我小时候最喜欢的书是《彩图动物词典》。喜欢把书脊都弄坏。
说“彩图”其实是骗人的,因为书里的插画不过是黑白手绘再用底色晕染罢了。但也就是在这样一册“名不副实”的书里,我记住了动物世界最基础的分类框架:无脊椎动物,两栖与爬行类,鸟类和哺乳动物。时至今日,不会再有书商舍不得打印真彩图。问题是,过去二三十年来,科学研究方法今非昔比,但这些最新的变化都来不及以“常识”的方式进入到书里,于是就形成了一种更糟糕的“名不副实”——在制作越来越精美的图书背后,是越来越陈旧的学科框架。生物界的分类史上发生过几个里程碑式的事件,其中两个最为人所知。第一是瑞典生物学家卡尔·冯·林奈的命名法,以植物生殖器官,也就是雄蕊雌蕊的形态、大小、数量等为依据,将植物分为纲、目、属、种各级逾万种,双名制命名法最终成为学界标准。其二是英国生物学家达尔文的进化论,1859年的《物种起源》强调繁殖过剩后被迫的“物竞天择”和物种间的渐变,打破了生物从低级到高级的等级划分。可以说,林奈赋予了生物学分类秩序,而达尔文则给予其动力。
但是,要将秩序与动力结合起来却很不容易,因为这样的学说既要静态描述,又要动态解释,这也是为什么达尔文之后的新学说很难令所有学者都信服。当然,这些新学说本身的复杂度,就足以“劝退”很多外行了,遑论被成体系地纳入科普读物中去。20世纪下半叶的支序类型学就是这其中的一种,作为一种解释力极强并得到大量分子研究数据支持的年轻学说,它至今难以颠覆以外形相似度区分物种的表型学说,也就是《彩图动物词典》所采用的分类方式。
举例来说,鳄、龟、鸟,三者之间孰亲孰疏呢?按照表型学派的分类,鳄与龟都有四足,运动方式相似,同属爬行类,而鸟则二足能飞,当然是鳄与龟较近,鸟自成一类。然而按照支序类型学,这一说法就不成立了。此说不看两个物种整体的相似性,而是只看关键的“近裔共征”,亦即承袭自最晚共同祖先的特征。在这三个物种的比较中看的是颧弓的数量,鳄和鸟的眼眶后方都有两条颧弓,同属双弓亚纲;龟鳖类动物眼眶后没有颞颥孔,属于无弓亚纲。这么一来,鳄与鸟就成了近亲,而龟却从根子上就另属一大类了。
新世纪后越来越常用的分子手段又从另一个层面丰富着我们的认识。2014年加州大学圣克鲁兹分校的研究团队通过基因组比较研究,证实了鳄鱼与鸟同根同源,两者的共同祖先生活在距今2.4亿年前,同时它还是恐龙的祖先。鳄鱼是主龙类下鳄目,是恐龙的远亲,鸟则是恐龙下兽脚亚目的现代成员,是恐龙的直接后裔。
有趣的是,从DNA来看,龟也和它们是亲族,这就让分子证据和化石证据起了冲突。到底是近还是远呢?表型学派的人迫不及待地要揭开支序类型学的“漏洞”了。可是2015年在《自然》杂志发表的由耶鲁大学领衔的一项研究却指出,最新发现的距今2.6亿年的正南龟属(最早的龟鳖类)的幼年标本显示,它幼年时是有两个颞颥孔的,只是在成年之后退化消失了。靠着这一极为稀有的化石证据,三者的关系总算是理清了:鳄、龟、鸟都属双弓亚纲,鳄与鸟略近,与龟则略远。
支序类型学是现今最具信服力的生物学分类模型,但是在大众观念中仍然没有根基。当真实的世界越来越复杂,规则越来越模糊,科普仿佛承担着一种简化之职。非要说起来,“爬行类”这个说法本身就是很不科学的。它仅仅以现生动物直观的相似性作为依据,完全忽略了它们的历史进程和潜在的亲缘关系,例如鸟的地位问题。但是如果要废掉“爬行动物”这个门类,又会牵涉到整个动物分类体系的神经,引起类型学的大地震。既然学界尚无定论,出版人自然也不会积极走在前面。
文/沈辛成
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