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Science惊世之问:我们能在地球物种灭绝之前为它们命名吗?(1) 精选

已有 3250 次阅读 2021-4-13 18:35 |系统分类:论文交流

Science 25 Jan 2013: Vol. 339, Issue 6118, pp. 413-416 

有些人绝望地认为,大多数物种在被发现之前就会灭绝。然而,这种担心是由于对可能存在的物种数量估计过高,认为描述物种的专业人员和想着专业知识正在减少,以及对灭绝率的危言耸听。我们认为,当今地球上的物种数量为500±300万,其中150万是有名字的。新的数据库显示,描述物种的分类学家比以往任何时候都要多,而且他们的数量增长速度超过了物种描述的速度。生物保护工作和大量物种在次生境中的能够得以生存,至少延缓了物种的灭绝速度。然而,灭绝率却没有得到很好的量化(不能更科学精确),估计每十年物种灭绝率在0.01%1%(最多5%)变化。我们提出了切实可行的行动建议,以提高分类产出能力,加强以生物多样性保护为宗旨的认知。

为什么发现物种很重要?为识别适合生境和跟踪探索地球生物多样性的进展,物种提供最实用的指标。物种对于生物学来说,就像元素之于化学、粒子之于物理学一样重要,是探索生物学的第一步。一旦物种被描述出来,更详细的研究就可以探索种群、遗传及生物化学多样性。物种编目(species inventories)将吸引人们关注分类学的努力,这将发现大量生物新物种,这也是重要资源,能维系生态系统。拥有一个标准的物种名称清单,对于生物学、生态系统研究和自然资源管理的质量保证是至关重要的。还有一个原因,发现物种会使我们准确地认识哪些物种和多少物种将会灭绝。

保护生物学家或生态学家的会议,大多议题会包括对物种灭绝率的担忧,也包括对尚有数百万种物种未被发现的忧虑,以及但心分类学队伍正在减少。我们认为,这三种担忧中至少有两种是错误的。我们不否认现在正处于人类活动导致大规模物种灭绝的阶段,许多物种也将会灭绝,但实际灭绝的数量比引起争议的预期数的要少。只要作出踏实且得当的努力,预期在本世纪内就可以命名大多数物种。对地球上现生物种总数的估计,最近的分析已经缩小估计值差距,但对灭绝率的估计却不太容易量化,相差超过100倍。在本篇综述中,我们基于分类学者工作队伍规模及其分布趋势的数据,对最近估计的地球物种丰富度和灭绝率的数据进行了分析比对。我们建议采取一些行动,这样能够在本世纪内完成地球上大多数物种的命名,而且成本大大低于千方百计去其他星球上发现生命。

哪些物种已被命名

《生命目录》(1) 即使不完整,目前已经列出超过130万个物种,经专家验证,在估计有23万种的海洋物种编目中,目前已完成95%以上(2)。这些目录尽量考虑到已知的同物异名(描述一次以上的物种),新的同物异名会产生,但随着分类学修订也会除去另外的同物异名(3)。解决同物异名可能需要几十年的时间。例如,所有的鲸类名中93%是同物异名(即10个中有9个)(4);一些藻类属的名称同物异名超过80%5);昆虫名称的32%为同物异名(6);种子植物群名称的异名为33%88%7);世界软体动物名称的38%为异名,海洋鱼类名称的50%为异名,欧洲淡水鱼名称的81%为异名(8);所有海洋物种名称的40%为异名(2)。因此,我们认为在目前估计的190万个已描述物种中,有20%的物种是未发现的同物异名,从而将其减少到150万个有效的已描述物种(8)。

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1  (A)1981年至1990(白条)1991年至2000(灰条)2001年至2010(黑条),所有地理区域描述科学上的新物种的论文数量都有所增加(n=10,81912,70328,596)(B)然而,来自北美的论文比例下降,来自亚洲和拉丁美洲的比例上升。数据由Lohrmann等人(58)根据Web of ScienceZoological Record整理。


未知物种

对地球上真核生物(非细菌)物种数量,最近的估计值从200万到1亿不等(8)。近年来的研究,为关于全球物种丰富度的辩论提供了更坚实的基础,因为这些研究是基于广泛的经验数据和新的统计模型,并能提供置信区间(9)Mora等人(2011)通过特定高等分类群发现率的外推,预测全球真核生物物种为870万(±130SE,标准误差),其中25%220±18SE,标准误差)为海洋物种(10);Costello等人(2012)利用1/3命名物种的描述率,预测海洋物种总数为30万,陆地物种为170万(8)。这些方法和专家意见估计,海洋物种可能存有30~70万,或者70~100万(2)。另一个使用112000种植物的物种描述率的模型预测,还有30%的物种有待发现,而专家的估计是18%11)。此外,热带树木上节肢动物物种数量,基于不太确定的建模预测,可能有610万至780万种陆生节肢动物(90%置信区间为360万至1370万)(Hamilton et al.20102011)。总体而言,这些新的估计表明,地球上可能有约500±300万种。之前根据深海的潜在多样性和昆虫宿主特异性的估计,认为地球上有大约3千万到1亿种,现在看来是不太可能的(8, 12)

有多少分类学家?

如果我们把分类学家狭义地定义为描述科学上全新物种的人,那么,近几十年来,分类学家的数量是20世纪60年代之前的23(8),与英国上议院委员会的声明(14) 正好相反,这里只举例。对于不少的类群或地区来说,情况都是如此[例如(81115)],而且来自世界各地的、越来越多的发表新种的论文著作都支持这一结论(1A)。根据对文献和机构的调查,广义定义的分类学家全世界估计有3~4万人(16)。在2000年至2009年期间,在陆地和海洋生物数据库中,有超过8600人描述了30484个物种,这是Costello等人的分析所依据的数据库(8)。这一时期描述了166,000个物种,这表明可能有47,000个分类学家在描述科学上的全新物种。然而,总体而言,每位作者描述的物种数量减少了,这说明发现新物种的难度已经加大了(81115)。每位作者描述的物种数量明显减少,这似乎并不是因为越来越多的人在一生中只描述一两个物种。例如,在前一个世纪里,42%44%的作者每十年只描述一个海洋物种(2),每作者描述的陆生和海洋物种的频率分布,两个世纪比较偏斜度没有显示出任何变化趋势(8)

人们的印象是分类学家的数量在减少,这可能是因为分类学家往往在临近退休时最有名气(影响大),而且也可能是因为,传统分类学在新的生物学专业中的淡化(影响减退)。例如,自然历史博物馆(NHM)(伦敦)的传统分类学专家在15年内下降了12%,他们的位置被分子生物学专家取代了(17)。没有证据表明,任何国家的大多数分类学家都已接近退休。1999年,欧洲海洋分类学家的中位年龄为4044岁,平均年龄为47岁(18)。在加拿大,分类学专家的中位年龄为39岁,平均年龄为36岁(19),而在联合王国(英国),57%的人年龄在40岁或50岁(17)。

分类学家在都哪里?

在以前曾经引领分类学领域的国家的一些机构中,分类学家的数量可能在减少[例如(14)],但在南美洲至少是没有减少的(20)。分类学家数量增加的大部分是由于南美和亚洲分类学家的增加(图1B)。例如,1986年至1991年期间,向NHM索借昆虫标本的1200人中有80%1989年向Kew借阅植物标本的271个机构中,有78%来自欧洲和北美(21);然而,2001年至2008年《Zootaxa》上5148篇论文的作者中,只有51%来自北美与欧洲(22)。尽管实际发表的论文数量有所增加,但描述这些地区新物种的论文作者比例,也同样从72%下降到68%,十年内下降到56%(图1)。位于南半球和亚太地区的分类学家比例增加是合理的,因为大多数物种都出现在这些地区(82324)。

(待续)



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