从最早的时候起,我们人类就一直是自然界的编目员。曾经,我们的生存完全取决于记住什么是安全和美味的,什么是凶猛或有毒的。如今,为了生存而这么做的因素可能已经减少,但整理和分类的任务仍然至关重要,而且自然而然地令人信服。
请想象一下位于赤道的雨林。这个多层次的生态系统在各个层面都充满了生命,从土壤中的微生物到森林地面上行进的一排排行军蚁。繁茂的附生植物散落在古树的树枝上,寻找着上面的光线,它们五颜六色的花朵伴随着成群结队的蝴蝶和蜜蜂;而高高的树冠上,宝石色的青蛙和奇异的鸣禽熠熠生辉。
在充斥着嘈杂声音的热带地区,对生物进行分类似乎是不可能的;但前往较冷的温带甚至极地,编目任务会变得更加容易。这是因为即使个体数量仍然很多,生物的多样性却在减少。例如,在冬季的南极冰面上,几乎没有任何种类变化——只有数千只帝企鹅,也许还有一个人类摄制组。这里有两种相对较大的温血脊椎动物,但企鹅长着羽毛,喙上没有牙齿,而摄制组的成员有着柔软多毛的皮肤,嘴里长满了牙齿。观察这些共同点和差异是人类开始建立分类系统的方式,从婴儿期开始,我们就在所有构成我们世界的物体中注意这些东西了。
像其他所有生物一样,我们是进化的产物——生命之树(可能)始于一根单独的树干,但在漫长的时间里扩展到今天我们周围的所有生命形式。然而,对我们来说,了解地球上生命的进化是最近的事。
当我们的祖先在非洲进化时,他们会将大多数动物归为危险的、可食用的或两者令人兴奋的组合。如今,我们在六岁的时候,可能已经把我们生活中的动物分为友好的或咬人的,软的、尖的或黏的,活的或由塑料制成的。
成年后,我们这些成为动物生物学家的人试图使用一个能准确地反映不同动物的进化以及它们之间关系的分类系统。为了实现这一点,我们设计了一个庞大而复杂的系统,它的基础是解剖学、发育生物学、古生物学以及越来越多的遗传学等科学的结合。植物、真菌和其他生物也是如此。分类学是对生物体之间的联系的研究,它是如此复杂和耗时,以至于大多数使用它的人往往只关注一个小群体,不论是肝吸虫、流感病毒、太平洋小岛上的猫头鹰,还是人类化石。
对大多数人来说,我们对分类学的理解介于六岁的孩子和肝吸虫生物学家之间。我们知道跳蚤和蜜蜂是昆虫,而蜘蛛不是,因为蜘蛛有八条腿,昆虫只有六条腿,但我们可能不明白为什么腿的数量比其他定义特征更重要——毕竟,跳蚤和蜘蛛没有翅膀,而蜜蜂有,蜜蜂和蜘蛛都有毛,跳蚤则没有。研究分类学有助于理解这样的谜题。它还给出了令我们惊讶的事实,几乎到了令人不安的程度:蘑菇真的比土豆更接近人类吗?
在人类文化中,每一个不同的实体或“某类事物”都有自己的名称。例如,一件带有座位和靠背的家具,设计得可以让一个人坐在上面,它被称为“椅子”。在这个类别中,有许多子类别,例如扶手椅、帆布椅、办公椅,甚至轮椅。这些椅子也有自己的子类别,在“扶手椅”中有翼背扶手椅、俱乐部椅等。这样的分类系统被称为“包含型等级系统”:俱乐部椅被包含在较大的类别“扶手椅”中,“扶手椅”被包含在较大的类别“椅子”中,而“椅子”则是“家具”的一个子类别。
对自然生命进行分类也需要使用包含型等级系统,而在“生命”之下的级别分类(至少对于动物而言)通常如下所示:
域
界
门
纲
目
科
属
种
亚种
(不是所有的种下面都可以分出亚种)
我们拿一个简单的动物为例:
域 真核域
界 动物界
门 脊索动物门
纲 哺乳纲
目 食肉目
科 猫科
属 豹属
种 虎
亚种 苏门答腊虎
然而,这种美丽的简洁是一种错觉。首先,当一些实体(如病毒)既可以说有生命又可以说没有生命时,如何定义“生命”?生命也没有像扶手椅那样被设计。相反,它从一个谱系进化而来,随着时间的推移,这个谱系一次又一次产生分支,变成了一棵极其茂密的生命之树。化石记录(以一种非常零散的方式)显示了某些谱系的进化过程,但没有单一或简单的方法来找出哪些相似之处是真实的,哪些是虚幻的。
更复杂的是,生命之树是动态的。老树枝上长出新树枝,老树枝和新树枝又可以并排生长。细枝上一个有趣的突起是否肯定会变成一个新芽的点,是不可能确定的;一些看起来密不可分、缠在一起的细枝,可能是从远远分离的树枝上长出来的。进化的力量本质上很简单,但它们的结果完全不同。
这意味着生物学家有时会讨论中间分类类别——亚属、总科、下目和小纲。或者,他们选择更简单的选项,开始谈论“分支”。“分支”是由一个共同祖先及其所有后代物种组成的任何生物群。对生命树如何以及何时产生分支的研究被称为系统发育学,它的发现正在慢慢将分类学从传统的排名系统领向更灵活的概念。
无论采用哪种分类方法,所有事物都需要有一个名称,而生物的学名来自拉丁语和希腊语(或两者在语言上不协调的组合)。使用两种古代语言的理念,是学名必须是通用的。它们还需要在科学上非常严谨,这意味着它们经常根据新的科学证据而改变,而母语名称或俗称通常保持不变。例如,英语里称旅鸫为American robin,称欧亚鸲为European robin,从英语俗称来看它们是近亲,但事实并非如此:旅鸫( Turdus migratorius )属于鸫科,是真正的鸫;而欧亚鸲( Eribacus rubecula )属于鹟科,在旧世界的鸟类区系中是一种鹟。你需要再上一个层级,到雀形目——鸣禽或树栖鸟类,才能找到一个将这两个物种结合在一起的传统类群。
分支系统学的方法可以让你更精确一点,因为这两只robin可以在位于科与目之间的鹟总科分支中和其他一些物种结合在一起。
分类学是由许多研究领域组成的科学,它通过绘制进化进程图来对生命进行分类,涉及古生物学、地理学、地质学、生物化学、细胞生物学、解剖学、生态学、动物(和植物)行为、遗传学等。要讲述分类学的所有工作及其发现的全部故事,需要的时间比人的寿命长得多,因此,《鹦鹉螺与长颈鹿:10 1 / 2 章生命的故事》的每一章都以一个特定物种或一组物种为起点,介绍生命故事中的一个特定元素。如果有智慧的外星生命造访我们,这些物种将聚集在一起,描绘出一幅复杂而充满生机的行星画面,我们的外星访客将发现这是一个令人无限着迷的观察对象——地球。