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Zootaxa | 陷入困境的分類學

轉(zhuǎn)載自公眾號：演化隨想

《生物多樣性公約》序言指出，締約方認識到"對生物多樣性普遍缺乏信息整理和認知理解，亟需發(fā)展科學、技術和制度能力以建立基礎認知，并采取適當措施"；但三十余年過去，目前的現(xiàn)狀仍未能實質(zhì)性改變這一論斷。直至今日，地球現(xiàn)存物種（尤其是動物類群）的確切數(shù)量仍是人類面臨的最大謎團與挑戰(zhàn)之一。林奈作為首位官方分類學家記錄了4,236種動物；M?bius將名錄擴展至418,600種；Mayr將其增至1,071,000種；Zhang的最新全面的數(shù)據(jù)評估顯示為1,552,319種——這一數(shù)字可能不足實際物種總數(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"不足地球預估物種總數(shù)的十分之一"。更嚴峻的是，對于已命名物種的權威名錄編纂，我們?nèi)蕴幱谟懻撾A段。從18世紀下半葉至19世紀末，動物物種命名年增長量約3,000種；20世紀期間年新增記錄約10,000種。盡管植物標本館和博物館收藏著大量未研究標本，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。按當前進度，全面探索動物多樣性需350至500年。這種基礎認知的空白因第六次大滅絕事件的迫近而加劇，預計2200年前將會發(fā)生。需注意的是，這些預估缺乏扎實的分類學支撐——或通過棲息地喪失評估等間接證據(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機制徹底消失，且不會留下任何化石記錄。

分類學

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

"分類學家既界定分類單元的獨有特征，也揭示不同分類單元間的共有特征"。

分類學為何重要

分類學是生物基礎數(shù)據(jù)的根本生產(chǎn)者，其研究成果實質(zhì)上是生物多樣性的公共數(shù)據(jù)庫，可供所有生物學科調(diào)用。但如前所述，我們僅描述了約10%的生物資源。針對單一或多種物種的行為學、保護生物學、生態(tài)功能、醫(yī)學價值、經(jīng)濟影響、農(nóng)學特性等研究，可視作生物科學的縱向延伸；而分類學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現(xiàn)的，則是生物科學數(shù)據(jù)集的橫向拓展。隨著分類學研究數(shù)據(jù)的積累，其他生物學科的研究基礎也隨之擴大。分類學如同支撐其他生物學科研究的基石——其研究成果越豐富，相關學科的探索空間就越廣闊。當代生物學的諸多進展，本質(zhì)上仍依賴于18至20世紀初分類學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，無異于試圖從一棵不再培育的樹上采摘果實。

分類學研究與人類福祉（包括預防危害）之間的關聯(lián)或許并非總是顯而易見，但其重要性絕不容忽視。分類學服務人類的方式，恰如食物鏈中生產(chǎn)者支撐頂級消費者的運作機制。筆者將分類學比作營養(yǎng)級金字塔的"生產(chǎn)者"，普通民眾作為"頂級消費者"，其他生物學科則占據(jù)中間營養(yǎng)級。分類學通過與其它學科協(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發(fā)現(xiàn)實際或潛在應用案例之一：2022年宣布利用草地貪夜蛾（Spodoptera frugiperda，鱗翅目）——原產(chǎn)美國但已擴散至其他地區(qū)的害蟲蛾類——卵巢細胞系生產(chǎn)COVID-19蛋白滅活疫苗，成功在其細胞中合成刺突蛋白。分類學揭示全球已知約40種灰翅夜蛾屬（Spodoptera）物種：其近緣物種的卵巢細胞（或其他組織）是否比草地貪夜蛾更具效率優(yōu)勢？該屬多個物種的細胞系能否應用于其他疫苗研發(fā)？若無分類學基礎，此類問題將無從探究。

在生物多樣性保護領域，Vane-Wright指出四大結(jié)構(gòu)性挑戰(zhàn)：i) 生物組織各層級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)性對保護工作的影響；iv) 制定保護目標時需協(xié)調(diào)不同價值體系。分類學至少為應對前兩項挑戰(zhàn)提供基礎支撐。Thomson等同樣強調(diào)："若缺乏基于科學、不受無效官僚程序制約的穩(wěn)健分類學范式，保護行動終將受損，可能對全球生物多樣性造成不可逆轉(zhuǎn)的災難性影響"。

Godfray的論述更為直白：

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

分類學的重要性可歸結(jié)為：推動分類學是生物科學發(fā)展的根基，抑制分類學則危及生物科學進步。

問題何在

當前研究重點正急劇偏離分類學，學術界大多只關注分類學的產(chǎn)出而非學科本身。例如，保護生物學家常對從標本采集到分類修訂的整套流程持懷疑態(tài)度，鮮少認可優(yōu)質(zhì)分類學工作，卻依然依賴這些分類學構(gòu)建的物種名錄。同樣，眾多生態(tài)學家、保護工作者及其他生物學家往往忽視分類學家的貢獻——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系的演進常被嚴重低估。Carvalho等指出，這不應被視為系統(tǒng)分類學的缺陷，而應歸咎于那些僅將分類學視作"生物命名服務"的認知局限。當今分類學被普遍（但錯誤地）貼上"過時"、"非進化性"和"描述性"的標簽，然而"描述新分類單元的過程需要極高的理論、實證與認識論嚴謹性"。此外，理解物種命名的實踐本質(zhì)（這在理論概念爭論中常被忽視）關鍵在于：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。"生物學教材與課堂鮮見分類學原理傳承；分類學家后繼無人；曾是分類發(fā)現(xiàn)全球中心的自然歷史博物館，為尋求資金與聲譽轉(zhuǎn)而追逐更時髦的生物學領域"。

"分類學資金匱乏，而依賴它的生物學分支學科卻吸金奪目"。

科學界耗費數(shù)十億美元搜尋地外生命、挖掘研究滅絕物種的同時，探索地球現(xiàn)存生命的學科卻資金短缺——這種反差令人驚愕，尤其當"物種滅絕速率可能高達每周11至690種，無脊椎動物日均滅絕1至100種"之時。最高滅絕速率估值已接近當今物種描述數(shù)量的兩倍。"任何其他科學領域，若認知率約低于10%（計入現(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。但盡管多次預警生物編目不足，這種認知在專業(yè)生物學家中仍普遍缺失"。二十余年后的今天，Godfray與Dubois的論斷依然成立，且形勢持續(xù)惡化。

分類學面臨根本性悖論：

"當其為其他生物學科提供數(shù)據(jù)的價值達歷史峰值，且至少90%基礎目標尚未完成之際，諷刺的是，它反被視為不值得資助的過時領域"。

造成當前困境的原因可歸結(jié)為以下幾點：分類學期刊影響因子偏低導致后繼研究者匱乏、資金短缺、學科吸引力不足、分類學家在其他生物學家中的形象欠佳、專業(yè)分類人才斷層、分類學未被認可為嚴謹科學、以及標本采集與保存的不合理限制。分類學家未能有效組織成具有凝聚力的團體來維護專業(yè)利益，這與系統(tǒng)學其他分支領域?qū)＜倚纬甚r明對比——后者普遍建立學會、創(chuàng)辦期刊并形成游說機制以推動學科發(fā)展。然而分類學界至今未構(gòu)建此類框架，國際或國家層面均缺乏專門促進與保護分類學的科學組織。這導致分類學家在制定科學政策、資金分配及優(yōu)先領域設定的官方與非官方機構(gòu)中，要么完全缺席，要么嚴重缺乏代表性。分類學破壞行為（taxonomic vandalism）更是雪上加霜。

筆者進一步觀察到，當代許多分類學家正艱難堅守學科本質(zhì)原則。他們似乎正逐漸喪失學科自信，或轉(zhuǎn)向資金支持更優(yōu)、能見度更高的生物學科。"自1940年代以來，分類學家常將自身目標與更現(xiàn)代、資金更充裕的學科目標相混淆"。這種目標模糊性在物種研究與物種形成研究的混淆中尤為凸顯：前者屬分類學范疇，關注物種間相似性與差異性的模式；后者則屬種群生物學領域，研究物種形成的過程機制。這種認知混亂直接導致分類學職業(yè)機會萎縮，最終造成從業(yè)者數(shù)量遞減與研究進展受阻，必將無可避免地阻礙其他生物學科的進步。

出路與解決方案

要使分類學重新獲得作為生物基礎數(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的重要性。試圖通過分類學與普通民眾直接利益的關系來解釋其重要性是不恰當?shù)摹３贁?shù)情況（如法律問題）外，分類學并非直接造福大眾的科學。實際上，分類學是生態(tài)學、行為學、遺傳學、演化生物學、保護生物學、經(jīng)濟生物學等其他所有生物學科以及公民科學賴以發(fā)展和為人類服務的基石。分類學為生態(tài)學家、行為學家、演化生物學家、保護生物學家、公民科學家和其他生物學家鋪就了前進的道路。遺憾的是，分類學很少從經(jīng)濟角度被討論。這可能是因為大多數(shù)"當權者"心知肚明但拒絕承認：所有生物學科的綜合經(jīng)濟價值就是分類學的經(jīng)濟價值。分類學需要優(yōu)先描述那些尚未被描述的物種，以免它們在未被記錄前就消失無蹤。

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），當今生物科學正是基于這些數(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在下個世紀繼續(xù)為人類服務，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。對分類學的投資是一項長期且不可或缺的需求，它將推動生物科學的發(fā)展，保障子孫后代的生存。建立長期戰(zhàn)略和行動計劃至關重要，同時需要持續(xù)的資金支持和明確的最終目標愿景。

? 分類學應被理解為生成基礎生物數(shù)據(jù)的重要工具。政策制定者應承認它是一門嚴謹?shù)目茖W。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。政府應劃撥專項資金，設立獨立部門或機構(gòu)，專門負責為生物科學生成基礎數(shù)據(jù)。

? 1992年里約地球峰會可能對分類學領域造成的傷害大于益處，主要是通過實施各種立法。對標本采集的限制、材料交換的限制以及對遺傳資源DNA取樣的所謂限制，都在阻礙分類學的發(fā)展。分類學家終其一生采集的標本數(shù)量，遠不及熱帶地區(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。保護生物學從根本上依賴于健全的分類學基礎。但可悲的是，大多數(shù)保護政策都是基于不完整和過時的物種編目，導致這些計劃失敗。應該支持、鼓勵分類學家進行標本采集、運輸和研究工作，建立可靠的數(shù)據(jù)集，使保護生物學和其他生物科學能夠沿著正確道路發(fā)展。

? 影響因子不適用于分類學，該作者計算出分類學文獻的平均引用年齡為61年，中位數(shù)為36年。分類學文章在最初幾年通常引用率較低，但它們具有長期價值，可能在未來幾十年甚至幾個世紀內(nèi)被引用。因此，僅根據(jù)過去幾年的有限時間范圍來評價分類學家是沒有意義的。事實上，聲譽良好的生物科學期刊，無論其影響因子如何，都應該為重要的分類學研究留出空間，以認可它們從分類學成果中獲得的一切。這種做法將提升分類學研究的重要性，增強研究人員對分類學領域的信心。

? 分類學很少被視為一門正式的學科，也很少被納入大學課程。因此，迫切需要將分類學確立為一門獨立的學科，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，加強分類學領域的人力資源建設、培養(yǎng)和保留。

盡管分類學困境正被廣泛討論，但現(xiàn)實是該學科仍被邊緣化、資金匱乏且價值低估。可以確信：倘若我們已準確測算地球母親的真實承載能力，并基于對實際物種多樣性、種間關系及生態(tài)功能的充分認知制定政策，當今世界本應更加美好。預估物種與已命名物種間的巨大認知鴻溝——唯有分類學能填補這一空白——終將引發(fā)生物科學的橫向發(fā)展危機。毋庸置疑，若分類學消亡、分類學家絕跡，整個生物科學網(wǎng)絡必將因失去根基支撐而崩塌。