物种的定义究竟是什么？我们的生物书需要更新了！

长久以来，生物学家就一直在争论该如何定义物种。

一群黏菌孢子物种的概念至少可以追溯至18世纪的卡尔·林奈（Carl Linnaeus），他在自己的双名法系统中，将物种定义为一个具有不变性和本质的实体，即物种是生物的聚合，但仍然是一个实体。

到了19世纪，在阿尔弗雷德·华莱士（Alfred Wallace）等人的帮助下，达尔文对林奈的那种理想主义进行了驳斥，他说服人们相信：

物种是变化的，会有新的物种诞生，也会有物种灭绝；而且物种是由彼此不同的个体组成，它们具有一定程度的相似性，但没有根深蒂固的共同本质。

本文摘录自大卫·奎梅(David Quammen)的新书《纠缠的树：全新生命史》（The Tangled Tree: A Radical New History of Life）。

两个问题在20世纪，作为新达尔文主义的奠基人之一，恩斯特·迈尔（Ernst Mayr）给物种下了一个著名的明确定义。他在1942年提出：“物种是一群实际上或潜在地异交繁育的自然居群, 与其他这样的居群存在生殖隔离。”

微生物学家卡尔·乌斯（Carl Woese）定义了“古菌”（Archaea），这是生物分类中一个新的域，他称其为“第三王国”。正是由于乌斯的研究，我们现在已经知道，迈尔所下的定义存在两个问题。

第一个问题：该定义不适用于细菌和古菌，这些生物不会像迈尔所说的那样“异交繁育”。

第二个问题：如果基因（通过病毒感染和其他机制）在不断发生水平转移，以及如果一个物种的个体有时能够与另一个物种的个体繁殖并产生新的杂交后代，那“生殖隔离”如何能成为物种的一个绝对标准呢？

答案是：生殖隔离是一种有用且直观的标准，这没有错，但它不是绝对的标准。

就拿智人这个物种来说，在DNA测序时代，科学家认识到，人类基因组中包含了杂交事件的证据。尼安德特人是在1856年被发现的，并在1864年定名。很多年以来，他们被认为是一个不同于智人的物种，两者是人属之下的近亲，但属于不同的种。目前，一些专家认为，尼安德特人是智人的一个亚种，他们更合适的名称应该是尼安德特智人。但另一些专家认为，尼安德特人仍然是正确的标签，代表该居群是一个完整的物种。

不管怎样，在大约30万-60万年前的某个时间，甚或更早的时候，当古人类先驱者走出非洲，开始在欧亚大陆繁衍生息之时，人种开始发生分化。

那些先驱者分化出一些非洲以外的人种，其中就包括尼安德特人。在更晚的时候（大约5万年前），被称为“现代人类”的智人掀起了另一波走出非洲、定居欧洲的浪潮。之后，出于某种原因，尼安德特人消失了。

长期以来，古人类学家推测，尼安德特人要么是被我们的先祖屠杀殆尽，要么是在竞争之下被迫走上绝路，要么是通过相互杂交，在一定程度上被智人吸收了。

不过，这些理论都没有确凿的证据。

如今，一支研究团队完成了对尼安德特人DNA的提取和测序工作，他们的分析表明，尼安德特人与现代人类之间的确发生过杂交。人类基因组，尤其是在那些通过杂交诞下的非洲以外的人群身上，现在包含了约1%-3%的尼安德特人DNA。

而且，我们的基因组中，有的不仅仅是尼安德特人的DNA。在700万年、或1,000万年乃至1,300万年前（没人知道准确的时间），人类先祖与黑猩猩先祖在进化的道路上分道扬镳。但最近的基因组分析表明，在大分化发生后的某个时间，人类先祖和黑猩猩先祖又重新走到一起发生了杂交，这在我们基因组的某些部分中留下了货真价实的黑猩猩基因。

当然，我们身上带有黑猩猩或尼安德特人的基因，这并不是故事的全部。

我们身上还有病毒的DNA，其中就包括从一种逆转录病毒中获得的syncytin-2基因，我们对其进行了重新改造，而它让人类怀孕成为了可能。

来自内源性逆转录病毒的DNA在人类基因组中占到了8%的比例——了解了这一事实，再想想智人一直以来都被归为灵长类物种，我们的感觉无疑会变得复杂起来。

“个体”的完美定义？同样让我们感情复杂的还有这样一些认知：作为维持健康、消化系统和生理学其他方面的必需品，我们每个人身上都携带有数十万亿个细菌细胞，它们代表着数千种不同的细菌“物种”；此外，每一个人体细胞中都存在被捕获的细菌，它们在很久以前就转变成了我们存在所必需的线粒体。

生物学家和科学哲学家试图对“个体”下一个完美的定义，但“个体”的概念却在不断对抗这种努力。

一些专家认为，拥有这样一个定义是至关重要的，因为自然选择的进化逻辑（这是达尔文的核心原则）取决于个体的差异化生存和繁殖。

如果是这样，那么个体是什么呢？单个细菌是一个个体吗？

生物学家琳恩·马古利斯（Lynn Margulis）自1967年以来的工作，大大推进了针对这个问题的研究，但同时也使之变得复杂起来。她的内共生理论提出，包括人类在内的所有复杂生物，都是由细菌和其他基因组复合而成的嵌合体生物。

在2007年发表的论文《生物学的下一场革命》中，卡尔·乌斯和奈杰尔·戈登菲尔德（Nigel Goldenfeld）对类似问题进行了探讨。

索林·索内亚（Sorin Sonea）会说，单独来看的一个个细菌，并不能称之为个体——他在1988年提出，所有地球上的细菌构成了一个单一的“超级有机体”，一个单一的、相互连接的遗传实体。那么，一只没有繁殖能力、一辈子只伺喂蚁后的工蚁，可以称为个体吗？或者，蚁群本身是个体吗？蚁群算不算另一种“超级有机体”呢？

再来看看僧帽水母，它们是水母的特殊亲戚。当僧帽水母漂浮在海面上时，看上去就像长着蜇人触手的鱼鳔。它是个体吗？

看起来似乎如此，但生物学家告诉我们，僧帽水母不是个体。跟蚁丘或白蚁巢一样，僧帽水母其实是由一个个生物体（被称为游动孢子的小型多细胞生物）组成的群落，它们为了共同的目的聚合在一起，并且各自具有专门的功能。

同样，细胞黏菌也是一种非常奇怪的生物。它们在生命的某一阶段，外形和行为都很像花园里的鼻涕虫，但在另一个阶段，它们会变成由一个个变形虫组成的精密团队。当食物稀缺时，变形虫会聚合成鼻涕虫的样子，共同努力爬向更好的栖息地。它们会在果肉一般的身体上竖起一根茎状物，当那个东西打开时，孢子就会被释放出来。如果孢子落在可以获得食物颗粒（细菌）的地方，它们就会被唤醒，成为新的变形虫。

同样奇怪的还有成林的杨树。它们看起来像是一棵棵树，但其实都是通过根系无性繁殖而来，它们全都相互连接，共享着相同的基因组，有时候会在一片广阔的区域长出数百乃至数千棵树。整片树林才是一个个体。

根据计算，地球上最大的生物体或许是美国犹他州鱼湖国家森林里一片占据100多英亩土地、由数千棵树组成的杨树林。它的重量约为1,300万磅（约合5,900吨），年龄在8万岁左右。

生命之树此外，还有第三个受到挑战的类别：生命之树。

事实上，生命之树看起来不像一棵橡树或是钻天杨。即使成林的杨树也不是什么合适的比喻，因为尽管它们在地底相互连接，但在地上却不会重新连接在一起。它们的根部形成了一个网络，但它们的树干和树枝却分散开来，彼此远离，以寻找开阔的空间，让树叶获得阳光。它们不会聚合在一起，不会融为一体。生命之树不是一个真正的类别，因为生命的历史并不像一棵树。

作为古菌之父，卡尔·乌斯知道这一点，尽管厘清这一切并不是他优先考虑的事情。他感兴趣的是那些大分支，而不是小分叉。在他看来，大分支构成了过去40亿年的生命历史，它们包括三个领域：细菌域、真核域和古菌域。

这三者是从我们所有已知生命的共同祖先分支出来的，包括地球上的生命，使用共同遗传代码的生命，以及从RNA起步、然后产生细胞并变得极其复杂的生命。这三个域包含了一切的生命，它们是神圣的三位一体，几乎像宗教一样。

翻译：何无鱼

编辑：李莉

来源：The Atlantic

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