前言
新時代的黎明

如果要給現代生物多樣性的研究確定一個開始時間，那就是1986年9月21日，這天美國國家研究理事會和史密森學會在華盛頓特區聯合舉辦了生物多樣性國家論壇。會議為期三天，60多名頂級生物學家、經濟學家、農業專家、哲學家以及資助機構和領導機構的代表會集于此。兩年后，此次會議的成果以《生物多樣性》（BioDiversity）為題出版了，至少從科學類出版物標準來看，這是一本國際暢銷書。作為此書的編輯，我在其他著作中統一采用“生物多樣性”一詞，此術語由此確立。

《生物多樣性》一書涵蓋了許多內容，主要側重于生物學，也滿足了廣大讀者的需求，后來也成了另一本書的主題，它就是于1992年首次出版的《繽紛的生命》。

Biodiversity是biological diversity的簡稱，生物多樣性是特定環境中所有生物體的基因變異的總和。特定環境既可以是一塊林地，也可以是一片森林或一個池塘或海洋的生態系統。特定環境還可以是一個政治單位，比如一個州或一個國家。特定環境也可以是整個世界。生物組織系統包括三個層次，一旦選定了環境，研究人員便可以從其中任一個層次或從全部三個層次來研究生物多樣性：第一層是生態系統，包括如森林碎塊區或池塘等；第二層包括所有的物種，從微生物到樹木和巨型動物群等；第三層也是最低的一層，是由規定所有物種性狀并進而構成生態系統的基因組成。

在這一點上，可能有人會問，“現代”生物多樣性的研究新在哪里？畢竟，根據記載，人類在亞里士多德時期就已經嘗試命名了幾乎所有的生物種類。采用分類的方式實現這一目標是18世紀頗具影響力的科學家林奈（Carl Linnaeus）的強烈愿望。此外，在物種起源上的重大發現要追溯到達爾文時期了。物種并不是隨著時間的推移而進化的。1865年，華萊士（Alfred russel Wallace）研究了物種進化和繁衍的過程，20世紀上半葉已經用染色體和基因來詳盡證明。同樣，19世紀，華萊士和拉馬克（Lamarck）也開啟了生物地理學、物種基因圖譜以及動植物種類進化史的研究之路。

對生物多樣性進行全面深入的研究，有賴于1980年代初的兩個新發展：第一個發展，重啟林奈開啟的事業，這是因為人們認識到，盡管經過了兩個多世紀的分類，地球上大部分生物的多樣性仍然是未知的。第二個發展，為了將生物多樣性與其他科學和技術分支相互聯系，生物多樣性的研究領域拓寬了。

華萊士認為，地球上大部分動植物仍處在未知狀態，這毫不夸張。目前（2010年），地球上新發現的和已判定特征的物種，再加上被科學家命名的物種，已知生物的數量大約有190萬，而存在于地球上的生物物種的數量，據推測在500萬到5000萬之間；如果算上微生物，物種數量會大幅增加，增加到何種程度則完全無法確定。

2006—2007年，每年都會有大約1.8萬種待定義的非微生物新物種得到描述。這些物種當中，無脊椎動物約占百分之七十五，脊椎動物占百分之七，植物占百分之十一。如果我們將1000萬作為全球的物種總數量（大多數生物多樣性專家認為這是一個相當保守的數字），那么，以目前發現新物種的速度計算，要再過500年，也就是到27世紀才能完成對地球生物的普查。

我們不能否認未知的大部分生物群對其他生命體的重要性，也不能否認我們自身的重要性。迄今為止被發現并命名的真菌有10萬種，但這只是其中一小部分，科學家預計地球上大約有150萬種真菌。線蟲是微小的蠕蟲狀生物，被公認為地球上種類最豐富的生物。目前已知線蟲物種將近2.5萬種，然而還有將近50萬種仍未被發現。螞蟻是物種最豐富的昆蟲，也主導著生態環境。已知的螞蟻物種大約有1.4萬種，很可能還達不到螞蟻物種總量的一半。甲蟲和蠅類同樣如此，比起已知物種種類，尚未發現的物種會占去總存在量的一半或更多的比例。

科學在生物多樣性領域的發展仍處于新時代的黎明階段。很顯然，在這個充滿未知的星球上，人類需要更加努力奮斗才能繼續一路前行。加快人類對生命世界研究步伐的科技已然存在。DNA測序技術可以在幾天甚至幾小時內（對于細菌來說）測定出完整基因組的序列圖譜。元基因組學（metagenomics）通過直接從環境樣品中提取全部微生物的DNA，人們可以使用快捷工具分析獲得該土壤和水環境中微生物的多樣性信息。不同物種一旦通過判定特征被分類或被定義，人們就能利用DNA條形碼（基因組的DNA片斷信息）快速識別它們了。

隨著信息不斷積累，DNA數據已經形成可通過單一命令訪問的可用數據庫。《生命百科全書》（Encyclopedia of Life，http : // www. eol. org）包羅萬象，其計劃始于2005年，旨在錄入并能查找各種生物的信息資料，網站中包含已知物種的更新信息和新發現物種的信息。

第一輪的分類學發現和存檔僅僅是個開始。對于有機體的已知物種，只有非常少數的物種，大約百分之三，人們對其有過深入研究，從而能評估其保存現狀——物種數量是否足夠豐富，分布是否足夠廣泛，能否保持穩定及安全，或物種是否隨時可能趨于滅絕。科學家以這種方式評估了迄今發現的5490種哺乳類動物和9998種鳥類，但是比起人類對植物（28.2萬已知種類的百分之三點九）和無脊椎動物（130萬物種的百分之零點六）的無知，所知依然太少。

地球上每種物種都經歷了數千到數百萬年的進化，以適應它所生活的環境。任一物種的基因型不同于其他物種。基因所表現的性狀是獨一無二的，這種不同表現在很多方面，比如生物化學、解剖學、生理學和行為上，與其他物種的交流方式上，棲息的生態系統上等方面。簡而言之，每種物種都是一部活的百科全書，展示了不同物種在地球上的存活方式。

在利用生物多樣性的知識為人類服務這方面，人類還處在早期階段。生物多樣性的研究已經對醫學、生物技術和農業領域產生了巨大的影響，并且將來影響會更深遠。隨著普通生物學在各個層次的發展，生物多樣性研究將擔任的角色更加寬泛。未來生物學作為一個整體將基于兩大定律，這一事實注定生物多樣性具有其重要性。第一個定律是生命的所有進程都最終服從于物理和化學規律。這為分子學、細胞學和發育生物學奠定了基礎。第二個定律是所有生命進程都源自自然選擇（簡稱天擇）條件下的進化。這一認識是進化生物學與環境生物學的基礎，這兩者都是致力于研究生物多樣性的學科。我相信，總有一天，生物學會發展成為一門在這兩個前沿協調發展的學科。

愛德華·威爾遜

2010年5月20日