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【关键信息导读】生物分类学(Taxonomy)是研究生物多样性并对其进行识别、命名和分类的科学。它借助形态特征、遗传信息以及进化关系来确定生物在自然界中的地位,从而建立一个系统的分类体系。分类学的核心任务是描述物种,确定它们的亲缘关系,并为生物学研究和应用提供统一的语言与框架。
传统的生物分类学主要依赖形态学特征,如外形、结构和生活习性来进行分类,而现代分类学则引入了分子生物学和基因组学的证据,利用DNA序列比对和系统发育分析来揭示更精确的进化关系。传统方法直观且易于应用,但在区分外形相似的物种时常有局限;现代方法虽然更复杂和依赖技术,却能从微观层面揭示物种的真正亲缘关系,从而推动分类学从经验性走向数据驱动与系统化。
本文约11900字,阅读约20分钟
文 | 王芊佳
在野外认出一只鸟、一株草,看似是老猎人或植物志作者的拿手绝活,但在现代保护工作中,“给它们一个名字”可不仅仅是学术兴趣。这不仅关系到它是否能被列入物种红名单,还直接影响它能否获得法律保护,甚至决定相关保护项目能否获得经费支持。
海潮天下(Marine Biodiversity)小编注意到,近年来,一场本来看起来属于学术领域的讨论——传统依赖外形特征的分类学 vs. 以基因为核心的现代系统学之争——逐渐延伸到保护政策、法律执行、乃至是公众关注的舞台上。
有意思的是,这里面争论不休。有人认为这是一场科学革命,它让我们以前所未有的精度理解生命多样性;也有人担忧,这种基因驱动的方法可能让物种的名字变成冷冰冰的条码,失去与自然世界的情感联系。
但无论立场如何,现实很明确:我们正在用新的科学工具重新认识生命,而如何将这些认知转化为可操作、可核查、可持续的制度,将成为未来几年保护生物多样性工作中最核心的挑战之一。
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分类学到底在做什么?
分类学(taxonomy)看起来像是给世界贴标签,但它的作用远不止于此。
要知道,一个稳定且被广泛接受的分类体系,能把复杂的信息组织成能被人、机器与法律共同“读懂”的形式。对于生物学来说,分类包括物种的识别、命名与归类:确定某一组个体是否属于同一物种、给它一个学名(比如人类是Homo sapiens),并把它放在更大层次的类群中(属、科、目等)。这种“从一般到特殊”的结构,帮助科研、保护、监管和教育建立共同话语。
长期以来,生物分类学都有两个角色:一方面是科学研究的方法论问题——我们如何认识生物之间的亲缘关系;
而另一方面,也是治理工具——因为名字决定了监测统计、保护名录、以及贸易管控等实际流程。
正因为这样,分类学既是知识问题,也是政策问题;任何方法论的变革,都会牵动实际操作的一整套机制。

▲上图:今天,科学家们已经建立了一套较为完善的动物自然分类系统。当我们遇到一种陌生的动物想要了解它的学名时,首先要确定它所属的分类级别。这就好比我们要查找某人的住址一样,需要从国家、省份,再到市区、街道,逐级有序地查找。在生物分类系统中,最大的分类单位称为“界”,例如动物界、植物界。以下依次为“门”、 “纲”、“目”、“科”、“属”、“种”。分类学根据生物之间的相似程度和亲缘关系的远近,使用不同的特征将生物逐级分类。任何已知的动物都可以被归入这些分类阶元之中,其中物种是分类的基本单元。几个相似的物种被归并为同一属,几个相似的属被归并为同一科,依此类推,直到达到分类的最高等级——界。有时为了更精确地表示动物间的相似程度,会在某些分类阶元前加上“总”(super-)或“亚”(sub-),例如总纲、总科、亚科、亚种等名称。上图摄于国家动物博物馆,摄影:Linda Wong | 海潮天下
为什么传统的形态学不容忽视?
传统分类学最大的优势,在于直观、可靠。长期以来,野外工作者凭借羽色、花形、骨骼结构,以及生活史特征(如幼体与成体的差异)、行为习性乃至生态位来识别和描述物种。这些信息不仅能够直接观察,还可以通过拍照、制备标本或详细记录长期保存下来,形成可追溯的科学资料。
相比单纯的分子数据,形态学的方法,是更能反映物种的生态功能和自然史信息的。比如说,通过观察一株湿地植物的生长环境和花期,科学家不仅能确认其种类,还能推测它在湿地生态系统中所扮演的角色;一只鸟的羽色、鸣声和觅食行为,也能揭示其生活习性和种间关系。这种可见、可感知的分类,给生态修复、保护规划乃至环境教育都提供了不可替代的基础。

▲上图:雪莲花的标本(杨宗宗、马明、迟建才2019采集于3400m海拔)。©Linda Wong摄于中国科学院植物研究所(CC BY-SA 4.0)

一位老前辈,曾经跟笔者多次苦口婆心的强调标本的价值(感谢)。图源:聊天记录(已隐去个人信息)
不仅如此,传统分类学在公民科学(citizen science)中同样的价值也是很大的。普通公众通过手机拍照上传观察记录,依靠专业的分类资源或志鉴,可以迅速将影像与已知物种匹配,从而参与到长期监测和生物多样性普查中。无论是在城市公园记录鸟类活动,还是在乡村河流调查水生植物,公民科学都在扩展科学家的观察范围。这种“带有人类经验的分类”并非陈旧,而是一种社会化、可传播的知识体系:它把科学研究与日常生活连接起来,让更多人理解并关注自然环境。今天很多人手机上都有类似于iNaturalist、花伴侣、行色等APPs,这方面的的图像识别,早已让我们可以看到这种优势。

▲上图:白洋淀生物多样性之旅,孩子们都是小小的公民科学家。供图:王晓晔
更重要的是,传统分类学的数据具有长期价值。制成标本的博物馆馆藏、野外记录,可以延续数十年甚至上百年,就能给未来的研究提供历史对照。比如说,科学家可以通过分析百年前采集的植物标本,研究气候变化对物种分布的影响;对鸟类羽毛或骨骼的长期观察,也有助于判断栖息地破坏或入侵物种的潜在威胁。这些基于形态和自然史的记录,构成了生态学和保护科学的坚实基石,也让公众更直观地感受到生物多样性的价值。上次海潮天下(Marine Biodiversity)曾经报道,上个世纪80年代的一个鲸鱼头骨标本,40年后发挥了很大的价值——科学家发现了重要的物种线索,发现这是一头杂种鲸鱼。

▲上图:顶部是独角鲸的头骨,底部是白鲸的头骨,而中间的头骨则属于这两者的杂交后代。图片来源:丹麦自然历史博物馆的米克尔·霍格·波斯特(Mikkel Høegh Post)
换句话说,传统分类学不仅仅是识别生物那么简单,它是人与自然互动的桥梁,是科学观察、教育传播和生态管理之间的纽带。即便是在现代分子技术快速发展的如今,这种方法的直观性、可追溯性和教育价值依然是不可替代的。

上图:鲸鲨航拍图。在这张照片中,王敏幹教授与一条鲸鲨并肩游泳。他介绍道,“照片左侧是我们11米长的船。去年,我们与245条鲸鲨同框;今年,我们更上一层楼,与366条鲸鲨合影,创造了世界纪录!”供图:王敏幹教授(Prof.John MK Wong),卡塔尔海湾地区鲸鲨保护中心
这里面还要提一句,博物馆收藏的标本,是非常非常重要的,可以说是是生物分类学研究的核心基石。这些标本是物种的“实体凭证”,更是界定物种、厘清亲缘关系、构建进化框架的关键依据。从传统形态分类来看,标本能提供稳定的形态特征参考 —— 无论是物种的外部形态(如叶片纹理、骨骼结构、鳞片排列),还是内部解剖特征(如器官位置、骨骼细节),都可通过标本长期保存并反复观察,避免野外活体观察中因个体差异、生长阶段变化导致的判断偏差;对于现代分子分类而言,馆藏标本(尤其是历史标本)能提供珍贵的基因材料,帮助研究者对比不同年代、不同地理区域的物种遗传信息,揭示物种分化历程,甚至修正传统分类中基于形态误判的亲缘关系(如通过标本DNA测序发现看似相近的物种实则分属不同类群)。

▲上图:长江白鲟(拉丁学名:Psephurus gladius),又称中国剑鱼、剑吻白鲟、中国匙吻鲟,是中国长江特有的淡水鱼类,曾被誉为“长江鱼王”。它们体型巨大,最长可达7米,是中国最大的淡水鱼之一。白鲟是古老的鱼类,被誉为“活化石”,具有重要的科研价值。但由于过度捕捞、栖息地破坏等原因,白鲟的数量急剧下降。2022年,世界自然保护联盟正式宣布长江白鲟灭绝。这标志着一个独特物种的消失,也敲响了长江生态环境保护的警钟。上图是中国科学院水生所收藏的标本。©Linda Wong(CC BY-SA 4.0)
特别是当某些物种因栖息地破坏、灭绝而难以获取活体样本时,这时候,博物馆标本便成为该物种分类学研究的唯一的“活档案”了。

▲上图:2018年9月2日,巴西国家博物馆发生火灾,馆藏2000多万件藏品遭遇浩劫。此次大火致使约 90% 的藏品被焚毁,损失极为惨重。巴西国家博物馆存有大量动植物标本,其中仅昆虫标本就有近500万个。许多珍贵的模式标本也在大火中化为灰烬,模式标本是描述新物种的依据,它们的缺失使得一些物种的鉴定和分类变得极为困难,甚至可能导致一些尚未被充分研究的物种信息永远丢失。重新收集标本几乎不可能。许多科研项目被迫中断或重新开始,这对生物分类学的研究进展产生了严重的阻碍。图源:新华网
基因来了!为什么分子证据如此受追捧
先回溯一下。
2003年,加拿大生物学家Paul D. N. Hebert提出了一个颇具突破性的想法:用一段线粒体基因COI(细胞色素氧化酶I,cytochrome c oxidase I)的序列,作为鉴定动物物种的“条形码”。
这种方法后来被称为DNA条形码(DNA barcoding)。它的核心魅力在于,研究人员只需读取一小段统一的基因片段,就能在大多数情况下准确地区分不同物种。这样一来,对于那些外形极其相似、幼体阶段难以识别,甚至外观几乎没有差异的“隐匿种群”,这种分子手段往往能揭示出传统形态学方法察觉不出来的界限。
随着高通量测序技术的发展,这一思路更进一步催生了环境DNA(environmental DNA, eDNA)技术。
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▲上图:小熊猫的标本。©海潮天下(Marine Biodiversity)
过去几年一个鲜活的例子是,中国科学院魏辅文老师团队在2020年发表于《科学进展》(Science Advances)期刊上的研究显示,他们采集了全球小熊猫种群的DNA样本,并进行了全基因组测序。结果他们发现,位于中国和喜马拉雅山脉的小熊猫种群之间,存在着清晰、长期的遗传差异。这种差异程度之大,足以将它们区分为独立的物种,而非仅仅是地理亚种。结果基于这些确凿的分子证据,辨出了2个不同的物种:喜马拉雅小熊猫(Ailurus fulgens)、中华小熊猫(Ailurus styani),由原来的一变成了二。

▲上图:魏辅文院士、杨焕明院士在第二十届国际基因组学大会武汉专场(ICG-20 Wuhan)现场 ©海潮天下(Marine Biodiversity)

▲上图:用案例展示了环境DNA(eDNA)技术在陆生脊椎动物监测和生物多样性影响评估中的应用潜力:(a)通过土壤eDNA监测哺乳动物,(b)通过水体eDNA监测两栖动物,(c)通过空气eDNA监测鸟类,(d)通过特定环境介质监测爬行动物。这些案例表明,eDNA技术是一种高效、非侵入性的监测工具,能够用于评估陆生脊椎动物的生物多样性和环境影响。图片分别来源于Newton et al. (2022)、Piaggio et al. (2014)、van Beeck Calkoen et al. (2019)和Von Duyke et al. (2023),(CC BY-SA 4.0)
有了eDNA,科学家们不必再依赖捕捉或直接观察生物个体,而是可以通过采集水样、土壤甚至空气,从中提取并分析遗留的遗传物质,进而推断出环境中有哪些物种存在。这样的方法不仅避免了对生态的直接干扰,也让研究者能在一些极端环境或大范围调查中大展身手。
更重要的是,它为入侵物种的早期预警提供了全新手段:比如,在港口或河口定期采集水样,通过eDNA分析就能在肉眼发现、或是用渔网捕捞之前,提前察觉外来物种的踪迹,从而赢得宝贵的干预时间。
举例来说,美国华盛顿州的研究团队结合了传统蟹陷阱捕捉+eDNA监测,对欧洲绿蟹(Carcinus maenas)的扩散进行了对比测试。结果表明,通过水样中提取的环境DNA不仅能敏感地检测到该入侵种的存在,而且在某些偏远或尚未确认出现的区域,比陷阱捕捉更具前瞻性。
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▲上图:eDNA的应用不仅是水生生物。就拿昆虫来说,过去,研究人员通常需要直接捕捉昆虫才能获取它们的DNA进行物种鉴定或生态研究;而有研究表明,这类昆虫在与野生花卉互动后,会将自身的环境DNA(eDNA)遗留在花朵上。当昆虫在花朵上停留、觅食花蜜或花粉,或者仅仅是爬行时,它们身体的某些细胞、分泌物(如唾液、排泄物)、脱落的毛发或表皮等都可能附着在花朵的结构上,例如花瓣、花蕊等。这些物质中就包含了该昆虫的DNA。上图是一只疑似为粗隧蜂的昆虫,©Linda Wong (CC BY-SA 4.0)
又比如,2024年在意大利西北部利古里亚地区,有研究团队用eDNA对欧洲獭(Lutra lutra)与白爪小龙虾(Austropotamobius pallipes)这两种稀有、或曾被认为绝迹的淡水生物进行了监测。他们通过PCR技术确认了这些物种在某些河流里的存在,甚至发现了传统方法尚未记录到的欧洲獭存在点。这说明,eDNA方法在非侵入性检测、早期发现上是有显著优势的,可以帮助保护规划与再引入措施。
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▲上图:动物与人类一样,也有自己独特的学名,这是科学上用来命名和分类动物的方法。动物学名采用拉丁文,由科学家们在发现和描述新物种时确定。每个动物的学名由两个单词组成。第一个单词是属名,用于表示动物所属的属,首字母需大写;第二个单词是种加词,用于描述这个特定种的特征,全部小写。这种命名方法被称为双名法,由分类学之父、瑞典博物学家林奈(Linnaeus,1707-1778)提出。与人类姓名不同的是,动物的学名必须是独一无二的,不允许重复。如果出现重复,后来者的学名将被废除,并重新命名。因此,世界上每种动物的学名都是唯一的。上图摄于国家动物博物馆。摄影:Linda Wong | 海潮天下(Marine Biodiversity)
矛盾在哪里呢?
其实,并非新方法就好、旧方法就不好。
其实,把传统方法和分子方法对立起来,是不必要、极端的。争论的核心常常不在“哪个技术更先进”,而在于“在什么情境下用什么证据才算充分”。

如果把分子序列当作唯一的“裁判”,通常来讲,可能会带来两类风险:一是“过度拆分”——基于某一片段的阈值把同一生物群体拆分成多个“纸上物种”;二是“语义贫乏”——只给出一串序列并不能告诉我们该生物的生态功能、生命周期或保护需求。
相反,形态与生态数据,有时也会因为表型可塑性、或收集偏差而误导判断。所以,最佳的路径,其实并不是非白即黑、非得来个“二选一”;而是整合证据:用分子手段快速筛查、用形态与生态资料做解释与补强。
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斑马鱼(Danio rerio)作为一种模式生物,在分类学研究中凭借其繁殖快、基因组清晰、形态特征明确及分子数据易获取等优势,成为连接传统形态分类+现代分子分类的重要工具。▲上图:两条斑马鱼(标本)。©海潮天下(Marine Biodiversity)
比如,在研究斑马鱼及其近缘种时,科学家们发现单靠传统形态学很难准确区分某些物种,尤其是在幼体、或早期发育阶段。幼体时期的斑马鱼在体色、条纹和体型上差异微小,所以传统的外形特征就会很难提供可靠的依据。为了突破这一局限,不少研究团队将分子数据与形态学观察结合,利用基因条形码、微卫星标记来验证物种界限,同时参考成体的形态特征进行交叉验证。
再说一个我们都熟悉的动物的例子。以长颈鹿(Giraffa camelopardalis)为例,过去长期以来,人们普遍认为全世界的长颈鹿属于单一物种,其不同种群仅是地理亚种。因为传统分类学主要依赖毛色斑纹的形态特征、颈部长度、体型等外观指标,来区分不同的种群;但这些特征在不同个体间差异是较大的,特别是幼年长颈鹿身上的斑纹不够稳定,难以提供明确的分类依据。近年来,科学家引入了分子工具,于是乎,通过分析线粒体DNA和核基因组数据发现,实际上长颈鹿可能有4~6个不同的物种。这样一来,科研界就不得不重新审视长颈鹿的多样性和保护策略了——因为如果仍按照传统的“单一物种”观念进行管理的话,某些基因独特的小种群,可能会面临忽视、或是混合繁殖的风险。分子证据+传统形态学观察结合,让研究人员就可以准确地界定不同的物种,还能在野外通过毛色斑纹、颈部比例等形态特征进行快速识别,从而将基因信息转化为可操作的保护工具。

非洲的长颈鹿。©汪湜摄,2023.11摄于肯尼亚
鲸目动物(包括鲸鱼、海豚和鼠海豚)的分类历史,也是一个传统形态学与现代分子生物学分类“合作”的过程。目前全球一共有94种鲸目动物。最初,学者们主要依据鲸鱼、海豚和鼠海豚等物种的外部形态特征,比如巨大的体型差异、牙齿、或鲸须板的结构,将它们归入不同的科属,这是典型的传统分类学方法。不过,这种基于外观的分类有时会隐藏真实的亲缘关系。后来,有了DNA测序技术之后,科学家们发现颠覆性的事实:原来从基因上看,河马竟然是鲸目动物现存最亲近的陆地近亲!这就彻底改变了人类对鲸目起源的理解。因此,现代的分类学家不再局限于单一方法,而是综合利用形态学、化石记录和分子数据,来共同构建出更为精确的鲸目进化树。

《中国鲸类》(1999年版)是由中国鲸类研究领域学者王丕烈的著作,是系统梳理和研究中国鲸目动物资源的代表性文献之一。该书立足于中国海域及内陆水域的鲸类分布实际,结合传统形态分类学方法与长期野外调查数据,详细记载了中国境内分布的36个鲸类物种(包括鲸鱼、海豚、鼠海豚等)的形态特征、生态习性、地理分布、种群现状及保护状况。▲上图:王丕烈著的《中国鲸类》一书封面。©海潮天下(Marine Biodiversity)
“暗黑类群”——命名的窘境
在微生物、真菌乃至许多无脊椎动物的研究中,研究人员经常面对的是大量只能从序列库中识别、但没有学名的“序列簇”(OTUs或ASVs)。
学界常称这些为“暗黑类群”(dark taxa)——我们能在环境中探测到它们,但没有与之对应的模式标本、更没有正式的学名。

▲上图:真菌生物多样性是指真菌界(Fungi)内生命形式的丰富性和多样性,包括从微小的酵母、霉菌到肉眼可见的蘑菇以及与植物共生的地衣等多种类群。真菌是地球上第二大真核生物界,广泛存在于各种生态环境中,是生态系统健康和功能维持不可或缺的一部分。它们在自然界中扮演着多种关键角色,例如作为主要的分解者,将死亡的动植物残体分解,促进物质循环和养分归还土壤;许多真菌与植物形成共生关系(如菌根真菌),帮助植物吸收水分和矿物质,并在地下形成复杂的菌丝网络,连接植物群落并介导资源分配;同时,也有部分真菌是重要的病原体,会影响动植物甚至人类的健康。对真菌生物多样性的深入研究,不仅有助于我们理解生命演化和生态系统运作的复杂性,也为医药、农业和环境保护等领域提供了巨大的潜在价值。©Linda Wong 摄于中国科学院微生物研究所
这种现象在真菌学里尤其明显,因为,很多真菌无法在传统培养或显微镜下容易辨认。这样一来,暗黑类群的存在,就给保护与管理提出了问题:没有名字、没有描述的类群,如何进入红色名录、如何被贸易管制列为限制对象?

因此,学界一方面主张用分子证据建立过渡性命名体系(并配套严格的置信度与后续形态描述要求),一方面也强调须得加强实物标本、与形态补描工作,以便把“看见的序列”能够变成“有名+有据的物种”。

▲上图:在2011年美国国家海洋和大气管理局(NOAA)加拉帕戈斯裂谷探险中,观察到的巨型管虫(学名:Riftia pachyptila)聚集的景象。照片中,管虫密集地聚集在一起,附近还分布着海葵和贻贝等其他生物。巨型管虫是西伯加虫科下的一种生物,生活在太平洋一英里以下的海底热泉附近,可以忍受富含硫化氢、水温在2~30摄氏度之间的海水。图源:NOAA Okeanos Explorer Program
比如深海的热液喷口(hydrothermal vents)生态系统里面,这些位于海底的极端环境,长期以来都是生物学家探索新物种的圣地。在过去,科学家们会乘坐深海潜水器,小心翼翼地采集热液口附近的岩石、喷口水和动物样本。然后,他们就会把这些样本带回实验室去,试图去分离、培养和描述其中未知的生物,并赋予它们学名。但,这种传统方法效率是极低的,因为绝大多数深海微生物都无法在实验室环境中生存、繁殖。我们能肉眼看到、或用传统工具捕捉到的,显然还只是冰山一角。当科学家们将这些海量的DNA序列与现有的数据库进行比对时,他们经常会惊讶地发现,可能超过90%的序列都不匹配任何已知的物种!于是乎,好玩的情况来了:能探测到,但无法命名。这些序列会被归类为一个个的“序列簇”(OTUs或ASVs),代表着一个个独立存在的生物类群。

▲上图:位于大西洋中脊洛伽奇夫热泉区的“烛台”黑烟囱,水深约3300米。这种黑烟囱是深海热泉的一种特殊形式,喷发出富含矿物质的热水,形成黑色烟雾,周围的生物群落常因热泉的化学物质和温暖的环境而繁荣生长。来源:MARUM − Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen(CC BY-SA 4.0)
这是一个很有意思的情况——人类探测海洋生命的能力,现在已经远远超越了对其进行分类、描述的能力。
就像上次在上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等多家单位联合发起的马里亚纳海沟环境与生态研究计划(MEER计划),在今年3月份,科学家们绘制了首个海洋最深生态系统图,笔者注意到新闻报道里面的数据:构建了迄今最完整的深海原核微生物基因数据集,并鉴定出7564个物种水平的代表性基因组,其中89.4%为尚未被报道的新物种,其多样性与全球已知海洋微生物总量相当了。

▲上图:摄于国际基因组学大会(ICG-19)@华大时空中心。©Linda Wong(CC BY-SA 4.0)
命名法规如何跟上技术?规则在变
在生物学界,“怎么给物种命名”听起来,似乎只是学者之间的争论;但实际上,它背后牵动的是制度、应用层面的比较深层次的问题。
我们知道,动物命名的最高规范,是来自《国际动物命名法规》(International Code of Zoological Nomenclature, ICZN)。这套体系的根本目标,是确保名字的稳定与可追溯性,避免混乱。但是随着分子证据在分类学研究中被大规模使用,一个新挑战随之出现:如果DNA数据揭示了传统形态学未能区分的物种关系,名字应该怎么改?
ICZN在2024年已经专门成立工作组,探讨如何在不动摇规则根基的情况下吸纳这些分子证据,让命名体系既科学又稳定。
与此同时,也有学者主张采用全新的路径——“系统支序命名法规”(PhyloCode),这种做法试图让名字直接对应到进化谱系,而不是传统的“门纲目科属种”等层级。但是争议也还是有的。支持者认为,这更能反映生物的真实关系;但批评者则担心,如果彻底更换体系,会给教育、野外调查、甚至法律监管带来巨大障碍。
综合看,可以说,命名体系的改革不是“一次推翻重来”的革命,而更可能是一种缓慢的调适:科学需要更精确的工具,但社会同样需要能够操作的规则。

▲上图:真菌在地球生态系统中扮演着分解者、共生者和病原体等多种角色,对维持生态平衡至关重要。上图是哥伦比亚波哥大植物园中“真菌生命之树”的一张海报,突出了真菌的宏观多样性。©摄影:何靖霄
这种张力,在政策层面尤为明显。
国际社会在《昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架》中提出了一个雄心勃勃的目标:到2030年,要保护地球上30%的陆地和海洋,简称“30×30”。但要回答“保护了什么”,就必须先有清晰的物种账本,如果你连家底都不知道,怎么谈保护呢?比如,一个保护区里到底有哪些物种?哪些处在濒危状态?哪些是需要紧急处理的入侵种?如果物种的识别和命名缺乏一致标准,那么这些统计数字就会失去可信度。
现在许多国际公约,特别是关于生物多样性保护和贸易的协议,都采取基于物种附录的管理模式。这种模式的核心思想是,通过将受保护或受管制物种明确列入不同的附录(或列表),来实施差异化的管理措施。比如我们很熟悉的《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES),就将物种分为附录I、II和III,分别对应禁止贸易、需要许可证和需要备案等不同级别的保护,从而为全球范围内的执法、物种保护和可持续利用提供了清晰且可操作的法律框架。联合国《保护野生动物迁徙物种公约》(CMS)也是这样。我国的国家一级、二级保护动物也如此。“物种”的概念,是这类治理机制的基础。
另外,更现实的挑战是,分类学自身正面临所谓的“分类学障碍”(taxonomic impediment):全球范围内专业人才匮乏,标本馆数字化进度缓慢,区域性的参考数据库建设不足,这些都制约了新技术向实际治理的转化。笔者经常听到圈内一句笑称,说是,“分类学家已经是濒危物种了”。
这么说,有点凄凉。不过分类学人才的培养,还真是非常重要的。换句话说,哪怕我们手里有了DNA条形码、环境DNA这样的革命性工具,如果缺乏制度配套和长期人才培养,它们也很难真正服务于社会治理,更难支撑起宏大的保护目标。

(图文无关)▲上图:《中国真菌总汇》是由中国著名的真菌学家、中国植物病理学的奠基人戴芳澜教授编著的一部大型真菌分类学参考书,于1979年由科学出版社出版。上图藏于中国科学院微生物研究所,摄 ©海潮天下(Marine Biodiversity)
当分类学家成为“濒危物种”……
归根结底,分类学的意义远不只是科学家之间的学术争论。给生物命名,看似一项学术活动,实则直接关系到物种能否被关注、被记录、被保护。只有在尊重科学严谨性的前提下,使分类学工作更透明、更可参与、更可持续,技术的进步才能真正成为守护生物多样性、维系人类与自然关系的“有温度”的工具,而不仅仅是一套冷冰冰的方法。
在当下生物多样性保护的实际操作中,或许,4件事情是可以优先推进的。欢迎拍砖~
一是,要建立并维护一套可靠的分子识别基础设施。这包括权威的参考序列库、标准化的实验和分析流程,以及透明的置信度评估体系,确保每一次分子鉴定都可以被科学界和管理机构信赖。目前,许多地区的序列库完整性可能是不够的,实验流程似乎也缺乏统一标准,导致不同研究之间的数据难以直接比较。这是个问题。
二,推动“分子—形态—生态”三位一体的数据整合与公开。每当一个新物种被识别或命名,最好能同时提供实体标本或高质量的数字孪生、基因序列数据,以及详细的生态描述。这样的做法不仅方便后续科学验证和重复实验,也让保护管理和政策制定有据可依,能够形成比较科学、可操作的决策的基础。很多研究只发布基因序列、但缺乏生态和形态信息,使得其他科学家难以复核、或是将结果应用于保护管理。这个情况需要破。
第三,是修复并强化分类学的人才链条、标本馆网络。一个比较公认的情况是,如今分类学人才短缺、标本馆维护不足,导致很多关键地区的物种数据缺失,影响全球保护行动的科学决策。或许,可以在热带和生物多样性热点地区建立长期研究和培训基地,支持本地科学家参与全球知识网络。这不仅有助于培养下一代分类学家,也让研究成果更具持续性和地方适用性,使保护行动更接地气、更有效。
四,当前我们的教育体系,在培养分类学人才方面,要承认还是存在显著的不足的。本科阶段的生物学教育通常过于宽泛,学生接触分类学时,又往往只限于课堂理论,缺乏实践机会。特别是海洋,多少本科生、研究生曾出过海、真正上船去过野外?而分类学的本质是实践,需要大量亲自动手、观察标本、野外考察和数据分析。当然了,建立多学科交叉的培养模式也是很重要的,毕竟,现代分类学已不再是简单的形态描述了,而是高度依赖分子生物学、基因组学、大数据和人工智能等领域的。所以,研究生阶段的培养必须打破学科壁垒,将分类学与生物信息学、计算生物学、生态学等深度融合,来培养复合型的人才。

读而思

【思考题】学而时习之
Q1: 现代生物学的光鲜亮丽,往往集中在实验室、数据分析(拍照摆pose实验室背景看起来就很酷啊),而分类学的基石——野外工作和形态学观察——却显得“过时”。如果只强调技术,我们是否会面临“有数据无实物”的尴尬局面,导致分类学研究的根基动摇?
Q2:在追求高端尖技术(如基因组学)的同时,该如何鼓励、让年轻人仍然愿意、并且能够投入到最基础、最耗时的野外考察和标本采集工作中去呢?
Q3:【一个陈年旧案】1985年,Richard Wells和Cliff Wellington在未经同行评审的情况下,擅自提出了超过700个澳大利亚爬行动物的新学名,让学术界炸了锅(这种做法在当时的科学界是前所未闻的,被认为是完全违背了学术规范)。结果,他们的行为最终被带到了ICZN(国际动物命名法规)讨论,但ICZN当时认为这是属于分类学争议,而不是命名法本身的问题,于是拒绝行使否定权。ICZN的最终裁决是——他们认为,Wells和Wellington的发表行为虽然在科学伦理上饱受质疑,但技术上符合了命名法典对“有效发表”的所有要求。后来,这起事件被称为 “Wells and Wellington affair”。这个事,之所以至今仍被频繁提及,正是因为它揭示了《国际动物命名法规》的一个重要“漏洞”:只要出版物在技术上合规(例如,有作者、有出版日期、有对新学名的描述),它就是有效且可用的,即便其科学内容存在严重缺陷或完全没有经过同行评审。对此,你怎么看?
Q4,过去几天青年研究人员自杀的消息一个接一个。现在论文指标这么卷,如何确保对那些专注于耗时、基础性工作的传统分类学家进行公平评估,使他们在追求科学严谨性的同时,不会在“唯论文”的学术体系中被边缘化呢?
如果论文发表速度成了衡量科研产出的主要指标,怎样建立更公平的学术评价体系(别让分类学者寒了心)——避免科研界只关注“快产出”的分子研究,而忽视对基础科学至关重要、但需要长期积累的传统分类学工作呢?
当一个需要十年时间来完成的物种志、分类学专著,它的学术价值无法跟一篇几个月就能完成的高分基因组学论文pk时,怎样才能保障那些默默耕耘的“物种描述者”获得应有的认可和资源呢?
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海潮天下
Global biodiversity governance

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作者 | 王芊佳
编辑 | 海潮君
日期 | 2025年8月29日

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