生物多样性事业需要科学、可操作的物种概念

物种概念(species concept)是生物学家们持续关注的中心问题。物种概念决定物种划分, 而物种划分的合理性关系到生物多样性的研究、保护和可持续利用。本文把现有较流行的物种概念分为6类, 并对它们予以述评后指出: 虽然生物学物种概念、遗传学物种概念、进化物种概念、系统发生物种概念等从不同方面认识了物种的客观真实性和物种的本质, 但在实践中都难以操作。绝大多数物种是由分类学家划分的, 但目前所有的分类学物种概念都包含有不同程度的主观因素, 从而造成物种划分的人为性, 对生物多样性研究造成负面影响。因此, 生物多样性事业需要科学、可操作的物种概念。本文在吸收了生物学物种概念、遗传学物种概念、进化物种概念以及系统发生物种概念等的长处, 也分析了它们的不足和问题的基础上提出一个新的物种概念, 即形态-生物学物种概念。最后, 以芍药属(Paeonia)几个物种的处理为例, 说明这一新的物种概念是可操作的, 划分的物种在形态上区别分明, 易于鉴别。更重要的是, 其结果得到基于25或26个单拷贝或寡拷贝核基因DNA序列所作的系统发生分析的强有力支持。各个物种在系统发生树上形成单系和独立的谱系, 表明其间各自形成独立的基因库, 没有基因交换, 它们独立进化, 有各自的生态位和独立的分布区。因此, 利用这一新的物种概念能够达到预期目标。     

物种受威胁状况评估:研究进展与中国的案例

评估物种濒危等级,确定物种保护优先序,是生物多样性保护的一项重要工作。通过不断的修订,IUCN红色名录濒危等级标准已经趋于完善。但是,目前人们还在探索在无法获得物种的种群数量、生境、生活史数据时,如何寻找替代指标评估物种濒危等级。我们综述了国内外物种濒危状况研究的进展,提出了结合物种分布区、生活史、生态功能、人为干扰和特殊利用价值的评估物种受威胁状况的方法,并以此方法评估了中国陆生脊椎动物的生存状况。结果表明,列入灭绝级的物种有5个,功能性灭绝级的物种有30个,濒危级的物种有343个,受胁级的物种有459个,关注级的物种有439个,无危级的物种有1,032个。     

物种与物种多样性

本文首先讨论生物物种的科学概念和生物学本质，分析物种客观存在的自然属性和物种概念的局限性，认为物种的生物学属性和物种多样性的科学属性之间有着本质联系。物种多样性研究的实质是研究生物物种的生物学多样性。度量物种多样性程度有多种方法，但物种数目是物种多样性程度最直接、也是最基本的表达，估计物种多样性数目是当前国际上物种多样性研究的核心与热点内容。物种多样性产生的根源是物种形成，物种绝灭速率是维持物种多样性的关键因素。本文简要总结了物种形成与绝灭的基本模式和机制，通过分析生物地理区系与物种多样性研究的密切关系，说明物种的区系成份分析是物种多样性大尺度格局研究的重要内容。     

The median means of species concepts and species delimitation

半世纪以来,物种概念的定义备受关注,不同研究方向的生物学家提出24种不同或至少有分歧的物种概念,根据其不同的物种概念,物种的界定和物种的数量会出现很大的差异.人们普遍认同:物种是进化分离的微居群谱系,但把谱系分离过程中获得的特征如生殖隔离、可鉴定性、单系统发生等视为鉴定物种次级特征却有不同的声音.该文提出统一的物种概念,把谱系进化分离作为物种界定的唯一而又必要的特征,把谱系分离过程中获得的次级特征作为界定谱系分离的证据.鉴于此,物种概念间的分歧就会化解.其一,物种概念化与物种界定明显分开,不再混淆;其二,谱系的次级特征只与物种界定有关,在某种程度上为谱系分离提供证据;第三,若能把合理解释的任何一个特征作为某物种客观存在的证据,这样更多的特征更能确定谱系分离;最后最重要的是,统一物种概念使我们解放思想,扬弃传统的物种界定标准,探求物种界定的新思路.     

物种概念及其界定

半世纪以来,物种概念的定义备受关注,不同研究方向的生物学家提出24种不同或至少有分歧的物种概念,根据其不同的物种概念,物种的界定和物种的数量会出现很大的差异。人们普遍认同:物种是进化分离的微居群谱系,但把谱系分离过程中获得的特征如生殖隔离、可鉴定性、单系统发生等视为鉴定物种次级特征却有不同的声音。该文提出统一的物种概念,把谱系进化分离作为物种界定的唯一而又必要的特征,把谱系分离过程中获得的次级特征作为界定谱系分离的证据。鉴于此,物种概念间的分歧就会化解。其一,物种概念化与物种界定明显分开,不再混淆;其二,谱系的次级特征只与物种界定有关,在某种程度上为谱系分离提供证据;第三,若能把合理解释的任何一个特征作为某物种客观存在的证据,这样更多的特征更能确定谱系分离;最后最重要的是,统一物种概念使我们解放思想,扬弃传统的物种界定标准,探求物种界定的新思路。     

浅析物种概念的演变历史

本文是一篇关于物种概念演变的简述。生物学家用不同的方法或标准划分物种, 就形成了不同的物种概念, 如生物学物种、形态学物种、生态学物种、进化物种、系统发生或支序物种, 或它们的组合, 等等。它们都揭示了物种属性的特定侧面, 都是不同物种客观存在的真实反映, 但都无法令所有人满意。对真核生物来说, 无论它们在形态上的差别有多大, 生殖隔离(不能产生可育的后代)应该是两个群体能否真正分化成不同物种的关键, 这种隔离机制可以是地理的、行为的或其他方式; 而生殖隔离总会伴随着一些形态或遗传上的变化, 虽然这些特征可能与生殖隔离本身并无多大关系, 但往往成为分类学家或分子进化生物学家区分种的依据,对已经灭绝的化石物种来说, 生殖隔离的物种划分方式就无能为力了。如何准确定义一个物种依然充满着矛盾, 因为基于生殖隔离的物种概念不实用, 而实用的物种概念(如形态学物种)又被认为是人为的。     

部分已经灭绝的动物

2003年世界自然保护联盟（简称IUCN）宣布。濒临来灭绝的物种已达到12259种，此外762种植物和动物已经灭绝，58种动植物仅存活在人工培育的环境中。而这几乎都是由人类造成的。专家们的估算是：目前物种灭绝的束度要比自然规律条件下高出1000倍到10000倍。最触目惊心的警告是：每一小时就有3个物种永远从地球上消失。是的！一个小时灭绝3个物种！     

植物群落物种多样性研究综述

物种多样性是生物多样性在物种水平上的表现形式 ,包括两方面的含义 ,一是指一定区域内物种的总和 ,主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一个区域内物种的状况进行研究 ,也称区域物种多样性 ;二是指生态学方面物种分布的均匀程度 ,常常是从群落组织水平上进行研究 ,也称为生态多样性或群落多样性[1] 。本文所涉及物种多样性即为群落组织水平上的物种多样性。植物群落物种多样性的研究是其它多样性 (遗传多样性、生态系统多样性等 )的基础 ,有大量的研究成果相继报道 ,也有一些综述对植物群落物种多样性某一领域的研究进行总结。Ｍａｇｕ…     

国家濒危物种红色名录的生物多样性保护意义

IUCN濒危物种红色名录与国家濒危物种红色名录都是物种灭绝风险的测度, 前者是全球性评估, 后者则是国别研究。IUCN濒危物种红色名录预警了全球物种的濒危状况, 为全球生物多样性研究提供了大数据; 国别红色名录确定了各国物种受威胁状况, 填补了前者的知识空缺, 两份名录互为补充。目前对国家濒危物种红色名录重视不够。基于如下原因, 应当重视国别濒危物种红色名录的意义: (1)国家是濒危物种保护的行为主体, 物种在一个国家的生存状况是确定其保护级别、开展濒危物种保育的依据; (2)对于仅分布于一个国家的特有物种来说, 其国别濒危物种红色名录等级即是其全球濒危等级; (3)对于跨国境分布的物种来说, 国别濒危物种红色名录等级则确定了该物种在本国的生存状况; (4)结合IUCN濒危物种红色名录, 国别濒危物种红色名录为建立跨国保护地、保护迁徙物种的栖息地与跨国迁徙洄游通道提供依据; (5)国别濒危物种红色名录所特有的“区域灭绝”等级, 反映了一个物种边缘种群在该国的区域灭绝, 恢复“区域灭绝”物种是该物种原分布国重引入保育工作的重点; (6)国别濒危物种红色名录提供了该国物种编目、分类、分布和生存状况的最新信息。然而, 国别濒危物种红色名录的重要性在许多情况下被忽视了。目前正值全球新冠肺炎大流行, 人们正在重新审视人与野生动物的关系。我国将修订有关野生动物保护与防疫法法律以及《国家重点保护野生动物名录》, 防控新的人与野生动物共患疾病再次暴发。对于确定国家重点保护野生动物物种名录来言, 物种受威胁程度是物种列为国家重点保护物种的特征之一。重视国别红色名录有特别的意义。     

虚拟物种的基本原理及其在物种分布模型评估中的应用

物种分布模型是建立在物种出现或缺失数据的基础上,但可获得的真实分布数据存在着各种各样的缺点(如:物种识别错误、坐标错误、抽样偏差、数据缺失等),影响着物种分布模型的预测性能、稳定性及应用,因此使用物种真实分布数据评估物种分布模型将带来很大的不确定性。为避免这种不确定性,越来越多的研究使用虚拟物种来评价物种分布模型的性能,评估新方法的优劣。虚拟物种是一种建立在真实(或虚拟)地理信息系统下人工生命,是简化和抽象的物种,它通过模拟物种对环境变量的响应关系,评估物种在不同环境变量下的出现概率,人为地给出虚拟的物种分布数据。虚拟物种具有数据容易获得、数据质量可控、避免过度模拟等优势,目前它被广泛用于评估物种特性、抽样偏差、地理信息、出现/缺失标准等对物种分布模型性能的影响。虚拟物种是大尺度研究中不可或缺的重要工具,有利于解决真实数据未能解决的科学问题。常用的构成算法有求和法、求积法和综合法,但这些方法可能存在补偿效应,扩大了物种的分布范围。考虑到虚拟物种的不足,提出了未来虚拟物种可能的发展方向(避免过度脱离真实,完善虚拟物种的构成算法,构建虚拟的模式生物、群落及生态系统等)。为帮助研究者快速构建虚拟物种,基于R环境开发了一个虚拟物种构成软件包(SDMvspecies)。虚拟物种可以与真实物种相结合,通过改进模型的构成方法,有利于解决一些真实数据未能解决的问题;虚拟物种的应用也将导致一些新理论的产生,有利于更好地理解生态学原理。     

论物种的客观真实性

关于物种的概念和本质的争论由来已久。大多数学者认为种是自然界客观存在的真实单位,是形态上和生殖上间断的群体体系,与种内连续的群体体系——宗,有着本质的区别。少数学者则认为种是主观意识的产物,是为了分类的目的而任意确定的人为的分类阶元,与宗只有程度的不同而无本质的区别;只有个体才是客观真实的单位。以形态标准为主的分类学种概念和以生殖隔离为标准的生物学种概念只能说代表了自然界有机体类群不连续性的两个不尽相符,但部分一致的侧面,而不能说就是客观物种的反映。自然界的生命有机体有两重性。它们既不是一群乱七八糟的乌合之众,也不是秩然不紊的鳞次栉比,而是以群体的组织形式适应于各自分布区内的生态位,在表型和基因型的变异式样上具有一定规律的遗传多样性。物种的客观本质也有两重性。物种作为有机体组合的单位既存在又不存在。说物种客观存在是因为按形态或生殖的不连续性标准划分的“种”在自然界具有一定的普遍性;说物种并非客观存在是因为至今还没有一个能把所有的生命有机体都划分成统一的生物学单位的不连续性标准。     

菌物分类学研究中常见的物种概念

物种是生物多样性与分类学研究的基本单元, 物种识别是生物学研究的基本问题之一。物种的划分一直以来都没有一个明确统一的标准, 这使得分类学多少带有主观的色彩, 并经常被看作艺术而不完全是科学的研究。本文简要概述了菌物分类学研究中常见的3个物种概念, 即形态学种、生物学种和系统发育学种的背景和应用现状, 并通过实例讨论了这3个物种概念的特点及应用中存在的问题, 特别是各个物种概念之间的交错, 以期为菌物分类学研究和物种概念探讨提供参考。     

“整合物种概念”和“分化路上的物种”

已有的各个物种概念对物种的认识类似盲人摸象, 只包含了物种的某一个方面; 而一个分化后期的成熟物种应涵盖了所有的物种概念。但是, 尚未到达分化后期的物种往往又已开始新一轮的物种分化; 自然中存在的多数“物种”处于分化路上。这种循环往复连续分化产生的物种, 存在种间生殖隔离不彻底、基因流频繁发生、网状进化突出等现象。此外, 对于不同的物种对, 最早开始分化的基因以及不同物种概念所要求的条件的分化顺序不是统一的, 而是随机的。定义一个适合所有“分化路上的物种”概念存在较大困难。但是, 应采用尽可能多的物种概念来界定分化路上的物种、发表新种和进行分类处理; 也应承认种间可能广泛存在不完全的生殖隔离和有限的基因流, 即有不属于两个物种群体的杂交或回交个体的存在。这样划分的物种比只依据一个物种概念认定的物种具有更高的客观性和科学性。     

物种丰富度垂直分布格局及影响机制

物种丰富度分布格局是一定地域内物种丰富度沿三维空间的立体分布,包括物种丰富度在经度、纬度和垂直梯度(海拔高度和海水深度)三个维度上的空间分异。近年来物种多样性的垂直分布格局与机制研究得到了生物地理学家和生态学家的重视。物种丰富度的垂直分布格局存在多种类型,但随海拔增加而物种数减少的单调递减模型和中海拔物种丰富度最高的单峰模型较为常见。目前在机制研究中验证较多的是气候稳定性、生物因子(种间相互作用)、能量、生境异质性、干扰、进化时间、物种分化速率、面积、中域效应(mid-domain effect)、生态位保守性(niche conservatism)等假说和机制。物种丰富度的分布格局是多方面因素综合作用的结果;由于地理、地形、气候、地质演化历史、物种库和进化历史、物种分化速率、干扰等差异,在不同地区存在着特别的物种丰富度空间分布格局和机制;处于同一地区的不同类群的物种也因进化扩散历史和生态适应能力不同而呈现多样化的分布格局。因此,对不同地区和类群的物种丰富度格局和机制进行研究应具体分析后才能得到可信结论。     

评世界保护联盟新的物种受威胁分类系统草案

为了进一步了解物种受威胁的情况和发展,以加强物种保护工作,世界保护联盟制定了一个新的物种受威胁分类系统草案,把物种受威胁的程度分为９个级别,即绝灭种、野生状态下的绝灭种、极危种、濒危种、渐危种、敏感种、安全的／危险性小的种、不充分了解的种和未估价的种。本文对这个分类系统草案作了简略的评介。     

方山中山丘陵区植物多样性研究

以方山地区27个样方的调查资料为基础,从物种种类组成的相似性,不同层次的物种丰富度,物种多样性等方面对方山植物多样性进行分析.结果表明,该地区乔木层物种丰富度较低,而灌木层和草本层较高;该地区物种多样性随海拔高度的升高而降低;在同一海拔高度上,北坡的物种多样性大于南坡;人类活动对该地区植物物种多样性有明显影响.     

中国不同地理区域鸟兽物种丰富度的相关性

生物类群之间物种丰富度的相关性研究是当前物种多样性研究中的热点问题之一,目前,中国尚无相关的研究报道。我们收集了中国三种区域类型：动物地理亚区、行政区和保护区的鸟兽名录,分析了行政区与保护区、动物地理区和经纬度带中鸟兽物种数比值及其相关性。 结果表明：不同区域、动物地理区和经纬度带中鸟兽物种数都显著相关。保护区尺度鸟兽物种 数的相关系数为0.818和动物地理区中的华北区为0.768,其他所有区域和地理区域的鸟兽物 种数的相关系数都高于0.850。因此,鸟兽物种数的相关关系在一定程度上具有预测价值。我们发现不同区域鸟兽物种数比值无显著性差异;但是,不同区域间鸟兽物种数 比值差异显著。该比值在中国呈中间低四周高的分布趋势,其中东北地区最高。我们还利用历史累积调查数据与非历史累积调查数据进行了鸟兽物种数比值及其相关性分析,发现利用累积数据计算的相关性低于非累积数据计算的相关性,但利用累积数据计算的鸟兽物 种数比值高于非累积数据计算的比值。最后,探讨了为什么鸟类与兽类的物种数目会相关。我们根据物种－面积公式,S=CA^Z,导出了两个生物类群物种丰富度的相关关 系式。利用全国不同区域数据拟合,得到Z₁/Z₂＝0.913,Z₁/Z₂接近于1。于是 ,C₁/C2可视为近似等于R_am。本研究可推广到其他不同生物类群物种。物种数量的相关关系为快速评估区域的物种多样性提供了一条途径。     

蚂蚁对不同土地利用的物种响应及生物指示——以云南为例

为了揭示不同土地利用状态下蚂蚁群落在物种层面的变化,采用陷阱法调查了云南省绿春县天然次生林、桉树林、紫胶林、紫胶-玉米混农林、橡胶林、旱地和农田7种类型样地地表蚂蚁群落。共采集地表蚂蚁16704头,隶属于8亚科44属106种。不同类型样地地表蚂蚁群落结构有差异(ANOSIM Global R=0.786,P=0.01),桉树林、紫胶林和紫胶玉米混农林地表蚂蚁群落结构与天然次生林相似,与橡胶林和农田不相似。不同样地具有各自的特有种,旱地和农田中各为1种,其余样地有5-8种。在多个样地中均有出现的物种在不同类型样地中的多度变化明显。对群落结构相似性贡献率≥5%的特征物种分析显示,天然次生林中的特征物种明显与旱地和农田不同。天然次生林中的指示物种为毛发铺道蚁Tetramorium ciliatum,桉树林中为亮褐举腹蚁Crematogaster contemta,紫胶林中为飘细长蚁Tetraponera allaborans,旱地中为伊大头蚁Pheidole yeensis。不同特征物种及指示物种的生物学特性与不同样地特征相关联。地表蚂蚁通过物种组成及多度变化响应土地利用变化,蚂蚁特征物种可以作为指示物种的补充。     

物种濒危等级划分与物种保护

介绍了国际与国内濒危物种等级最新标准。探讨了濒危物处等级的划分标准存在的问题和物种的保护优先序。介绍了确定物种保护优先序时的两种不同观点。     

“物种”与“个体”:究竟谁是生物多样性保护的恰当对象?

生物多性保护实践涉及到两大基本问题:一是我们要保护的是什么,二是我们优先保护什么。从保护对象的角度看,物种和个体均不是生物多样性保护的恰当对象,准确的目标是“物种多样性”。所有的物种都在物种分化程度与分化时间上千差万别,从而导致不可能有统一的标准去划分不同的物种。从多样性或者说物种多样性的目标出发,作为保护对象的物种必须是独立进化的单元,同时,它必须有一个可操作的、相对合理的界定方法,而整合分类法可能就是一条极具吸引力的道路。生物分类学家应当尽可能利用整合分类思想和整合方法,建立可操作的、相对合理的物种概念和优先保护级别划分体系,以避免实际工作中的冲突与困境,更好地服务于生物多样性保护事业。