
“作為科學(xué)家，我們都想保護(hù)我們的生物多樣性，”Christidis說，“我認(rèn)為從這一共同點開始幫助很大。”