如何發(fā)現(xiàn)新物種

世界上每年大約會(huì)發(fā)現(xiàn)1.5萬(wàn)～ 1.8 萬(wàn)個(gè)新物種，這些新物種并非憑空“出現(xiàn)”，而是由一個(gè)奇妙的邂逅，我們突然意識(shí)到了它們的存在。研究人員估計(jì)，地球上生活著大約875 萬(wàn)個(gè)不同的物種。到目前為止只發(fā)現(xiàn)并命名了約120 萬(wàn)個(gè)物種，還不到總數(shù)的七分之一。那些未發(fā)現(xiàn)的物種往往深居于世界上隱秘的角落，例如，物種極度豐富但人跡罕至的熱帶雨林、幽暗的深海、神秘的洞穴中。但它也可能就在你的身邊——英國(guó)一位女士就曾在自家的花園中發(fā)現(xiàn)了4 個(gè)新物種。

2017 年，一位哺乳動(dòng)物學(xué)家在所羅門群島考察時(shí)，一只巨型老鼠從砍倒的樹(shù)中跑了出來(lái)，由此發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新物種。但它的發(fā)現(xiàn)并不是得來(lái)全不費(fèi)功夫，在此之前，研究人員根據(jù)當(dāng)?shù)厝说拿枋鲆言诖说貙ふ伊硕嗄辍Ｎ锓N的發(fā)現(xiàn)是個(gè)體力活，人們往往要長(zhǎng)期在人跡罕至的地區(qū)觀察生物活動(dòng)，尋找具有特別形態(tài)特征的個(gè)體。

具有特殊功能的微生物新物種發(fā)現(xiàn)的地點(diǎn)往往在極端環(huán)境中，例如，深海的熱液噴口、火山口、高滲透壓的鹽湖。1976 年，中國(guó)臺(tái)灣科學(xué)家錢嘉韻從黃石國(guó)家公園的火山溫泉中分離得到了一種嗜熱菌。

早期物種鑒定的主要方式是將未知的物種與已知物種的形態(tài)進(jìn)行比對(duì)。

首先仔細(xì)觀察、記錄未知物種的形態(tài)特征，并采集樣品、制作標(biāo)本，將其保存下來(lái)；接下來(lái)可以將未知標(biāo)本與標(biāo)本庫(kù)中已知的標(biāo)本進(jìn)行比對(duì)，更常用的方法是查閱相關(guān)的文獻(xiàn)。以植物為例，我們可以先查閱地方植物志或《中國(guó)高等植物圖鑒》等書，有解決不了的問(wèn)題再查《中國(guó)植物志》的相關(guān)卷冊(cè)。如果都查不到，意味著標(biāo)本有可能是一個(gè)新物種，接下來(lái)就需要仔細(xì)核對(duì)各種相近物種的原始描述才能進(jìn)一步確認(rèn)了。

為了明確物種的形態(tài)學(xué)特征，在每個(gè)新物種發(fā)布的論文中，都會(huì)詳細(xì)描述它與已有的或相關(guān)的物種有何不同，具體包括分布地區(qū)、生活環(huán)境、習(xí)性、不同發(fā)育階段的特征等。此外，還要為新物種制作多個(gè)標(biāo)本作為模式標(biāo)本，來(lái)定義這一物種的形態(tài)特征。在物種鑒定時(shí)，研究人員常常要參考相近物種的模式標(biāo)本進(jìn)行詳細(xì)辨認(rèn)。例如，倫敦的一家博物館收藏了現(xiàn)代生物分類學(xué)之父林奈最初命名植物時(shí)收集的4000份植物標(biāo)本，這些標(biāo)本現(xiàn)在仍然是該物種的模式標(biāo)本。

到了21 世紀(jì)，隨著基因技術(shù)逐漸成熟，分類學(xué)逐漸從傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)向分子生物學(xué)轉(zhuǎn)變，我們可以通過(guò)生物的遺傳信息更精準(zhǔn)地追蹤物種間的親緣關(guān)系。

現(xiàn)代系統(tǒng)發(fā)育學(xué)的分類方法主要采用DNA 條形碼技術(shù)，這一技術(shù)借鑒了商品條形碼來(lái)唯一指代每個(gè)商品的方法。科學(xué)家會(huì)選擇一些特別的基因片段，它們具有較快的進(jìn)化速率和高度的物種特異性，可以成為將一個(gè)物種與其他物種區(qū)分開(kāi)的“條形碼”。我們可以有針對(duì)性地對(duì)這段基因測(cè)序，將結(jié)果與已有的物種條形碼進(jìn)行比對(duì)，如果存在足夠的相似性，就可以確認(rèn)生物體所屬的物種。

DNA 條形碼可以更加明確地鑒定物種，但這一技術(shù)也不是萬(wàn)能的。它也可能存在無(wú)法正確反映演化進(jìn)程的情況。此外，如果僅對(duì)比某個(gè)基因的相似性，可能忽略物種分化過(guò)程的復(fù)雜性，比如，相似的基因突變可能發(fā)生在同一物種演化的不同階段，這給人們判斷親緣關(guān)系造成困擾。所以，目前仍需要采用形態(tài)學(xué)與系統(tǒng)發(fā)育學(xué)相結(jié)合的方式來(lái)鑒定物種。

（摘自《少年時(shí)·地球物種》，郭德鑫圖）