全世界有多少地方有姓佴的

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09-11-20  匿名提问 发布
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    可悲的是至今還沒有人知道,究竟地球上有多少種生物。這答案的揭曉與 們維護生物多樣性的努力息息相關,同時也能解決演化與環境管理的重大問題。

    雖然 們研究分類學已有250年以上的歷史,但是對地球上到底有多少種生物仍是眾說紛紜,從300~3000萬種都有人提出。由於缺乏集中管理、計數的機構,迄今甚至無人知道已知種類的確切數字。

    許多野外的棲所正迅速遭到破壞。因此了解物種的種類及分布,據以提供合理的方式來進行保育,是保護現存種類的最佳方法之一。身為萬物之靈的人類,在道義上理應維護 們居住的環境,並且把它完整地留給下一代。

    英國的環境保護學者,曾向政府當局要求加強了解生態系裡種類消長的情形。這些要求包括對生物群聚間的種類和穩定性有基本的認識。由於大氣層裡的含氧量最初是生物體所產生的,可見生態系和大氣層的關係非常密切,所以研究生態系裡種類穩定的情形,當有助於預測地球的氣候。

    為了實用上的目的去計算和整理有關種的資料,也是十分令人關心的問題,因為有為數不少的藥劑都是從植物體提煉出來的。還有很多營養價值很高的果物和根菜類尚未開發成功,一旦成功即可提高全球食物的供應量。研究人員正不斷嘗試從自己所熟識的作物裡去找尋地理變異的品系,經由選擇性的交配和基因工程操作,可以從這些作物中找到產量更高、抗病力更強的種類。近代由於採行密集農業,使田間作物種類的歧異度降低,同時也降低了作物對病害和氣候變化的應變能力。

    鳥類、哺乳類的種數

    把有機世界視為一個井然有序的系統,可追溯到亞里斯多德的時代。命名並記錄物種的工作稱為分類學,肇始於瑞典的自然學家林奈(c. linnaeus,見圖一)。1758年他在《自然系統》第十版裡,共記錄了9千種動、植物的種類,此後分類學家便得以描述不同的種類。到目前為止,凡是外表亮麗的種類仍是人們注目的焦點,科學家幾乎已將這些種類記錄殆盡。例如:在《自然系統》第十版出版後不到一百年內,便已完成4500種鳥類的紀錄,這是現今已知種類的半數。現在每年所能發現鳥類的新種也只有3~5種;至於哺乳類則有4千種的紀錄,現在每年約可發現1新屬和20新種,在現今發現的種類當中,約有一半是真正的新種(大部分是囓齒類、蝙蝠或地鼠),其餘則是根據現代生化上的新證據,對舊種重新分類。

    除了鳥類和哺乳類以外,其他生物增加的速度都呈現不同的型式,在十九世紀中葉,蜘蛛類和甲殼類種類增加的速度很快,隨即沈寂了很長的一段時間,一直到近幾十年來才又稍微增加。根據大英博物館韓蒙德(p. m. hammond)指出,從1978~1987十年間鳥類每年的增加速率是0.05%,而昆蟲、蜘蛛、真菌和線蟲則分別為0.8%、1.8%、2.4%和2.4%。

    發現不同生物的速率和從事研究分類學家人數的多寡有關,正確的數據很難估算。不過根據對澳洲、美國和英國研究者做個概略的估算得到:如果n代表研究四足類每一種動物的平均分類學家的數目,那麼每一種魚有0.3n的分類學家在從事研究工作,無脊椎動物則在0.02~0.04n之間。北美洲有1萬位分類學家,全世界則約有3萬人。

    總的來說,每種已登錄的植物受到分類學家青睞的人數是動物的2倍。就動物界來說,平均而言,對脊椎動物進行分類的數目比植物的多了10倍;而對無脊椎動物所做的則比植物少了10倍。分類學家分布的情形和生物種類數目的多寡,並沒有絕對的關係存在,例如:只有4%的分類學家在生物歧異度(diversity)很高的拉丁美洲和撒哈拉南方工作。

    由於缺乏生物種的資訊中心機構,使得編纂一份完整的分類學目錄顯得困難重重。在分散各地的機構裡,這些紀錄只靠一些老式的檔案卡保存著,沒有正式計算有多少已知的物種被命名。科學家對星球的認識和花費比對生物來得多,他們了解宇宙裡有關原子的數目,也比生物物種的數目更清楚。

    根據比較可靠的估計,分類學家已經鑑定出150~180萬種的生物,這和所有生物的種類數目比較起來還是相差很多。根據最保守的估計,所有生物的種類最少也有300萬種,這麼多的種類很難在適當時間內以現在的方法來完整地描述、記錄。

    估計生物種數的方法

    某些人利用外推法(extrapolation)來估計生物的種數,這種方式會隨著統計的方法不同而有出入。在最近的研究裡,將生物分為幾個大類,再以種類發現的曲線圖與統計上的投影法結合,估計大約有600~700萬的生物種。

    另一方法是利用每個分類群裡各個專家的估計值加起來,得到有500萬種的數據。在研究得比較透澈的鳥類及哺乳類裡,分布於熱帶的種類約為溫帶的2倍;但是在昆蟲裡從已知的種類裡發現,寒、溫帶的種類反而比熱帶者為多,幾乎占了所有種類的三分之二。如果昆蟲在熱帶與寒 溫帶的比例,與鳥類及哺乳類的情形一樣,那麼未知種在熱帶和在寒、溫帶的比例為2:1,由此可將生物的種類由已知的150~180萬可推至300~500萬種。

    還有一個對全球生物種類估算的更直接方法,這方法尤其適用於熱帶昆蟲的種類。它是選擇一個未經研究的地區,對其中的生物取樣,然後再計算已有多少比例的動、植物被描述過。但是這種方法會有問題:即使在一定區域內,也很難把所有的熱帶昆蟲取樣,況且鑑定和分類更是十分煩瑣的工作。另外,還必須考慮:這個取樣的位置是不是可以代表種類的分布模型。

    昆蟲的種數

    根據英國學者霍奇金森(i. d. hodkinson)和凱松(d. c. casson)在印尼蘇拉維西(sulawesi)島上對象所做的調查,在1600種象裡有63%是新種,如果這種比例也適用於所有的昆蟲,那麼在現今已知有90萬種昆蟲的情況下,昆蟲的總數約有200~300萬種。韓蒙德則用不同的方法來估計,根據他觀察英國一個已調查得十分完整地區裡,22000種的昆蟲中有67種是蝴蝶。許多自然學家重視蝴蝶如同鳥類一樣,因此17500已知的蝴蝶種也算是一個比較完整的數目,事實上種類應該不會超過2萬種。如果在地球上蝴蝶與昆蟲種類所占的比例和英國昆蟲的組成相似,則昆蟲的總數應為600萬種(22000×20000÷67)。由於無法確定所調查的區域是否為昆蟲族群的典型分布,使得這種比值的方法會有內在(built-in)的誤差。

    厄溫(erwin)利用噴灑殺蟲劑的方法於巴拿馬採集甲蟲,九個月內抓到1200種甲蟲,由於他尚未完全鑑定完畢,無法利用前述的外推法來推測所有的種類,於是取而代之用以下的方法:一、必須知道從菩提樹上所採集得到昆蟲的數目,和其他樹種上的種類相比較,他推測約有20%草食性昆蟲是單食性,因此每一種樹平均有160種甲蟲棲息;二、他從棲於樹冠層甲蟲的數目推測所有昆蟲種類,如果把甲蟲占所有昆蟲種類40%的比例應用於熱帶林區樹冠層,那麼每一樹冠層上就有400種昆蟲;三、如果每種樹上有三分之二的種類棲於樹冠層上,每種樹上就有600種昆蟲。最後他舉出一個大眾較為認可的估計,地球上熱帶林區有50000種樹,乘上每種樹上有600種昆蟲,使昆蟲總數為3千萬種,當然,地球上昆蟲的實際數目比這個大得多。

    有人認為厄溫所做的估算不太正確,本文作者梅(r.m. may)認為溫帶甲蟲的食性要比熱帶甲蟲的更具專一性。厄溫所謂有20%草食性昆蟲的比例,在熱帶這比例或許只有2~3%;另一方面,厄溫或許低估了棲於樹冠層以外的種類,梅認為牠們應至少占有三分之二的比例。

    忠實地記錄生物歧異度的主要目的,在於解決演化和生態學上的基本問題。分類名錄可研究食物鏈結構、種類豐度、大小不同體型的生物種或總數以及生物分布的一般趨勢。

    分類學家發現動物體長減少10倍,總數會增加100倍。這模式適用的動物範圍包括身長從一公分到數公尺。至於一公分以下者便不太適用,或許與這些小生物缺乏完整的紀錄有關。如把這種體型大小對種類密度的關係,經由外推法去推算至身長0.1公分左右的生物得知,陸地生物約有一千萬種(見圖二)。如果分類學家能更加了解生理學、生態學及演@的因子對身長分布的影響,則這種純靠現象評估所得到的結果,將更具說服力。事實上他們在這方面的了解還不夠,所以上述的報告並未成定論。

    這種大小分布的法則讓 們明瞭有關諾亞方舟到底有多大的問題,學者認為諾亞在方舟上無法載運所有的昆蟲,但是如果體長能減少10倍,相當於體積減少1000倍,種類便可以增加100倍,那麼問題就會轉移到運送大型動物的身上。

    食物鏈的結構通常也是用來計算種類的一種方式,行光合作用的植物是構成食物鏈的最基層,如果能精確的計算每種植物所能供養的生物種類數目,那麼只要知道植物的種類便可知道所有生物的種數。然而要達到這個目的,科學家還有一大段路要走。蓋斯頓(gaston)曾研究食物鏈,蒐集了昆蟲的平均種數與群落大小、地理位置差異很大的每種植物之間的相關證據,於是發現每種植物平均約有10種昆蟲。依保守估計,維管束植物共有27萬種,因此昆蟲約有300萬種。昆蟲在已知生物種類裡占50%以上,而昆蟲的種類還尚未有完整的紀錄。

    真菌的種數

    英國學者哈克斯華斯(d. l. hawksworth)提出真菌的數目至少和厄溫所認為的數目一樣多。英國真菌的已知種類有6萬9千種,與其他北歐研究做得很詳盡的地方比較,真菌的數目是維管束植物的6倍。如果全球其他地方也有相同的比例,則以27萬種維管束植物來說,那麼全球就有160萬種真菌。該數值是現今已知種數的20倍以上。

    溫帶和熱帶生物種類分布的形式是不同的,真菌在熱帶要比在溫帶適應更大的植物範圍,因此真菌和植物的比例,事實上並沒有那麼高。再則,真菌和昆蟲的關係比和植物的更密切。最近調查特定熱帶區真菌的種類,發現新種約占15~30%,比哈克斯華斯所預期的95%要低得多,這些研究還未達共識邊緣,遑論窺得未登錄種的全貌。

    由於對真菌的了解不夠透澈,使 們忽略了它們是大部分生態系裡的重要角色。它們會幫助有機種類的分解,形成土壤的新成分。真菌毋庸置疑的把生物歧異度的發展具體化,首先幫助植物定植於土地上(尤其是透過共生的關係),協助維管束植物、昆蟲及其他生物的散布,在生物圈裡占有重要的地位,實在值得重視。

    線蟲和微生物的種數

    在肉眼能看到的所有動物裡,線蟲是最不受重視的,它們寄生在動、植物身上,在淡水和鹹水中卻營自由生活。在1860年已知只有80種線蟲,至今總數則有1萬5千種。最近的統計指出,這些只占所有族群的一小部分而已,還有人指出生活在鹹水裡的種類更多。很少人會懷疑韓蒙德所提出線蟲至少有10萬種的想法。

    肉眼看不到的生物才是地球上種類最多的,像原生動物、細菌和病毒等微生物,只占已知記錄種類的5%。最近的研究指出微生物在自然族群裡的種數,比在實驗室裡養殖的多得多。在美國黃石公園溫泉中有一種光合細菌,其rna有8種不同的遺傳序列型式,和實驗室中培養的12個品系(strain)的細菌完全不能配對。其中只有一種序列和一個已知細菌門相似。

    生物學家查對自然界裡海洋微生物族群rna的序列,也得到相似的結果。這些發現使分子生物學家感到十分驚訝:居然對生命形式這麼簡單的普通生物知道得這麼少。細菌和病毒的分類是很複雜的,因為在不同品系裡很容易交換遺傳物質,從單一個體便可複殖出一整個的族群。某些病毒每年也都有明顯的突變。因此就組成物種的基本概念來說,在微生物方面要比脊椎動物更難下定義。德國哥廷根馬克斯蒲朗克學院的m. eigen和維也納大學p. schuster,認為許多病毒分類的基本單位應該是「準物種」(quasispecies),這是指一組定序清楚的rna序列。天擇乃作用於這類準物種而非病毒物種上。

    微生物和線蟲對整個基因池的研究貢獻很大。有人說每一種節肢動物和每一種維管束植物,至少都各有一種專一性的寄生性線蟲、原生動物、細菌和病毒與之共生。果真如此,那麼它們的數目將激增5倍,使總數超過一億。

    從種、屬、科、目、綱到門,分類階層愈往上走遺傳變異愈大。例如:在已知種類裡海洋生物所占比例不到15%,但是卻涵蓋了90%以上的綱和門,因此海洋生物的歧異度要比陸生生物為高。

    09-11-20 | 添加评论 | 打赏

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