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從農(nóng)田到雨林，從凍原到沙漠，地球上生活著數(shù)量龐大的物種。它們的形態(tài)千奇百怪、行為各不相同。博物學(xué)家為我們打開認(rèn)識(shí)它們的窗戶，追根尋源，研究地球億萬年變遷中生命的進(jìn)化繁衍，探究我們從何處來。
“我們究竟從哪里來的?”我們是女媧用泥土按照自己形象捏造的小人的子孫?或者是上帝創(chuàng)造的亞當(dāng)夏娃的后代嗎? 大約46億年前，地球誕生。雖然我們還無法確知人類究竟何時(shí)出現(xiàn)，但我們已經(jīng)了解，人類的祖先是經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的艱苦歷程才完成了從猿到人的轉(zhuǎn)變。 雖然我們知道，在進(jìn)化這條路上，人類同所有的物種一樣都是平等的。但我們?nèi)匀豢赡苷J(rèn)為，人類是地球上一種凌駕于所有物種之上的高等動(dòng)物，是萬物的主宰。 真的是這樣嗎?要找到答案需要一番探索。就讓我們跟隨“智人”(也就是現(xiàn)代人)，到曲折復(fù)雜的物種迷宮中來一次探索。 一 人屬于特別奇怪的物種，我們?nèi)祟愡€有一個(gè)獨(dú)一無二的科學(xué)的名字，叫作智人。 我們喜歡記錄、描述并分門別類地把數(shù)以萬計(jì)的生物劃入它們所屬的科學(xué)類別之中。第一步，我們智人喜歡做的事情是：收集物種。 柏林自然歷史博物館從非洲收集到一些不同種類的狐猴標(biāo)本，年代已非常久遠(yuǎn)，因此，它們不僅有巨大的科學(xué)價(jià)值，而日，還有歷史和文化價(jià)值。這里還有一些不同的猾豹標(biāo)本，分別來自巴厘島、中國(guó)、爪哇島。(圖1)  在巴黎自然歷史博物館，收藏的規(guī)模也類似。倫敦、華盛頓以及東京博物館的情況也是如此。事實(shí)上，如果算上世界符地所有收藏品，物種標(biāo)本肯定超過10億種。
柏林閆然歷史博物館館長(zhǎng)雅克·庫(kù)辛說，在柏林自然歷史博物館的收減類別中，鳥類的標(biāo)本數(shù)量龐大。自然歷史博物館1793年建市時(shí)，有450個(gè)鳥類標(biāo)奉。今天已達(dá)到15.5萬。雖然現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)新物種的速度慢了許多，但新的物種還在不斷地破發(fā)現(xiàn)著。 描述生命時(shí)，我們從物利，的概念開始。大家都不似思索地使用“物種”一詞。但你是如何定義物種的?可以這樣說，如果兩個(gè)異性個(gè)體能夠繁殖，并且它們的后代可以生育，它們就是同一物種 物種概念的優(yōu)勢(shì)在于它可以使我們將數(shù)百萬個(gè)個(gè)體劃分為同一類別，我們?cè)俳o它指定一個(gè)獨(dú)特的拉丁學(xué)名。 雅克·庫(kù)辛說，博物館一部分區(qū)域收藏的物種貼的是紅色標(biāo)簽，它們是我們所稱的“正型標(biāo)本”。正型標(biāo)本是用來衡量一個(gè)物種的標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)生命世界是由正型標(biāo)本描述系統(tǒng)所控制。例如，一只白長(zhǎng)臂猿標(biāo)本是1822年～1826年在爪哇島收集到的，被送到了巴黎。當(dāng)時(shí)研究它的人立刻意識(shí)到它與當(dāng)時(shí)已知的猿類不同。因此他們稱：“這是只新猿種”。這件用來定義描述新種的標(biāo)本就是正型標(biāo)本。(圖3)  記錄下來并起了學(xué)名的活的物種有1749577個(gè)。 但是，起學(xué)名并不足以構(gòu)建對(duì)自然的內(nèi)在代表性的表述。我們憑直覺知道。與尼蝦相比，狗跟狼相近得多。而與牛相比，龍蝦與巨大擬濱蟹有著更多的相似之處。 我們?nèi)绾熙尣煌锓N之間存在的相似之處呢?讓我們從生命世界中隨機(jī)抽取一些例子：蘇格蘭三文魚、狐猴、金絲雀、蝸牛、鱷魚、蝙蝠以及我們?nèi)?。為了區(qū)分它們，我們需要選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。似設(shè)我們有一臺(tái)分類機(jī)，我們將“翅膀”一詞輸進(jìn)去，用機(jī)器分類。 我們得出了兩組：有翅膀的一組；沒翅膀的一組。我們?cè)佥斎搿懊l(fā)”。再次得出兩組：無毛發(fā)的一紺和有毛發(fā)的一組。但是，現(xiàn)在有翅膀一組的那些分成丫不同的組。我們?cè)僭囋嚒巴取?。這次得出了四足動(dòng)物、我們二足動(dòng)物的人以及兀腿3個(gè)不同的組。問題是，每個(gè)特性得出不同的結(jié)果。人類試過了，昕有的標(biāo)準(zhǔn)：大小、壽命以及地理分布、繁殖方式和攝食習(xí)性。發(fā)明了1000種分類系統(tǒng)，從最原始的到最復(fù)雜的，從理性的到隨機(jī)的。 一位阿根廷作家曾援引一部百科全書中的分類方式，將動(dòng)物分成了許多類群：屬于皇帝的動(dòng)物、動(dòng)物標(biāo)本、馴化的動(dòng)物、供食用的動(dòng)物、觀賞性動(dòng)物、傳說中的動(dòng)物、野生動(dòng)物，跟我們現(xiàn)在分類一樣的，比如蝴蝶類、發(fā)瘋的動(dòng)物、無法分類的動(dòng)物、毛發(fā)可以做刷子的動(dòng)物等。 在這些分類系統(tǒng)中，有一種比其它類別具有更多的意義。 一棵球形灌木用現(xiàn)代方式表達(dá)了生命從遠(yuǎn)古到現(xiàn)在的發(fā)展方式，我們把這棵球型灌木稱之為生命樹。地球上所有生存物種都在這些數(shù)以百萬計(jì)的樹枝末梢之中。 波爾多大學(xué)科學(xué)歷史學(xué)家帕斯卡爾·杜里希說，18世紀(jì)，有關(guān)自然的一個(gè)主導(dǎo)看法是生物鏈：自然不是突然發(fā)生變化的，我們是在不知不覺中從植物王國(guó)進(jìn)入到動(dòng)物王國(guó)，那些中斷或者突變實(shí)際上是錯(cuò)覺。查爾斯·邦尼特首次將這種“生物鏈”解釋為梯子，生物發(fā)展是逐步上升的。 在梯子的底部是基本的元素：火、空氣、水，然后是真菌和植物。之后逐漸上升進(jìn)入到動(dòng)物王國(guó)。繼續(xù)向上是昆蟲、甲殼類動(dòng)物、蝸牛、蛇、魚類和飛魚，它們與兩棲鳥類形成了鏈，繼續(xù)向上是鴕鳥、四足動(dòng)物，這個(gè)生物鏈的最上面是人。 18世紀(jì)以前，自然學(xué)家區(qū)別生物的門類一直受到上帝造物傳統(tǒng)觀念的影響。 龐塞·丹尼斯·埃庫(kù)查德·利布龍?jiān)谒臅姓f，“所有的生命在生物鏈中都相互關(guān)聯(lián)。大自然總是遵循自己的規(guī)律……從我們?nèi)祟惖缴磉叺膭?dòng)物，所有的物種之間都有著千絲萬縷的聯(lián)系。從模糊不清的珊瑚、萌生的植物到礦物，從珊瑚蟲到植物昆蟲?！?span id="zlyedxq7" class=Apple-converted-space> 瑞典博物學(xué)家卡爾·馮·林奈是18世紀(jì)中葉一位重要的自然學(xué)家。1735年，他出版了一部名為《自然系統(tǒng)》的基礎(chǔ)性著作。在這部宏篇巨著中，林奈將自然界的3個(gè)王國(guó)分成了綱、目、科、屬、種。這些基本的分類方法今天還在使用。 給地球上的生物分類是相當(dāng)困難的事情。好像怎么分都有道理，卻怎么分都難以分清。所有的物種好像都復(fù)雜地交織在一起。但盡管如此，自古以來分類的工作依然在被不斷地嘗試。
在16世紀(jì)中國(guó)醫(yī)學(xué)巨著《本草綱目》中，李時(shí)珍共收錄了1892種藥物和它們的用法。在這本書中，李時(shí)珍把藥物分成了16部，60類，不僅分出動(dòng)物、植物、礦物3類，而且還統(tǒng)一了許多藥物的命名。運(yùn)用科學(xué)的分類方法，去駕馭浩瀚的本草寶庫(kù)，是李時(shí)珍對(duì)分類學(xué)非?？少F的貢獻(xiàn)。使得這本書的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了醫(yī)學(xué)的范疇。它被達(dá)爾文稱贊為“1596年的百科全書”。 真正科學(xué)的分類學(xué)體系是到近代才建立的?！侗静菥V目》之后的200年，林奈出版了巨著《自然系統(tǒng)》，創(chuàng)立了給物種命名的雙名法和界、門、綱、目、科、屬、種的等級(jí)分類體系。這樣的分類方法到達(dá)爾文《物種起源》得到完善，直到今天仍在使用。只是隨著新的發(fā)現(xiàn)，又增添了許多新的分支。 二
我們到自然歷史博物館中參觀，經(jīng)常會(huì)看到表示生物進(jìn)化的進(jìn)程示意圖。圖上顯示了地球何時(shí)誕生、生命、何時(shí)起源、某些標(biāo)志性的物種何時(shí)出現(xiàn)，一直到人類的誕生。在不同展區(qū)里還會(huì)發(fā)現(xiàn)，各門各類生物的起源以及繁衍的進(jìn)化示意圖。 我們現(xiàn)在已知有大約200萬種生物。但粗略估計(jì)，地球上生活的物種可能實(shí)際上會(huì)有500萬到1億種，甚至更多。因?yàn)楹芏辔锓N在我們還沒發(fā)現(xiàn)時(shí)它已滅絕了。
如此之多的物種，怎樣把它們說清楚?直到19世紀(jì)，物種分類方法確立。解決了物種命名和分類的難題之后，人們才終于有可能對(duì)地球上的物種進(jìn)行更深入的研究。 盡管如此，把每一個(gè)物種正確排列，并不是一件簡(jiǎn)單的事情。實(shí)際上，與一個(gè)物種出現(xiàn)的相關(guān)問題，是非常奇妙、復(fù)雜而且有趣的。 帕斯卡爾·杜里希說，18世紀(jì)，自然學(xué)家之間的爭(zhēng)論圍繞著兩個(gè)主題。一邊是連續(xù)學(xué)派，主張生物鏈；另一邊為非連續(xù)學(xué)派，認(rèn)為自然可以根據(jù)林奈的分類系統(tǒng)分成許多類群。18世紀(jì)末，出現(xiàn)了表達(dá)自然的第三種說法，試圖融合這兩種觀點(diǎn)。到19世紀(jì)，一名植物學(xué)家以樹的形式將連續(xù)性與非連續(xù)性結(jié)合了起來。 在一個(gè)樹枝上列出在某些形式上相互關(guān)聯(lián)的物種種類，它們保持著一種連續(xù)性。從一個(gè)樹枝跳到另一個(gè)樹枝，存在著非連續(xù)性，也就是間斷性。這種表達(dá)方式還有另外一種含義，那些發(fā)生在樹的根部的事件要早于發(fā)生在樹頂端的事件。 因此，這種以樹表達(dá)的形式改變了18世紀(jì)那些認(rèn)為物種不變的神創(chuàng)論的觀念。 1859年，一部極為重要的著作在英格蘭出版，這就是達(dá)爾文的《物種起源》。在這部著作中，沒有簡(jiǎn)單地介紹連續(xù)性或非連續(xù)性，而是介紹了地球上生命的演化歷史和生物多樣性。 達(dá)爾文是第一個(gè)抓住生命之樹這種表達(dá)方式真正含意的人。在《物種起源》中，他提出了對(duì)這種表達(dá)方式新的理解，生命之樹就變成了系統(tǒng)樹。 達(dá)爾文說，同一綱中一切生物的親緣關(guān)系常常用一株大樹來表示，我相信這種比擬在很大程度上表達(dá)了真實(shí)情況。綠色的、生芽的小枝可以代表現(xiàn)存的物種；以往年代生長(zhǎng)出來的分支可以代表長(zhǎng)期的、連續(xù)的絕滅物種……舊芽和新芽南分枝來連結(jié)的情形，可以代表一切絕滅物種和現(xiàn)存物種的分類，它們?cè)谌褐掠址譃槿骸?span id="zlyedxq7" class=Apple-converted-space> 在達(dá)爾文之后，系統(tǒng)學(xué)需要新的功能。它不再只是一個(gè)確定物種問親緣關(guān)系的問題，而是發(fā)現(xiàn)它們的進(jìn)化史以重建其系統(tǒng)進(jìn)化樹的問題。 19世紀(jì)的系統(tǒng)樹是一棵巨大的橡樹，橡樹的每個(gè)樹枝代表著地球上某個(gè)時(shí)間生存的物種。在樹的底部，是最原始的物種，樹的頂部是智人。 如今的智人認(rèn)為，這棵橡樹表述得并不準(zhǔn)確。問題在其樹干，使得某些物種在頂部，而另外一些物種在底部。但實(shí)際情況不是這樣。生命之樹應(yīng)該是個(gè)球形灌木，沒有主干，不是只向上長(zhǎng)，而是向四周生長(zhǎng)，沒有長(zhǎng)到外面就停止生長(zhǎng)的枝干代表滅絕的物種。長(zhǎng)到外緣的枝干代表現(xiàn)在還生存的物種。(組圖4)
 智人將自己放在普通枝干的末端，沒有放在生命之樹的頂部。令人高興的是，在球形灌木中心，智人發(fā)現(xiàn)了一系列枝權(quán)，將他與地球上所有其它生存物種聯(lián)系在了一起。如果我們沿著枝權(quán)返回到球形灌木中心，我們首先發(fā)現(xiàn)史前人類與我們沒有分開。之后，分叉的樹枝將智人引導(dǎo)到最近的親屬：黑猩猩和倭黑猩猩。我們3個(gè)擁有共同的祖先，我們生活在約600萬年前的非洲，我們的祖父25萬代之前再向前100萬代，發(fā)現(xiàn)的是通向山地大猩猩的分支。再向前是猩猩的分支。這種關(guān)系第一眼看上去并不明顯，但是胚胎研究闡明了這一點(diǎn)。
動(dòng)物學(xué)家弗里德·邁耶說，胚胎在分類中起著非常重要的作用，因?yàn)樵谂咛グl(fā)育過程中，呈現(xiàn)出許多構(gòu)造特征，而這些特征后來在成年動(dòng)物身上消失了。(圖5)  人和長(zhǎng)臂猿有著一個(gè)共同明顯的特性：完全沒有尾巴。人是人科動(dòng)物，確切地說是因?yàn)槿瞬辉儆形舶汀５畛醯娜?，則是完全不同的人。 41天時(shí)的人，絕對(duì)有條尾巴。在第7周，形成尾巴的椎骨萎縮并長(zhǎng)在了一起，長(zhǎng)成了尾椎骨。就像長(zhǎng)臂猿一樣。 大約2500萬年前，人科動(dòng)物科加入了另外一個(gè)由82個(gè)猴種組成的大家庭。它們確實(shí)有尾巴：如狒狒、獼猴等。智人與它們一起組成了狹鼻類總科。因?yàn)楸强椎脑?，人成了像灰頰猴一樣的狹鼻類動(dòng)物。 黑疣猴與各種僧帽猴、眼鏡猴一樣，也屬于簡(jiǎn)鼻亞目。它的眼睛就像它的頭部一樣大，夜視能力特別強(qiáng)。另外，它的會(huì)話能力也很出色，像毛狐猴以及馬達(dá)加斯加狐猴一樣。人屬于靈長(zhǎng)類動(dòng)物。據(jù)最新調(diào)查，靈長(zhǎng)類動(dòng)物共有188種。所有靈長(zhǎng)類動(dòng)物的祖先生活在6300萬年前，也就是約700萬代之前。有什么證據(jù)表明智人真是這個(gè)家庭的成員?
根據(jù)系統(tǒng)學(xué)，拇指就是證據(jù)。 巴黎自然歷史博物館系統(tǒng)學(xué)家吉?jiǎng)谀贰だ匾蛱卣f，對(duì)生的拇指是指與其它4個(gè)指頭方向相對(duì)，能夠抓住樹枝等東西的指頭。這是人與大猩猩、黑猩猩、狒狒、狐猴以及眼鏡猴共有的一個(gè)特性。其它哺乳動(dòng)物不存在對(duì)生拇指。很顯然，這是在過去進(jìn)化過程中從我們共同祖先那里繼承下來的一個(gè)創(chuàng)新特性。擁有這一特性的動(dòng)物被稱為靈長(zhǎng)類動(dòng)物。 這一共同祖先的新概念是我們進(jìn)行生物分類的基礎(chǔ)，它也從根本上改變了人看待自己的方式。人的每一個(gè)身體特性都與某個(gè)特定祖先聯(lián)系在了一起，而每一位特定祖先都與生命之樹的某個(gè)分支相對(duì)應(yīng)。人只是過去數(shù)百萬年發(fā)生的進(jìn)化過程中的一個(gè)結(jié)果。除了拇指外，還有直立的姿勢(shì)、鼻子、乳腺、肺泡、肉鰭、兩側(cè)對(duì)稱、脊椎等。 事實(shí)上，生命之樹講述了智人某些身體部分，如拇指的故事發(fā)生的時(shí)間相對(duì)較近。身體其它部分如細(xì)胞核的故事發(fā)生的時(shí)間則很久遠(yuǎn)。 每一類群與生命之樹的一個(gè)分支相對(duì)應(yīng)。繼續(xù)向樹的中心，我們將發(fā)現(xiàn)這些類群中的每個(gè)特征的起源。 靈長(zhǎng)類動(dòng)物之后，是兔子和嚙齒類動(dòng)物家族。它包括獅子、馬、鯨魚、跳鼠、犀牛、大耳蝠以及歐洲鼴鼠。之后我們到最重要的一個(gè)分支點(diǎn)：真獸亞綱哺乳動(dòng)物分支。 在這里，我們找到了失去聯(lián)系的澳大利亞分支，澳大利亞的動(dòng)物在1.4億年前與自己的家族分開了。當(dāng)然這包括袋鼠，還有許多只能在澳大利亞才能發(fā)現(xiàn)的其它動(dòng)物，如澳大利亞鼴鼠。 我們終于在系統(tǒng)樹上找到了自己的那一條枝權(quán)。 我們知道了按照現(xiàn)代分類學(xué)，人類屬于脊索動(dòng)物門、脊椎動(dòng)物亞門，哺乳綱，靈長(zhǎng)目，類人猿亞目，狹鼻猴次亞目，人猿超科，人科，人屬，人種。我們也發(fā)現(xiàn)，人類竟然與許多我們今天看來并不相干的物種有著或多或少的有趣的聯(lián)系。這給了我們一個(gè)啟示：物種的多樣性更有利于地球上生命的延續(xù)與發(fā)展。 研究人員通過考察化石記錄發(fā)現(xiàn)，在35億年的歷史時(shí)間中，平均每年應(yīng)該有百萬分之一的生物物種滅絕。然而?，F(xiàn)在每天都大約有100多種生物在地球上滅絕。原因是人口增長(zhǎng)、過度開發(fā)、外來物種入侵、環(huán)境污染、氣候變化。物種滅絕進(jìn)程的加快，使我們對(duì)地球生命感到擔(dān)憂，也使我們對(duì)自身的生存擔(dān)憂。 當(dāng)智人探索生命系統(tǒng)時(shí)，注意到一個(gè)有趣的現(xiàn)象：一些看上去長(zhǎng)得非常相像的物種，實(shí)際上有著本質(zhì)的 三 當(dāng)智人探索生命系統(tǒng)時(shí)，注意到一個(gè)有趣的現(xiàn)象：一些看上去長(zhǎng)得非常相像的物種，實(shí)際上有著本質(zhì)的差別，我們也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沿著系統(tǒng)樹向內(nèi)部探索時(shí)，人類與今天好像完全沒有關(guān)系的物種聯(lián)系在了一起。也就是說，不僅猿、黑猩猩、大猩猩這些靈長(zhǎng)目的物種與我們有親緣關(guān)系，甚至，像鴨嘴獸這種距離我們非常遙遠(yuǎn)的物種，在系統(tǒng)樹的某一個(gè)環(huán)節(jié)也與我們有著某種聯(lián)系。鳥類甚至爬行動(dòng)物也會(huì)與我們有關(guān)系。
巴黎自然歷史博物館系統(tǒng)學(xué)家吉?jiǎng)谀贰だ匾蛱卣f，金色鼴鼠與澳大利亞鼴鼠具有相同的特性：眼睛退化、沒有耳廓、前肢發(fā)達(dá)。具有相同特性的兩種不同的鼴鼠，再深入內(nèi)部進(jìn)行研究時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們一點(diǎn)也不相像。一只內(nèi)部是‘袋鼠’，而另一只內(nèi)部特征則屬于‘刺猬’。外表與內(nèi)部完全是兩碼事，這是一種進(jìn)化趨同現(xiàn)象。進(jìn)化趨同指的是相似的環(huán)境中不同的生物演化出了相似的器官。 巴黎自然歷史博物館生物學(xué)家簡(jiǎn)·皮埃爾說，在圖像中，我們可以清晰地看到歐洲鼴鼠挖土壤的兩只爪子像鏟子一樣運(yùn)動(dòng)。以致于人們會(huì)設(shè)想，沒有其它動(dòng)物具備這種功能。然而，澳大利亞袋鼴鼠交替使用每只爪子，與歐洲鼴鼠垂直使用爪子達(dá)到的是同樣效果。
從球形灌木中我們能找到人的祖先遺留的幾個(gè)重要特性：帶有乳頭的乳腺、特別方便的身體結(jié)構(gòu)：可移動(dòng)的肩胛。 簡(jiǎn)·皮埃爾說，x光可以幫助我們看到運(yùn)動(dòng)動(dòng)物的骨架。在圖像中我們可以清晰地看到真獸亞綱哺乳動(dòng)物運(yùn)動(dòng)時(shí)的基本特點(diǎn)，肩胛的運(yùn)動(dòng)。它圍繞著一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)，即繞著胸腔運(yùn)動(dòng)。像我們靈長(zhǎng)類動(dòng)物，肩胛繞胸腔運(yùn)動(dòng)，可以使整個(gè)肢體進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)，使這些動(dòng)物有能力掛在樹枝上并且能夠爬樹。因此，它們可以開發(fā)利用森林這一全新的環(huán)境。 人是胎生的，有毛發(fā)、乳房和耳廓，是恒溫動(dòng)物，即身體能夠保持穩(wěn)定的內(nèi)部溫度。是像鴨嘴獸一樣的哺乳動(dòng)物。 柏林自然博物館館長(zhǎng)雅克·庫(kù)辛說，嘴巴扁平的鴨嘴獸是一種處在過渡位置的動(dòng)物，因?yàn)樗喜溉閯?dòng)物的定義。它裹著短毛，并且哺乳幼仔。然而，除了鴨嘴獸的嘴是扁平的，更難以置信的是1798年首次發(fā)現(xiàn)它時(shí)，得知鴨嘴獸還產(chǎn)蛋，這超出了學(xué)術(shù)界可以接受的哺乳動(dòng)物的界限。當(dāng)?shù)谝恢圾喿飓F標(biāo)本被帶到英國(guó)博物館時(shí)，人們認(rèn)為是惡作劇，于是決定證實(shí)它?，F(xiàn)在還保存在倫敦的第一只鴨嘴獸標(biāo)本身上，還有當(dāng)初驗(yàn)證真?zhèn)螘r(shí)剪過的痕跡。直到數(shù)十年后，科學(xué)家才最終承認(rèn)存在著產(chǎn)蛋的哺乳動(dòng)物。后來又發(fā)現(xiàn)了針鼴鼠，這兩個(gè)種類，科學(xué)家單獨(dú)為它們劃分了類別，稱為單孔目動(dòng)物。 單孔目動(dòng)物是在分類系統(tǒng)中離人最遠(yuǎn)的哺乳動(dòng)物。它是很早以前分出的一個(gè)生命分支，在這一分支之后1.3億年，沒有一個(gè)與它們相近的親緣動(dòng)物。1.3億年是很長(zhǎng)的時(shí)間，進(jìn)化仿佛停止了。但事實(shí)上，進(jìn)化沒有停止哺乳動(dòng)物屬于一個(gè)更大的類群：羊膜動(dòng)物。羊膜動(dòng)物中出現(xiàn)了無數(shù)生命分支，但是許多物種都滅絕了。 人是羊膜動(dòng)物，像粉紅色的火烈鳥、金絲雀以及犀鳥，因?yàn)楣餐淖嫦劝l(fā)明了羊膜，可以包裹并保護(hù)胚胎的膜。也就在此時(shí)，尼羅河鱷魚、蟒蛇以及龜……簡(jiǎn)而言之，爬行類動(dòng)物加入到了人的系統(tǒng)樹。 柏林自然歷史博物館動(dòng)物學(xué)家馬克·奧利弗·羅德爾說，傳統(tǒng)上，爬行類動(dòng)物包括龜、鱷魚、蜥蜴和蛇“爬行類動(dòng)物”不是一個(gè)自然類群。自然類群由起源于同一個(gè)祖先的動(dòng)物組成，它必須包括所有的后代。 從系統(tǒng)學(xué)的角度，如果爬行類動(dòng)物被認(rèn)為是一個(gè)自然類群，它們必須擁有至少一個(gè)獨(dú)具特征，也就是所有爬行動(dòng)物都有，而其它動(dòng)物都沒有的特征。我們知道鱷魚和鳥擁有共同的特征。例如，鱷魚嘴巴有一個(gè)口，蛇或者烏龜都沒有。 馬克·奧利弗·羅德爾說，我們現(xiàn)在知道鳥類也同鱷魚的關(guān)系密切，我們只有把鳥類也加入這一類別，‘爬行類動(dòng)物’這一術(shù)語(yǔ)才有意義。 我們認(rèn)為，從現(xiàn)在起，鱷魚以及其它凱門鱷你們?nèi)ビ^鳥亭。蜥蜴和蛇，你們?nèi)バ碌念惾瑚臊埑?，烏龜就待在這里，我們剛為你們發(fā)明了一個(gè)類群：龜鱉目。 下一個(gè)分支點(diǎn)是3.4億年前的四足動(dòng)物分支。 四足動(dòng)物是更大的類群，包括所有陸生的脊椎動(dòng)物類群?，F(xiàn)在，已經(jīng)確定了26308個(gè)物種，每個(gè)物種體態(tài)和大小不一，從火蜥蜴到長(zhǎng)頸鹿，還包括海蟾蜍。一種新發(fā)現(xiàn)的非洲青蛙也是四足動(dòng)物：它現(xiàn)在還沒有名字，(圖6) 馬克·奧利弗·羅德爾說，聲音分析使我們相信，這只青蛙是新物種。提取DNA樣本，把它同其它青蛙的DNA序列進(jìn)行比對(duì)。結(jié)合對(duì)這只青蛙的聲音及解剖學(xué)分析，確定是不是新的青蛙物種。
在屏幕上，4種不同的顏色代表4種DNA堿基，可以清楚地看到，一些青蛙擁有同樣的序列，而另外一些青蛙的序列不同。(圖7)  對(duì)于分類學(xué)來說，遺傳學(xué)和形態(tài)學(xué)同樣重要。
我們來到4.2億年前，比我們的共同祖先自水中出現(xiàn)還早的年代。 在這一遙遠(yuǎn)的年代發(fā)生的演化造就了陸地上的生命。 肉鰭魚像腔棘魚一樣，因?yàn)樗鼈兊啮捈锌?。我們?xí)慣稱鰭棘為胳膊和腿，但從進(jìn)化學(xué)的角度講，它們是鰭。它是通過一塊骨頭與骨骼的其它部分相連，這是肉鰭魚的巨大進(jìn)化特征。 骨頭使鰭條遠(yuǎn)離了身體，鰭條因此進(jìn)化成了不同的形狀，發(fā)展了新的功能。首先是能夠行走：從水里走了出來，然后爬樹，甚至飛行。 來到下一個(gè)分支：脊椎動(dòng)物分支。 許多水中魚又加入進(jìn)來，魚的鰭不是中空的，就好像它們的腳趾頭直接與身體相連。這些魚是硬骨魚，像歐洲沙丁魚和蘇格蘭鮭魚一樣，長(zhǎng)的是硬骨，而不是軟骨。 此時(shí)，與人有親緣關(guān)系的動(dòng)物數(shù)量增加了一倍，達(dá)到50000種。即便如此，這一數(shù)字相對(duì)地球上數(shù)百萬個(gè)物種還只是九牛一毛。 對(duì)那只非洲青蛙DNA進(jìn)行研究得出結(jié)論：這只青蛙是一個(gè)新物種。于是，遺傳學(xué)繼形態(tài)學(xué)之后，成為研究物種分類學(xué)的又一個(gè)新的手段?？茖W(xué)家掌握了這兩種方法，就能夠游刃有余地發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)新的物種，讓這些物種歸入到系統(tǒng)之樹的正確位置。 1837年7月的一天，達(dá)爾文坐在屋子里翻開記錄本，用羽毛筆寫下3個(gè)字：“我認(rèn)為”，接著畫了一幅纖細(xì)的樹形結(jié)構(gòu)——這就是后來的進(jìn)化樹。達(dá)爾文用它來解釋不同物種之間的進(jìn)化關(guān)系。到《物種起源》發(fā)表的幾十年后，這棵柔弱的“小樹苗”已經(jīng)長(zhǎng)成一棵枝葉繁茂的“大樹”。 隨著對(duì)物種研究的不斷深入，我們看到的已經(jīng)不是那棵如同橡樹般粗壯的大樹。對(duì)物種的進(jìn)化以及它們之間的關(guān)系的描述，已經(jīng)變成了一株球形灌木。 四 從人類誕生的那天起，就不斷地探索地球上的物種。從中國(guó)的神農(nóng)嘗百草，到李時(shí)珍用20多軍時(shí)間考察，寫出《本草綱目》；從古希臘哲學(xué)家提出物質(zhì)是萬物的本源，到英國(guó)的達(dá)爾文登上貝格爾號(hào)皇家軍艦考察、發(fā)表《物種起源》；再到18至20世紀(jì)，一些“植物獵人”走遍世界，把各地的植物帶回并引種到歐洲，讓它們?cè)诋惖厣娣毖?。這些探索與發(fā)現(xiàn)，不僅促進(jìn)人們對(duì)世界的認(rèn)知，也改變了人類的生活。 今天我們所知曉的如此之多的物種，得益于前人的探索與發(fā)現(xiàn)。實(shí)際上，這樣的發(fā)現(xiàn)今天還在進(jìn)行著。2006年，來自25個(gè)國(guó)家的160名科學(xué)家在美拉尼西亞的桑托島花了數(shù)月時(shí)間，進(jìn)行了對(duì)所有生態(tài)系統(tǒng)以及眾多生命家族的資源調(diào)查。 巴黎自然博物館分類學(xué)家菲利普·布徹特說，一般而言，科學(xué)家在實(shí)地所要做的，更多的是最大限度地采集標(biāo)本，這些標(biāo)本能夠?yàn)槿蘸蟮难芯刻峁┮罁?jù)。在實(shí)地，科學(xué)家并不期望一定要發(fā)現(xiàn)新物種。 實(shí)際上，數(shù)百萬物種在它們被發(fā)現(xiàn)前就消失了。與人在下一個(gè)分支遇到的大熊貓、大白鯊不同，我們甚至沒有時(shí)間將它們列入瀕危物種紅色名錄。 人像大白鯊一樣是有頜動(dòng)物，因?yàn)橛猩舷骂M，可以用嘴巴的開合進(jìn)行捕食。人是脊椎動(dòng)物，因?yàn)橛屑棺等诉€是有頭動(dòng)物，因?yàn)橛斜Ｗo(hù)珍貴大腦的頭蓋骨。 人和這些親緣動(dòng)物在一起，就讓全家福看上去很怪異。 再擴(kuò)大點(diǎn)范圍，人屬于脊索動(dòng)物，和那種身體透明，沒有頭也沒有鰭的文昌魚以及柔軟的、同著在海底的海鞘屬于同一類。此時(shí)，你可能認(rèn)為我們的分類到頭了，但是你搞錯(cuò)了。 人還屬于后口動(dòng)物。像海參、海星、海膽一樣的后口動(dòng)物。這意味著人的神經(jīng)系統(tǒng)長(zhǎng)在背側(cè)，與神經(jīng)系統(tǒng)在腹側(cè)的龍蝦不同。 從拓?fù)鋵W(xué)的觀點(diǎn)看，人類早期發(fā)育就像一個(gè)面包圈。頭部有個(gè)孔，尾底也有個(gè)孔，兩個(gè)孔之間由一條管子連接。這條管子最后發(fā)育成人的消化道。人是后口動(dòng)物，口是在胚胎發(fā)育過程中形成的。 一些物種是從嘴開始發(fā)育的，而人則是由肛門開始發(fā)育，然后才發(fā)育嘴。后口動(dòng)物這個(gè)詞來源于希臘語(yǔ)，意思是‘嘴在后面’。 在整個(gè)動(dòng)物界，58，000種后口動(dòng)物簡(jiǎn)直就是滄海一粟。因?yàn)槿祟惏l(fā)現(xiàn)的動(dòng)物已超過了百萬。 人是左右對(duì)稱動(dòng)物，像果蠅一樣，也像螃蟹和蝸牛，因?yàn)樯眢w分為左右對(duì)稱兩部分，這是海綿和水母所沒有的。 考慮到已滅絕的物種，地球上的物種也許不是數(shù)百萬而是數(shù)十億。還是讓我們關(guān)注現(xiàn)在生存的物種，還有一些親緣動(dòng)物要發(fā)現(xiàn)。 7億年前，動(dòng)物王國(guó)的布局就已初見端倪。(圖8) 人是多細(xì)胞動(dòng)物，因?yàn)槿藫碛卸嗉?xì)胞運(yùn)動(dòng)機(jī)體。這意味著人由多個(gè)細(xì)胞組成，可以運(yùn)動(dòng)。除了多細(xì)胞動(dòng)物外，還有一群比較安靜的生物。我們通常叫它們“植物”。但在真核生物這個(gè)家族里，我們又是一類了。我們和玫瑰、巨大的美洲杉樹、天竺葵都屬于同一類生物，即真核生物。我們通常認(rèn)為所有生命要么屬于動(dòng)物王國(guó)，要么屬于植物王國(guó)，單細(xì)胞也不例外：一硅藻和甜菜一樣是植物，草履蟲和長(zhǎng)頸鹿一樣是動(dòng)物。(圖9、10)  現(xiàn)在的分類則把單細(xì)胞單獨(dú)地成立了一個(gè)門類。它既不屬于動(dòng)物，也不屬于植物。
真核生物只是生命之樹的三大分支之一。在真核生物分支里，有動(dòng)物、有植物、還有有細(xì)胞核的單細(xì)胞生物。 而細(xì)菌則不屬于這個(gè)分支。在它們的分支里，科學(xué)家已經(jīng)確認(rèn)了10000個(gè)細(xì)菌種類，但是據(jù)認(rèn)為有數(shù)百萬種之多。 一些細(xì)菌確實(shí)導(dǎo)致我們得百日咳和霍亂，、但很多細(xì)菌對(duì)我們是有益的。沒有細(xì)菌，植物就不會(huì)有氮，動(dòng)物也不會(huì)消化。簡(jiǎn)而言之，沒有細(xì)菌就不會(huì)有地球上的生命，也不會(huì)有人。 第三個(gè)分支是古生菌，幾十年前，還完全不知道它們的存在，‘這種生物目前已發(fā)現(xiàn)有100種，可能有上百萬種還沒被發(fā)現(xiàn)。 遺傳學(xué)與微生物學(xué)研究所生物學(xué)家朱莉·加德斯說，在我們實(shí)驗(yàn)室，正在研究幾種古生菌，包括火球菌。這種古生菌是在海床上發(fā)現(xiàn)的。這種細(xì)菌不同尋常，因?yàn)樗鞘葻嵘铮梢栽?5℃的高溫下生存。更重要的是，它可以在完全無氧的環(huán)境中存活。 我們有理想的培植古生菌的條件。當(dāng)古生菌培植出來后，我們可以通過光學(xué)顯微鏡直接觀察火球菌。 這種卉生菌含有被叫作KEl的蛋白質(zhì)，這是一種特殊的蛋白質(zhì)，它非常普遍，幾乎在所有物種中均可找到。這意味著它在細(xì)胞中的功能特別重要。因此，研究古生菌’中這種非常通用的蛋白質(zhì)可以幫助我們了解人類的一些疾病。 火球菌這類生物也和我們?nèi)祟愑杏H緣關(guān)系。這種關(guān)系非常遙遠(yuǎn)，但在分類地位上我們是相同的。我們和它們屬于一個(gè)更龐大的家族。我們是生物，因?yàn)槲覀兌季哂型瑯拥倪z傳方式和蛋白質(zhì)。 巴黎第11大學(xué)巴斯德研究所微生物學(xué)家帕特里克·福特里說，所有生物都是由同一成分構(gòu)成。像我們一樣，細(xì)菌和古生菌都有DNA，它們的遺傳密碼同樣有4個(gè)堿基，用ACGT四個(gè)字母代表。它們都由同樣的蛋白質(zhì)構(gòu)成，同樣擁有20種氨基酸。 這種普遍存在的蛋白質(zhì)使科學(xué)家構(gòu)建了龐大的生命樹，把所有生物都聯(lián)系了起來。在這棵生命樹上有3個(gè)主枝，一個(gè)是細(xì)菌，代表原核生物；一個(gè)是包括我們?nèi)嗽趦?nèi)的真核生物；再一個(gè)就是剛剛發(fā)現(xiàn)的古生菌。 當(dāng)我們觀察這棵生命樹時(shí)，我們欣慰地發(fā)現(xiàn)，人類也有一席之地。事實(shí)上，人類只是在紅色的真核生物里一個(gè)小分支的端點(diǎn)。 因此，我們的大多數(shù)親緣動(dòng)物肉眼是看不到的。但是沒關(guān)系，還有一個(gè)我們不知道的秘密。找到它很容易，我們只需要走向樹的中心。 帕特里克·福特里說，所有生物，細(xì)菌和真核生物都屬于同一個(gè)家族，這意味著它們擁有同一個(gè)祖先。今天的所有生物均起源于一個(gè)共同的祖先，我們都是兄弟姐妹。科學(xué)家給這個(gè)共同的祖先起名為盧卡(LUCA)，意思是‘最原始的共同祖先’。這個(gè)祖先產(chǎn)生了三個(gè)后代：古生菌、原核生物和真核生物。(圖11)  從微生物到人，是漫長(zhǎng)的一條路。我們不得不承認(rèn)自然做出了非凡的工作。花了35億年才完成這個(gè)工作，有了結(jié)果。顯然，人類并不是在進(jìn)化的頂峰。但無論如何，我們都有必要意識(shí)到我們的存在是多么地幸運(yùn)。事實(shí)上，我們每個(gè)個(gè)體能夠生存都是一種偶然。 球形灌木終于完整地呈現(xiàn)在我們面前，在它的中心，是地球上所有生命的祖先盧卡(LUCA最原始的共同祖先)。不可否認(rèn)，在地球上眾多生物中，我們?nèi)祟惔_實(shí)與眾不同，因?yàn)槲覀兪俏ㄒ灰环N組織世界生活的物種。但終于了解到，人類其實(shí)也很普通，跟地球上所有物種一樣，只是盧卡(LUCA)祖先的后代之一。與地球上其它物種是平等的。 沒有地球上物種的多姿多彩，人類的生存是無法想象的。實(shí)際上，從盧卡(LUCA)出發(fā)，每—個(gè)物種都是生命樹上的一個(gè)環(huán)節(jié)。正因?yàn)樵诘厍蛏仙媪巳绱硕嗟奈锓N，才有了今天我們精彩的世界。 |
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