潜水员的海洋生物学

什么是物种? What Is a Species?

生物学家用物种(Species)来标示不同生物, 排除各种复杂的科学定义和说法, 区别物种最简单的方法就是生殖隔离

以我们熟悉的陆地生物"狗"来做例子, 不同品种的狗之间, 比如哈士奇和吉娃娃长的完全不同, 但它们之间是可以杂交的, 所以在科学命名上它们都属于一个物种。

海洋生物中这样的例子更多, 比如科学名为Antennarius striatus的娃娃鱼很受追捧, 被亲切的称作毛娃娃, 就有两种完全不一样的形态, 所以也就有着两个完全不同的英文名, Striped Frogfish 和 Hairy Frogfish, 刚好用来描述这两种不同形态。(有趣的是, 虽然科学上是同一物种, 潜水员却特别钟爱hairy长毛/右边这样的。), 但无论长相如何不同, 生物学上它们就是一个物种: Antennarius striatus

橙色毛娃娃(Yellow Hairy Frogfish) Antennarius striatus @ 印度尼西亚 Indonesia 黑色毛娃娃(black Hairy Frogfish) Antennarius striatus @ 印度尼西亚 Indonesia 蓝碧 Lembeh

反过来长相很近似其实属于不同物种的例子也很多, 同属于娃娃鱼家族的 Antennarius pictus painted frogfish 和 Antennarius maculatus Warty frogfish, 在小时候长得非常像,但的确是两个截然不同的物种, 虽然亲缘关系很近, 同属于一个Genus(属)。

白斑躄( bì)鱼(Painted anglerfish) Antennarius pictus @ 印度尼西亚 Indonesia 巴厘岛艾湄湾 Amed Bay 幼年瘤突躄鱼(Warty frogfish) Antennarius maculatus @ 印度尼西亚 Indonesia 安汶 Ambon

什么是物种的科学命名(Scientific Name)?

上文提到的毛娃娃鱼,Hairy Frogfish等等, 都在民间被广泛使用, 这种名称叫做俗名。 俗名常常是很混乱的, 不同语言不同地域都会对同一物种产生不同的俗名, 反过来同一俗名在不同的语境下面又可能指向截然不同的物种, 比如国内的娃娃鱼又常常指一种珍惜淡水鱼。 所以为了识别和区分不同的海洋物种,俗名往往是不够用的,或者至少是不准确的, 这个时候就必须要使用科学命名。

物种的科学命名,简称学名, 使用双名法(二名法, Binominal Nomenclature),由一个叫做Carl Linnaeus(林奈)的人瑞典人最早推广, 所以也叫做林奈命名法, 是生物学届被普遍接受的权威命名法。 这里介绍一下这个双名法的最基本知识(复杂的我们也无需知道)

  • 由两个单词构成:前面是属(Genus)名, 后面是种名, 都是拉丁文的单词; 大致相当于生物的姓和名。
  • 学名按标准要写成斜体字,其中属名(前一个单词)首字母大写
  • 一个学名一定对应一个单独的物种, 但由于历史的原因,有可能有些物种有多个学名,但必然只有一个是认证的主学名,其他的叫做同名(Synonyms)

生命树的分级: 域(Domain), 界(Kingdom), 门(Phylum), 纲(Class), 目(Order), 科(Family), 属(Genus), 种(Species)

地球上的物种不计其数, 生物学家用多级的目录的来索引和研究, 多级的目录组成一个类似于树形的结构,被称为生命树。

每个物种都是生命树上的一个节点, 比如前面提到的毛娃娃Antennarius striatus, 它在生命树上的位置如下:

  • 界 Kingdom: Animalia
  • 门 Phylum: Chordata
  • 纲 Class: Actinopterygii
  • 目 Order: Lophiiformes
  • 科 Family: Antennariidae
  • 属 Genus: Antennarius
  • 种 Species: Antennarius striatus

如果仔细观察一下的话就会发现, 学名的前一个单词就是属名(Genus), 这个属的名字有点像是物种的姓, 后面的单词才是物种的真正的名字。 前面举过的娃娃鱼的例子, Antennarius pictus (painted frogfish) 和 Antennarius maculatus (Warty frogfish) 就是同一属, 不科学的理解, 算是同姓的兄弟, 亲缘很近。

不同的生物物种向上回溯, 总会在某一级上找到共同的目录, 比如娃娃鱼虽然和鲨鱼的亲缘关系很远, 但如果不断向上级追溯, 它们是同属于Chordata(脊索动物) 这个Phylum, 都是有脊柱的。 网站底部的链接中有很多专业的生物网站比如GBIF, EOL, 都可以查询生命树。 苹果和安卓手机上也有些APP可以查询生命树, 有兴趣的可以在各个app商店里面搜索Tree of Life试试看。

虽然生命树上的主流级别就是以上几个级别, 但实际上随着生物学的发展, 新发现的物种越来越多, 生物学家又在这些级别上下增加了很多个小级别, 基本上就是在这些词加些前缀, 比如suborder, superclass之类非常之多, 我们常见的鲨鱼和鳐鱼所在的分类叫做Elasmobranchii, 在很多分类系统中, 就是一个亚纲Subclass(顾名思义, 比Class矮半级)。

  • 界 Kingdom: Animalia
  • 门 Phylum: Chordata
  • 纲 Class: Chondrichthyes
  • 亚纲 Subclass: Elasmobranchii (鲨鱼和鳐鱼)

对于我们潜水员而言, 并不需要了解过多的分类学知识, 一般情况下我们只需要了解物种的Species学名; 以及一些关键的大分类, 比如上面提到的Elasmobranchii鲨鱼和鳐鱼。

值得一提的是, 这些所谓Class, Order的级别逻辑意义比物理意义大的多, 比如Elasmobranchii在有些体系里是Subclass, 而在另外一些体系中是Class。 在一些生物网站中已经开始淡化这些级别的名称, 而直接用树的逻辑关系表达。 比如Elasmobranchii在不同的体系中可以为表达为这样:

Animalia +
  Chordata +
    Elasmobranchii

或者这样:

Cellular organisms +
  Eukaryota +
    Opisthokonta +
      Metazoa +
        Eumetazoa +
          Bilateria +
             Deuterostomia +
               Chordata +
                 Craniata +
                   Vertebrata +
                     Gnathostomata +
                       Chondrichthyes +
                         Elasmobranchii

这样的表达虽然去除了级别的名字, 但生命树的逻辑关系表达的却更为清楚和简洁, 也更符合时代的趋向。

谁命名了物种, 物种的学名会变化吗? 谁来认可物种的学名?

科学名不是从天上掉下来的, 为了尊重发现和命名的作者(Author), 虽然不是必须的, 学名的背后往往会标准作者和命名时间, 比如鲸鲨的学名全称是这样: Rhincodon typus Smith, 1828; 这里面Smith就是作者的姓, 1828是命名的时间。

物种在被命名以后, 很可能会被改变, 这种改变的痕迹也可以从物种的全名里看出来, 这里举一个蓝环章鱼(Greater blue-ringed octopus)的例子

  • 1832年的时候, Quoy J.R.C. 和 Gaimard J.P 两个人写了一本书, 书里面首次准确描述了这种蓝环章鱼, 并为之命名: Octopus lunulatus Quoy & Gaimard, 1832
  • 可是到了2005年的时候, Norman M.D. 和 Hochberg F.G. 两人发表了一篇论文, 把这种蓝环章鱼从Octopus属,移到了Hapalochlaena属, 于是学名改成了 Hapalochlaena lunulatus
  • 但是很遗憾的, 学名是绝对尊重首作者的, 所以Norman M.D. 和 Hochberg F.G.并不能列为学名的作者, 学名的全称写为 Hapalochlaena lunulatus (Quoy & Gaimard, 1832) , 作者和年加括号表达的含义是在首作者命名以后, 该学名发生过变化。

晚生的生物命名学家其实挺苦的, 辛辛苦苦发现命名了新物种以后, 还要去搜索故纸堆, 如果不幸的被某位先贤在某部著作(早期的生物著作里面都是大把的物种)里提到过, 名字就必须属对方。

物种的学名到底是什么, 也许对生物学家很重要, 但是社会的关注度有限, 也产生不了多少经济价值, 所以生物命名学本身也算不上一门显学, 甚至有些生物学家自己也不是特别重视这个生物学的分支。 这带来一个问题是生物的命名并没有一个类似联合国的组织来统一规范, 略显混乱, 对于普通用户不用太较真, 盯住几个主流的网站比如EOL, GBIF,fishbase就好。

一般而言, 对一个物种的学名认可在各大组织和网站中基本上是统一的, 但是, 这个物种的生命树(上层的级别)可能会有差别, 再以Antennarius striatus毛娃娃鱼为例, 在Species 2000 & ITIS Catalogue of Life: April 2013 中表现为这样:

Animalia +
 Chordata +
  Actinopterygii +
   Lophiiformes +
    Antennariidae +
     Antennarius +
      Antennarius striatus (Shaw, 1794)

而在Taxonomic Hierarchy of COL-China 2012(这是一个中国标准)中则是这样, 不同的地方是Pisces取代了Actinopterygii。

Animalia +
 Chordata +
  Pisces +
   Lophiiformes +
    Antennariidae +
     Antennarius +
      Antennarius striatus

新物种常常叫sp.

有时候当一个新物种被发现的时候, 人们虽然知道它的Genus(属),但却来不及为它定名(命名的专业性很强, 从事的生物学家又不多), 这时候会给它一个暂时名。 比如著名的甜圈圈海兔学名最初就叫做 Doto sp., Doto是属名(Genus), sp. 就是Species的缩写。 也就是确定它是Doto这个Genus的, 但是名字还没有起, 如果翻翻鱼书的话, 这种Genus + sp的命名方式比比皆是, 尤其在一些品种复杂的门类, 比如海兔。

如果这个Genus下面已经有了很多未定名的物种, 还可以给它加个编号, 比如 Doto sp. 1。 这个编号有时候很夸张的大, 海兔的属里面有个叫Cuthona的, 里面的编号轻轻松松就到了70多, 比如 Cuthona sp. 71

顺便一提的是, 这种甜甜圈海兔2015年终于被定名了,叫做: Doto greenamyeri Shipman & Gosliner, 2015。 要不是甜甜圈海兔受关照度的高的话, 不知道还要做多年的sp :), 看看隔壁家的Cuthona, 家中70多个兄弟了, 都不给取名字。 这里值得注意的是, 编号并没有多少识别意义, 换了一本书或一个网站, 也许编号就会打乱。

甜甜圈豆豆海蛞蝓(Doto greenamyeri) Doto greenamyeri @ 印度尼西亚 Indonesia 巴厘岛图蓝本 Tulamben

如果查找过去的鱼书或者网站, 还能在很多地方看到它被称作Doto sp. 1

为什么要学点生物学名和生物知识

学点生物学名有助于和其他潜水员交流。 实际上由于俗名的不统一以及对新物种的支持少, 外国导潜和潜水员大量使用学名来交流。 比如我们称为龙王鮋, 由于并没有合适的英文俗名, 被老外普遍叫Rhinopias。 Rhinopias就是一个Genus的科学名。


紫色前鳍吻鲉(Weedy scorpionfish) Rhinopias frondosa @ 印度尼西亚 Indonesia 安汶 Ambon

越是较新发现的物种, 或者分类复杂的物种(比如海蛞蝓),被直接使用科学名的几率越高。 道理很简单, 这么多的物种, 生物学家都来不及取学名, 普罗大众哪来得及取俗名呢。

常常有朋友发来照片, 并询问这是什么物种, 可是很遗憾的是有时帮不上忙, 原因大多是图片没有生物识别信息, 比如这张照片

白斑躄( bì)鱼(Baby Painted Frogfish) Antennarius pictus @ 印度尼西亚 Indonesia 安汶 Ambon

虽然很好, 但是没有足够的识别特征, 如果只有这一个角度的话, 就很难确定是哪种娃娃鱼, 建议以后大家不妨试试多角度拍摄, 对后期的识别会很有帮助。

有趣的中文学名现象

生物分类学当然是西方很早就搞出来的, 所以对应的中文翻译也很早就进行了。 虽然不知道这些难叫的域 界 门 纲 目 科 属 种是谁在何时翻译的, 但反正是很早(或许和很多早期很多科学名词一样,直接来自于日文),但总之确实不符合我们现在的语言习惯。

不仅这些级别如此, 很多物种的中文俗名也是早期翻译并一只留存了下来, 比如潜水员中普遍叫的锤头鲨(Hammerhead shark), 有一个官方的中文俗名:双髻鲨, 这个名称出现在课本,各种网络百科以及最重要的中国国家生命分类标准中, 应该是继承了很早的翻译, 并一直在中国的学界中使用着, 可能老百姓都不知道有这个名字。 中国有很多类似的很学术化的俗名, 倒像是中文学名:), 但又不具备拉丁学名的标示作用, 希望能早点被淘汰掉。