地球上到底有几多物种?

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研究地球物种数量,究竟意义何在?用海洋生物学家沃姆的话来说,“如果我们连本国的人口数量,甚至连数量级都一无所知,谈什么计划未来?"

生物多样性,也是一样。人类已经开始致力于掩护濒临灭绝的物种,可是直到现在,我们连地球上的物种数量都知之甚少。

数清新物种?难!

在安第斯山脉山脚下有一种蝙蝠,长得跟山莓一样大;在新加坡,有一种蠕虫,只借居在变色蜥蜴的肺里。

这种蝙蝠和蠕虫有一个配合点:它们都是最新发现的物种。它们最近获得了正式的学名:蝙蝠叫Myotis diminutus,蠕虫叫Rhabdias singaporensis。

在这两种生物之后,科学家们固然还会继续发现新的生物物种,并将它们加入到数据库。研究者们每年会发现1.5万个新的生物物种,而且这一发现速度没有减缓的迹象。“随便问博物馆的任何一个分类学家,他们会告诉你他们有几百个物种等着要形貌和分类。”夏威夷大学的海洋生态学家莫拉(Camilo Mora)说。

科学家们已经命名而且分类了130万个物种,但究竟另有几多物种没被发现呢?200多年来,这个问题就像头顶的乌云一样一直困扰着分类学家们。

加拿大达尔豪斯(Dalhousie)大学的海洋生物学家沃姆(Boris Worm)说:“我们连关于生命的这个最基本的问题都不知道,这是很让人震惊的事情。”

物种数量最新预测,870万

莫拉、沃姆两位博士及其同事在《PloS Biology》期刊揭晓了一篇关于地球物种数量预测的文章。凭据他们接纳的分析方法,这个星球总共拥有870万个物种,误差浮动为130万。

【研究预测动物种类数将到达777万种,而现在已经形貌和分类的动物有953434种,包罗藻类、原生动物、植物、真菌在内,更多的物种另有待人类去发现和分类。】

新方法笼罩到了地球上真核生物的五大王国,其中包罗777万种动物,29.8万种植物,61.1万种真菌,3.64万种原生动物,2.75万种藻类。

研究还讲明,陆地上约有86%,海洋中约有91%的物种还没有被人们发现和分类。

这项结果一经揭晓后,激起了其他专家的强烈反映。德国汉堡大学的海洋生物学家勃兰特(Angela Brandt)认可这是一项很是重要的结果。可是也有品评认为文章中的方法没措施获得验证,地球上生物的多样性应该比文中形貌的大得多。

物种数量,发现不止,争论不休

1758年,瑞典科学家林奈(Carl Linnaeus)发现而且揭晓的物种分类和命名的方法一直沿用至今。从那以后的253年间,约有125万物种,包罗约100万陆地物种和25万海洋物种,已经被形貌和命名,成为生物物种焦点数据库中的一员。此外,人们也形貌出了约70万物种,但尚未被正式加入这个焦点数据库。

1833年,英国的昆虫学家韦斯特伍德(John Obadiah Westwood)做过最早的全球生物多样性预测:全球到底有几多种昆虫。他先是预计了英国每一个植物物种上能有几多种昆虫,进而把这个数字扩展到全球。其时他预计,“40万这个数据可能不会离事实相差太远。”

现在,科学家们知道,韦斯特伍德的数字还是太小了。

【人们现在已经发现凌驾100万个昆虫物种,而且新昆虫物种的发现速度丝毫没有减慢的趋势。】

最近几十年,科学家们致力于找到更好的措施来查明到底另有几多个物种没有被发现。1988年,牛津大学的进化生物学家罗伯特(Robert May)发现,陆地上的生物体型越小,生物多样性就越大。他推测,我们已经发现了大多数体型较大的动物,好比哺乳动物,鸟类,在凭据这些生物的多样性推测出小个体动物的多样性后,罗伯特最后预测或许有1000万到5000万种陆地震物。

其他科学家的预测小至300万,多至1亿。莫拉和他的同事认为,所有这些预测方法几多总有缺陷,最重要的是,这些方法没法通过验证来确定可信度。

新预测模型,到底准禁绝?

在最新预测中,科学家们的预测方法是凭据分类学家的分类方法生长而来。每一个物种都可以归为一个组类“属”,而属又可以归为一个更大的组类“科”,并依此继续类推。好比我们人类,就是同其他5500个物种一起,被归为哺乳动物纲。

2002年,罗马大学的科学家揭晓了一篇文章,文章中他们用分类学上的大组类来预测意大利的植物多样性。在三个差别所在,他们记载了生物的属和科等等,在每一个所在,生物所在的组类就像金字塔层级一样,越高级,数量就越少。科学家们可以据此推测每个所在的物种到底有几多,就似乎可以通过金字塔的上层来推测底层到底有多大。

这篇文章在其时险些没有引起什么注意,可是莫拉和他的同事抓住了这一点,而且希望通过这个方法来预测地球上究竟有几多个物种。他们总结了自1750年以来新发现的动物,动物总数在最初的150年里急剧增长,然后靠近巅峰,这讲明我们已经险些发现了所有动物。此外,他们还发现其他高等组类生物的发现速度也减缓了。科学家们构建了一个分类金字塔来预测我们已知的组类生物物种总数,好比哺乳动物和鸟类,而预测效果与已知数目靠近。

【1-6依次为门、纲、目、科、属、种的物种组类,基于金字塔的模型,科学家在现已发现和分类的953434个动物物种基础上,推测出地球上约有770万种动物。】

基于这种方法,科学家们预测了其他物种组类的数量,获得约有770万种动物和29.8万种植物的结论。只管陆地只占地球外貌29%的面积,可是科学家们推测这是地球上86%的生物的生存之所。

罗伯特认为,“地球上到底有几多种生物,是一个很重要的问题,而新方法提供了一种有趣而富有想象力的解决思路。”

但史女士(Smithsonian)协会的昆虫学家欧文(Terry Erwin)认为这项研究存在重大缺陷。人们没有理由认为那些未经仔细研究的生物组类,会和那些被人类充实研究的生物组类遵循一样的纪律。他表现,“他们丈量出的是人类运动可及规模,而非真正的生物多样性。”

美国科罗拉多大学的进化生物学家波洛克(David Pollock)也同意这一说法。波洛克研究的是真菌界,是一个为人所知不多的生物组类。凭据波洛克的说法,新方法的预测很是有限。已知分类的真菌有43271种,凭据莫拉和他同事的方法,地球上约有66万种真菌,可是其他真菌多样性的研究讲明这个数字可能高达510万。

这项研究的作者也认可他们的这个方法并不适用于细菌。科学家们刚刚开始进入细菌多样性研究的领域,因此他们正在致力于把细菌归为种种大组类。莫拉及其同事认为,他们给出的“1万种”这个预测数字,也简直只是一个“最低值”。

在另一方面,微生物学家们很是确信微生物的多样性要比动物的多样性大得多。一勺土壤可能就包罗1万种差别的细菌,其中许多都是新物种。

加利福尼亚大学的微生物多样性领域专家埃尔森(Jonathan Eisen)表达了对新研究结果失望的态度,他认为,“这就好比说‘恐龙是在多于500年以前统治过地球的’,这个说法简直没错,可是又有什么用呢?”