蓋亞生物圈

每個物種和它所屬群落（community）之間，都具有獨特的聯系，聯系的方式包括該物種與其他物種間的消費、被消費以及競爭、合作關系。同時，它也會借由改變土壤、水分與空氣，而間接影響到整個群落。生態學家把這整個體系看成一個不斷從周邊環境輸入并輸出能量和物質的網絡，周而復始，創造出我們人類賴以生存的永恒生態循環系統。

要辨識出一個生態系統并不難，尤其是實體上獨立的生態系統，例如一片濕地或是高山草原。但是，它的生物、物質以及能量動態網絡是否與其他生態系統相連呢？1972年，英國發明家兼科學家洛夫洛克（James E. Lovelock）宣稱，事實上，整個生物圈緊密相連，可以視為一個包裹地球的超級生物（superorganism）。而他把這個實體命名為蓋亞（Gaia），源自古希臘女神Gaea或是Ge，蓋亞是施夢者，是地球的神圣化身，是地球崇拜的目標，也是山、海及12名巨人泰坦（Titan）的母親。把生命看成這樣一個完整的大體系，自有它的好處。在太陽系眾行星之中，地球的物理環境由于具有生物而保持微妙的平衡，如果沒有生物，情況絕對不會是現在的樣子。許多證據顯示，有些個別物種甚至能對全球造成重大的沖擊。最明顯的例子是海洋的浮游植物，包括微生物、光合細菌、古生菌以及藻類，它們是世界氣候的調控者。科學家相信，單憑藻類所產生的二甲基硫，便是調節云生成的重要因素之一。

關于蓋亞生物圈理論有兩個版本：一個強烈，另一個溫和。強烈版本相信，生物圈其實是一個超級生物，里面每一個物種都會盡量維持環境穩定，然后再從整個系統的平衡中得益，就像身體里的細胞或螞蟻窩中的工蟻。這種比喻真是很可愛，有它的事實根據，將超級生物的想法擴展到極致。然而，包括洛夫洛克在內的生物學家，通常不采用這個強烈版本作為工作準則。反觀溫和版本，認為某些物種會廣泛擴散，甚至影響到整個地球，這已被證實。也因為這個理論被廣泛接受，受其影響，科學家提出了重要的新研究計劃。

面對所有生物體，“詩人”問道：蓋亞的子女是誰？

“生態學家”的回答是：物種就是。我們必須知道每個物種在整個生態系統中所扮演的角色，才可能知道如何智慧地管理好地球。

“分類學家”則加上一句：那么讓我們開工吧。總共有多少種物種？它們都棲息在世界哪些角落？它們的遺傳血緣又是如何？

分類學家，也就是專門擅長分類的生物學者，喜歡用“物種”作為計算生物多樣性的單位。他們建立的分類體系，最早是由18世紀中葉瑞典博物學家林奈（Carl Linnaeus，1707—1778）所創立的。在林奈的分類系統中，每個物種都擁有兩個一組的拉丁文名字，例如灰狼的學名叫作Canis lupus，其中lupus為種名，Canis則為屬名，意思是犬屬，包括狼與狗。同樣，人類學名都叫作智人（Homo sapiens）。目前在人屬（Homo）中，只有我們人類一個成員，但是在2.7萬年前，人屬里還包括尼安德特人（Homo neanderthalensis），他們的年代比智人早，當時他們生活在被冰川包圍的歐洲大陸上。

物種是林奈分類系統的基礎，也是傳統上生物學家用來辨識生命的單位。接下來，從屬（genus）到域（domain）一路往上的分類層階，只是用來主觀判斷并粗略描述物種相似程度的方法。因此，當我們說尼安德特人時，我們指的是一個很接近智人的物種；當我們給一種古代人猿命名為非洲南方古猿（Australopithecus aricanus）時，我們指的是，這種動物和人屬里的動物很不相同，因此另外歸入南方古猿屬（Australopithecus）。而當我們斷言這兩個屬中的三種動物屬于人科動物時，意思是他們頗為相似，因此可以歸入人科（Hominidae）。和人科親緣最近的則是黑猩猩（Pan troglodytes）以及倭黑猩猩（Pan paniscus）。它們彼此十分相像，而且擁有頗近的共同祖先，所以被歸入同一個黑猩猩屬（Pan）。同時，它們和人科動物又都有相當的差異，共同祖先要往前推到老遠，因此它們和人類不只不同屬，甚至被編入另一個猩猩科（Pongidae）。猩猩科里還包括猩猩屬（orangutan），以及涵蓋兩個種的大猩猩屬（gorillas）。

于是，我們一邊游走在地球生物多樣性的網絡中，一邊用命名法來辨識生物。一旦弄懂林奈命名法，就不難掌握分類上更高階的部分了。林奈系統建構更高階分類層級的方式，基本原則與陸軍作戰部隊的建制相同，由班到排，然后是連，再者是營、團和旅，最后則到師和軍。

就拿灰狼為例，它們歸犬屬，和一般狗及狼同屬；接著又和包括郊狼及狐貍的幾個屬一同歸入犬科。然后，犬科和包括熊、貓、鼬鼠、浣熊及鬣狗在內的其他幾個科，一同編入食肉目。目之上是綱，哺乳綱便涵蓋了食肉目以及所有其他的哺乳類動物。然后綱再編入門，在這個進階中，涵蓋了哺乳類動物以及其他所有脊椎動物的脊索動物門，便和無脊椎的蛞蝓及海鞘同一個等級了。因此，門再歸入界（計有細菌界、古生菌界、原生生物界、真菌界、動物界以及植物界）。最后，再將地球上所有生物分為三個域：細菌域、古生菌域以及真核生物域（真核生物域涵蓋了原生生物、真菌、動物以及植物）。

然而，還是一樣，真正可以看到并可以估算的實體單位仍是物種。就像野戰部隊，他們就在那里，等著你來數，不管你怎樣幫他們編組或命名。世界上到底有多少種物種？已發現并命名的約在150萬到180萬種之間。到目前為止，還沒有人真正計算過去這250年來，所有已發表的分類文獻中的物種數。不過，有一點我們倒是很清楚：不論這份名單有多長，它都只能算是剛剛起步。隨著估算方法的不同，生物物種的數目約為360萬到1億或是更多。估計值的中值為1000多萬種，但是少有專家敢冒名譽掃地的危險來堅持某個數字，即便把單位縮小到百萬都不敢。

探索不盡的地球生物

事實上，我們的確才剛剛開始探索地球生物。我們對生命知道的到底多有限，可以從對原綠球藻屬（Prochlorococcus）的認識上看出端倪，它們據稱是地球上數量最豐的生物，而且是海洋中的主要生產者，但直到1988年才被科學界發現。原綠球藻的細胞以每毫升海水中有7萬到20萬個的密度，在水域中隨波逐流，靠著從陽光中吸收能量來繁殖。由于體積極小，使得它們格外不顯眼。它們屬于很特別的一群，叫作超微型浮游生物（picoplankton），比一般細菌還要小，即使是在最高倍的光學顯微鏡下，也幾乎看不見。

在藍色的海洋中，充滿了新奇且人們所知不多的其他細菌、古生菌以及原生生物。1990年代，當研究焦點開始集中在它們身上時，科學家才發現這些生物遠較先前想象的豐富和多樣。這一微觀世界大多生命都存在于先前沒人注意的暗物質中，諸如束狀的膠質聚合體、細胞碎片的聚合物等，其半徑從十億分之一到百分之一米不等。這些物質里有些富含營養物，能吸引分解細菌以及它們的獵食者（其他的小細菌和原生生物）前來。我們眼睛所見的海洋，看起來一片清澈，不時有魚兒和無脊椎動物在水中來回游動，但事實上并非我們所想象的那樣。我們肉眼看到的生物，只不過是生物量（biomass）金字塔頂端的一個小點。

不論在地球上的哪一種環境中，體積愈小的物種，被了解的程度也愈低。分布幾乎和微生物一樣廣泛的真菌，目前已知并命名的只有6.9萬種，但是據信真菌有160萬種之多。線蟲也是一樣，雖然占據了地球動物種類的五分之四，而且也是分布最廣的動物之一，卻只有1.5萬種被人了解，還有好幾百萬種有待我們去發現。

在生物學的分子生物革命期間，也就是差不多整個20世紀后半葉，分類學被認定是落伍的學科，被丟在一邊，茍延殘喘。如今，更新林奈系統似乎又被視為一種崇高的冒險活動，而分類學也重新回到生物學的中心位置。造成分類學中興的原因很多。首先，分子生物學提供了很理想的工具，加快了發現微生物的速度。此外，在遺傳學和進化樹的數學原理的建構方面，通過新科技的幫忙，現在能夠以更快速、更令人信服的方式追蹤生物的進化軌跡。這一切都來得正是時候。由于全球環境危機，完整并確切描繪生物多樣性圖譜，儼然成為迫切的要務。

在生物多樣性探測行動中，一個有待開發的領域是海床，從浪頭到海底深淵，共占據了地表的70%。所有已知的36個動物門，在海里都有，反觀陸地，只有其中10個門的動物。其中最常見的是節肢動物，或是昆蟲、甲殼類、蜘蛛以及它們千奇百怪的近親；另外還有軟體動物，例如蝸牛、蚌類以及章魚。驚人的是，過去這30年來發現了兩個新的海洋動物門：第一個是鎧甲動物門（Loricifera），形狀如同縮小的子彈，身體中央環繞著一圈腰帶般的條紋，最早是在1983年被發現；再者則是環口動物門（Cycliophora），這種體形圓胖的共生動物專門棲息在龍蝦的嘴里，濾食宿主吃剩的食物，最早是在1996年被人發現。

環繞在鎧甲動物和環口動物身邊，而且深藏在淺海淤泥中的，則是一些夢幻般的動物——小型底棲動物（Meiofauna），但是它們大部分都是肉眼難辨的。這些奇異動物包括腹毛類、顎口類、動吻類、緩步類、毛顎類、扁盤動物、直游動物，再加上線蟲以及形狀像蠕蟲的原生纖毛生物。它們分布在世界各地的沙灘和大陸架的淺水中。在潮間帶或離岸的水洼中，隨便挖一桶沙，就可以發現它們的芳蹤。

所以，想要發現新生物，你不妨花一天時間到最近的海灘去。記著帶上遮陽傘、水桶、小鏟子、顯微鏡以及無脊椎動物圖鑒。別堆沙堡了，專心探索吧！沉醉在這個水中小宇宙時，別忘了19世紀的英國物理學家法拉第（Michael Faraday，1791—1867）曾經說過，這世界真是無奇不有！他說得一點都沒錯。

發現新種

即使是最常見的小型生物，人類研究的程度也不如想象的深入。目前約有1萬種螞蟻是已知并被正式命名的，但是如果熱帶地區探索得更徹底，這個數值可能會增加一倍。最近我正在研究大頭家蟻屬（Pheidole，世界最大的兩個螞蟻屬之一）的螞蟻，發現了341個新種，不但使該屬物種增加了一倍多，而且還使得西半球已知螞蟻種類增加了10%。當我于2001年發表這篇專題論文時，新的物種還在不斷加進來，大多是由我研究螞蟻的同行們在熱帶地區收集到的。

在某些大眾娛樂節目里，常常會出現下列場景：科學家發現了一種新的植物或動物[也許是經過一場艱辛的跋涉，比如前往委內瑞拉的奧利諾科河（Orinoco）支流之類的]。只見他的組員們在大本營大事慶祝，一邊開香檳，一邊以無線電向國內報告佳音。我敢說，真實的情況絕對不是這么回事。為數有限的分類學家，各自專精于不同種類的生物，從細菌、真菌到昆蟲，幾乎個個都被“準新物種”所淹沒。他們多半獨自作業，費盡力氣整理標本，一邊還要勉強擠出時間，來發表他人送交鑒定的準新物種中的一小部分。

就算是傳統上一向備受野外生物學家偏愛的開花植物，也還有一大堆等待發現的物種。全世界已被記載的物種約有2.7萬種，但是真正的數目可能在30萬種以上。每年約有2000個新物種加入植物學標準參考文獻《邱園植物索引》（Index Kewensis）。即使這方面研究最透徹的美國和加拿大，每年都不斷產生約60個新種。有些專家相信，北美洲應該還有5%的植物沒被發現，單是物種豐富的加利福尼亞州應該就有不下300種。

新種通常很罕見，并不是生性膽怯和外形不搶眼。有些新種，例如最近發現的薔薇科植物大濱菊（Neviusia clifionii），就美麗得足以當作觀賞植物。但是大多數新種的外形確實平凡。1972年才被發現的百合花科植物帝博龍蝴蝶百合（Calochortus tiburonensis），生長的地點距離舊金山市區不過16公里。另外，1982年，21歲的業余采集者默菲爾德（James Morefield），也在亞拉巴馬州亨茨維爾（Huntsville）近郊找到一種毛茛科植物新種——默氏鐵線蓮（Clematis moreeldii）。

由于環境破壞的緊迫感，對動物界的探測活動更加深入，也發現了數量驚人的新種脊椎動物，然而其中許多新物種才剛被發現，就登上了瀕危物種的名單。全球兩棲類動物的種類，包括青蛙、蟾蜍、火蜥蜴，以及比較罕見的熱帶吲螈，在1985年至2001年間，增加了近三分之一，總數從4003種增到5282種。毫無疑問，該數值將來很可能突破6000種。

哺乳類動物新種的發現也同樣有大幅進展。過去20年間，采集者長途跋涉到遙遠的熱帶地區，專注于一些不起眼的小型動物，例如馬島猬和鼩鼱，就讓全球哺乳類動物種類由4000種左右增加到5000種。1996年7月，巴頓（James L. Patton）打破了近50年來哺乳類動物新種發現速度的紀錄。不過在哥倫比亞的安第斯山脈努力了三周，他便一舉發現6個新物種，包括4種鼠類，1種鼩鼱，1種有袋類動物。即使是靈長類動物，包括猿類、猴子和狐猴這些被探尋得最多的哺乳類動物，也都有新發現。單是1990年代，米特邁爾（Russell Mittermeier）和同事們就幫原先已知的275種靈長類，多加了9個新種。為了研究，米特邁爾踏遍了全球的熱帶雨林，據他估計，起碼還有100種靈長類等待我們去發現。

陸地大型哺乳類動物的新種比較罕見，但還是會找到幾種。近年來在我的記憶中最令人驚訝的發現或許要算1990年代中期，在越南和老撾邊境的安南山脈（Annamite Mountains）一次就發現了4種大型動物。其中一種是有條紋的野兔，一種是35公斤重的巨麂，以及另一種體型較小、15公斤重的赤麂。但是最令人驚訝的是重達90公斤、長得像牛的一種動物，當地人管它叫saola，或是spindlehorn，動物學家則命名為福昆羚（Vu Quang bovid）。50多年來，這是第一次發現這么大型的陸地脊椎動物。福昆羚和目前已知所有有蹄類哺乳類動物的關系都不密切。因此它自成一屬，叫作偽羚羊屬（Pseudoryx），因為它的外形和一種大型非洲羚羊頗為相像。據信目前僅存幾百只福昆羚。它們的數目銳減，一方面可能是被當地人獵殺，另一方面則可能是生存的林地遭到砍伐所致。從那以后，科學家再也沒有看到過野生的福昆羚，只在1998年，有一部架設野外的照相機抓拍到了一只福昆羚的照片。此外，一名獵人曾經捉到一只母福昆羚，送進老撾萊克索（Lak Xao）動物園，但只住了很短的一段時間就死掉了。

幾百年來，鳥類一直是最受人關注且了解最深的動物，但是直到現在，鳥類新種依然以穩定速度出現。1920—1934年，是鳥類田野調查的黃金時期，平均每年都會有10個新種提出來。到了1990年代，數值降到每年兩三種，但是發現速度還是蠻穩定的。到了20世紀末，全球正式命名的鳥類約在1萬種。

后來，一場出人意料的田野調查革命，為大批的新的候選物種譜查開啟了一條新路。鳥類專家早就發現有許多兩似種（sibling species，或譯姊妹種）的存在，所謂兩似種，是指某個族群在諸多傳統分類特征上，與另一個族群非常相似，例如體型大小、羽毛以及鳥喙形狀；但是在其他同等重要、只能在野外觀察到的特征上，卻又極不相同，比如偏好的棲息地以及求偶的叫聲等。傳統區分鳥類（以及大部分動物）物種的標準，來自生物學上對物種的定義：兩個族群如果沒有辦法在自然環境下自由交配繁殖，便屬于不同的物種。隨著野外研究經驗的累積，科學家愈來愈了解遺傳隔離的族群。于是，有些老物種最近被細分為多個物種，包括常見的柳鶯屬（Phylloscopus，歐洲和亞洲的鶯科鳥類），以及更引人爭議的北美交嘴雀（crossbill）。

有一個很重要的新分析法叫作“回放鳴聲法”（song playback），由鳥類學家先錄下其中一族群的鳴聲，然后再播放給另一族群聽。如果這兩種鳥類對于彼此的叫聲不感興趣，就可以合理推斷它們屬于不同種，因為它們即使在自然界中巧遇，也不會交配。由于回放鳴聲法的出現，鳥類學家現在不只能評估相同棲息地的族群，也能評估棲息在不同地區、先前被視為地理物種（geographic race）或亞種的鳥類族群。毫無疑問，鳥類種數最后一定會突破2萬大關。

生物多樣性的絢爛

科學家相信，全球半數以上的動植物生活在熱帶雨林中。這些在生物多樣性方面與麥克默多干谷恰恰相反的天然溫室，產生出許多破世界紀錄的生物多樣性報告。譬如，在巴西的亞特蘭大森林（Atlantic Forest）中，1萬平方米土地上竟生長了425種樹木；另外，在秘魯的馬努國家公園（Manu National Park）的某個角落，棲息著1300種蝴蝶。這兩個數值都比歐洲和北美類似地區高出10倍。螞蟻的世界紀錄是在秘魯境內亞馬孫河流域上游的一條森林小路上創下的，在這兒，10萬平方米面積里竟有365種螞蟻。同樣在這個地區，我曾經在一棵樹上辨識出43種螞蟻，這個數目剛好等于英倫群島上已知螞蟻種類的總數。

這類令人印象深刻的統計數字，不排除世界上其他生境中某些生物也有這樣的豐富度。印度尼西亞地區，單單一個珊瑚枝上就棲息著數百種甲殼綱動物、多毛綱蟲以及其他無脊椎動物，外加一兩只小魚。有人在新西蘭的溫帶雨林內，發現一株巨大的羅漢松（Pokocarpus）上，竟然附生了28種藤蔓及草本植物，打破單一樹木上維管束附生植物的世界紀錄。同樣，北美地區某些闊葉林中，1平方米內就聚生了不下200種螨和蜘蛛般的小型甲殼類動物。同個地點內，1克泥土（大概是拇指和食指捏起的量）里面就含有數千種細菌。其中有些正快速分裂增殖，但是大部分都處于休眠狀態，各自等待著最適合它們的環境組合的出現，包括特定的養分、濕度和溫度。

你并不需要長途跋涉，甚至不必從椅子上站起來，就可以經歷生物多樣性的絢爛豐富。因為你本身就像一個熱帶雨林。在你的眼睫毛根，很可能就有極小型長得像蜘蛛般的螨蟲所筑的巢。你的指甲里，也有一堆真菌的孢子和菌絲正在等待最佳時機，以便發展成一座小人國里的森林。你體內大部分的細胞不僅僅屬于你，它們也屬于細菌和其他微生物。另外，大概有超過400種微生物以你的口腔為家。但是不用緊張，你體內所攜帶的原生質大部分屬于你自己的，因為微生物細胞實在太小了。每一次當你摩擦掉鞋子上的塵土或是水坑濺起的爛泥，里面就有一大堆科學界還未發現的細菌或是什么其他的小生物。

這就是覆蓋著地球以及你我的生物圈。它是大自然賞賜給我們的奇跡。同時也是我們的悲劇，因為其中一大部分，在我們認識它、學會怎樣好好欣賞、利用它之前，已經永遠地消失了。