鱷、龜、鳥,誰是誰的親戚

長江日報 發佈 2020-08-25T11:59:59+00:00

說「彩圖」其實是騙人的,因為書里的插畫不過是黑白手繪再用底色暈染罷了。但也就是在這樣一冊「名不副實」的書里,我記住了動物世界最基礎的分類框架:無脊椎動物,兩棲與爬行類,鳥類和哺乳動物。

我小時候最愛看的書是《彩圖動物詞典》,愛到書脊都被翻爛了。說「彩圖」其實是騙人的,因為書里的插畫不過是黑白手繪再用底色暈染罷了。但也就是在這樣一冊「名不副實」的書里,我記住了動物世界最基礎的分類框架:無脊椎動物,兩棲與爬行類,鳥類和哺乳動物。時至今日,不會再有書商捨不得列印真彩圖。問題是,過去二三十年來,科學研究方法今非昔比,但這些最新的變化都來不及以「常識」的方式進入到書里,於是就形成了一種更糟糕的「名不副實」——在製作越來越精美的圖書背後,是越來越陳舊的學科框架。

生物界的分類史上發生過幾個里程碑式的事件,其中兩個最為人所知。第一是瑞典生物學家卡爾·馮·林奈的命名法,以植物生殖器官,也就是雄蕊雌蕊的形態、大小、數量等為依據,將植物分為綱、目、屬、種各級逾萬種,雙名制命名法最終成為學界標準。其二是英國生物學家達爾文的進化論,1859年的《物種起源》強調繁殖過剩後被迫的「物競天擇」和物種間的漸變,打破了生物從低級到高級的等級劃分。可以說,林奈賦予了生物學分類秩序,而達爾文則給予其動力。

但是,要將秩序與動力結合起來卻很不容易,因為這樣的學說既要靜態描述,又要動態解釋,這也是為什麼達爾文之後的新學說很難令所有學者都信服。當然,這些新學說本身的複雜度,就足以「勸退」很多外行了,遑論被成體系地納入科普讀物中去。20世紀下半葉的支序類型學就是這其中的一種,作為一種解釋力極強並得到大量分子研究數據支持的年輕學說,它至今難以顛覆以外形相似度區分物種的表型學說,也就是《彩圖動物詞典》所採用的分類方式。

舉例來說,鱷、龜、鳥,三者之間孰親孰疏呢?按照表型學派的分類,鱷與龜都有四足,運動方式相似,同屬爬行類,而鳥則二足能飛,當然是鱷與龜較近,鳥自成一類。然而按照支序類型學,這一說法就不成立了。此說不看兩個物種整體的相似性,而是只看關鍵的「近裔共征」,亦即承襲自最晚共同祖先的特徵。在這三個物種的比較中看的是顴弓的數量,鱷和鳥的眼眶後方都有兩條顴弓,同屬雙弓亞綱;龜鱉類動物眼眶後沒有顳顬孔,屬於無弓亞綱。這麼一來,鱷與鳥就成了近親,而龜卻從根子上就另屬一大類了。

新世紀後越來越常用的分子手段又從另一個層面豐富著我們的認識。2014年加州大學聖克魯茲分校的研究團隊通過基因組比較研究,證實了鱷魚與鳥同根同源,兩者的共同祖先生活在距今2.4億年前,同時它還是恐龍的祖先。鱷魚是主龍類下鱷目,是恐龍的遠親,鳥則是恐龍下獸腳亞目的現代成員,是恐龍的直接後裔。

有趣的是,從DNA來看,龜也和它們是親族,這就讓分子證據和化石證據起了衝突。到底是近還是遠呢?表型學派的人迫不及待地要揭開支序類型學的「漏洞」了。可是2015年在《自然》雜誌發表的由耶魯大學領銜的一項研究卻指出,最新發現的距今2.6億年的正南龜屬(最早的龜鱉類)的幼年標本顯示,它幼年時是有兩個顳顬孔的,只是在成年之後退化消失了。靠著這一極為稀有的化石證據,三者的關係總算是理清了:鱷、龜、鳥都屬雙弓亞綱,鱷與鳥略近,與龜則略遠。

支序類型學是現今最具信服力的生物學分類模型,但是在大眾觀念中仍然沒有根基。當真實的世界越來越複雜,規則越來越模糊,科普仿佛承擔著一種簡化之職。非要說起來,「爬行類」這個說法本身就是很不科學的。它僅僅以現生動物直觀的相似性作為依據,完全忽略了它們的歷史進程和潛在的親緣關係,例如鳥的地位問題。但是如果要廢掉「爬行動物」這個門類,又會牽涉到整個動物分類體系的神經,引起類型學的大地震。既然學界尚無定論,出版人自然也不會積極走在前面。

文/沈辛成

【編輯:賀方程】

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