现代和传统动物分类学的冲突与融合

现代和传统动物分类学的冲突与融合

摘要：随着动物分类学不断发展，出现了各种学派，持有着其各自的动物分类原理和方法，如表型分类系统，支序分类法；而且传统的宏观动物分类学方法也已经不再能满足于现阶段发现的新物种的界定与研究，一些基于现代科技的方法逐渐运用于动物分类学领域。现代与传统的冲突之下，又有着一定程度的融合与互补，共同促进动物分类学的更深入发展。为了是动物分类学工作更加高效精准，现基于现代和传统动物分类学方法的总结与比较，研究二者之间的冲突与融合。

关键词：动物分类学；系统发育理论；表型分类系统；支序分类法；分子生物学；现代与传统

传统科研方法主要包括逻辑方法如归纳、演绎和类比等；经验方法如观察、实验、测量和统计等；数理方法如模型和假说等。而现代科研方法则有着“新三论”的系统论、控制论、信息论和“旧三论”的耗散结构理论、协同学理论、突变理论之说[1]。

动物分类学是动物学的一个分支学科，主要研究动物的种类、种类之间的亲缘关系、动物界起源和演化等，根据自然界动物的形态、身体内部构造、胚胎发育的特点、生理习性、生活的地理环境等特征进行综合研究，将特征相同或相似的动物归为一类，给它们命名，这就是动物分类学所研究的内容。

动物分类学的经典工作内容主要有：鉴定；描述、绘图和照相；修订及新命名分类单元的记述；阶元层级与分类系统；检索表；地理分布等六大方向[2]。其面对的问题最主要就是地球上动物物种的合理界定，即鉴定。鉴定其属于什么范围，这个范围的准则就成了一大难题。原理的确立难以统一，如同物种的概念无法统一一样，动物分类系统也是百花齐放。在此仅介绍传统代表的“系统发育理论”、“表型分类系统”和现代代表“支序分类法”[3]。

系统发育也称系统发展，是与个体发育相对而言的，它是指某一个类群的形成和发展过程。系统发育学研究的是进化关系，系统发育分析就是要推断或者评估这些进化关系。通过系统发育分析所推断出来的进化关系一般用分枝图表(进化树)来描述，这个进化树就描述了同一谱系的进化关系，包括了分子进化(基因树)、物种进化以及分子进化和物种进化的综合[4]。

“表型分类系统”的分类依据为生物的表观特征，根据表型特征来识别和区分物种，按照其相似程度逐级归类，相似的属归于一个科，相似的科归于一个目，再到纲、门、界等等，因此叫表型分类原则。这种分类方法将生物和非生物同等看待，只反映了它们表型之间的相似性，并没有考虑物种之间的亲缘关系，在一个分类系统内，各个生物被安排在不同的位置，有各自的分类级别，它们的位置是平等的。

然而，由于这些分类依据的特征是人为规定的，因此这种分类方法带有主观性，不同的人采取不同的标准分类，难以进行统一，故后又兴起了“支序分类法”。支序分类法强调的是“支序”，主张把生物分类建立在谱系发生的基础上，通过各类特征、性状等来确定分支，除了比较表观的形态学解剖学特征，通过这些关键的性状差异来将一条进化线分为两个姐妹演化支。

要想精确地对动物进行鉴定分类工作，不仅仅需要一套理论上的分类系统，同时目标生物的特征信息是支撑分类结果的实在依据。现已知，动物分类特征信息来源主要有两点，一是形态学特征，二是分子序列信息[2]。

形态学作为较为传统的一个分支，在动物分类学的发展历程中通过描述、绘图和照相这些基础手段起着不可磨灭的作用，创下了无数瑰宝。随着现代化技术的快速发展，形态信息的数字化逐渐被推入一个新纪元，数字化绘图[5]、电子显微镜、激光共聚焦显微镜、微型断层扫描[6]等新技术走进实验室，几何形态学、全形态等新概念相继现世。也让形态学这一传统方法如虎添翼，能够更加准确便捷地获取动物分类形态学特征。

近年来分子生物学技术在其他众多领域延伸的发展和应用让人耳目一新，同时形成了一系列的交叉学科。而对于动物分类学亦是如此，分子生物学的引用，不但可以为传统形态学分类不能解决的问题提供线索，也可为动物的系统分类和动物进化提供线索。尤其是以下几种新技术：通过DNA条码的 Kimura 双参数法计算遗传距离，从而判断种、属水平上的遗传分化的程度或利用NJ和MP 法构建基因树，从而判断各物种形成独立进化枝[7]的DNA条形编码[8]；可以定量估计物种间或种群间的遗传变异程度、可以研究种内遗传变异的模式、可以确定不同分类阶元之间的遗传分化程度[9]的同工酶电泳技术[10]、标志着起源于生物基因组DNA 自然变异的限制性片断长度多态性（Rrestriction fragment length polymorphism，简称RFLP）概念的出现并大大的推动人类对DNA多态性的研究的RFLP技术[11]、在DNA 序列未知的情况下检测基因组的多态性并极大程度拓展了对基因组多态性的研究[12]的PCR-RAPD技术[13]。

虽然说现代和传统的思想和技术上都多多少少发生着一定的冲突摩擦，但二者却是紧密相依，不可割舍其一的。分类学既需要引入新思想、新技术，又必须同时保持某些古老的传统。

理论上，系统发育系统学理论细化并规范了人们对类群、性状和分支树的描述，确立了在互相竞争的分类学观点之间进行评价的方式和总体原则，从中诞生出更加可靠的、可操作性强的分支分析方法体系。在此之前，针对相同或相近类群进行研究的不同分类学家之间，普遍存在因各自坚持某一性状作为最佳分类特征而形成不同分类系统观点的现象，系统发育系统学思想和分支分析方法的普及，有效缓解了这种僵持局面。

方法上，对于传统分类学而言，即使引入几何测量方面的信息，依然很难进行量化分析，困难主要来自于模型的建立。在引入了分子序列信息之后，情况从本质上得到改善，不论是核苷酸、碱基、氨基酸、密码子，还是rRNA中的碱基对，各种信息都有很好的备选模型，分类学由此从定性进入到基于定量进行定性的阶段。

需要注意的是，分类学在进步的过程中绝不能丢弃某些工作传统，形态学的重要不容小觑。以节肢动物需要通过对生殖器官解剖帮助划定物种界限为例，虽说对于动物分类而言，生物学物种概念仍然是被最广泛采用的物种概念，但对于种类数量占绝对优势的节肢动物来说，全面的野外和实验室中的交配研究是不现实且操作性极低的，因此物种概念更直接地与外生殖器形态特征相关联。相比之下，没人能说基因组或者其中某个分子标记的差异在两个样本群体之间达到什么样的水平即可划分为两个物种。这是形态学研究不可以被分子技术取代的原因之一。

纵观主要基于形态信息进行分类的历史，不难发现同行中普遍认可的研究方式与内容是在不断完善的。虽然有些现在还不是公认必需的工作方式，但是很有可能在数十年以后成为主流。技术一代一代进步，而一些经典的思想技术不应被我们忘却，这些蕴藏在不同时代里的智慧应相互融合，成就更加完善合理的动物分类学。

参考文献：

[1] 陶承德,郑发全, 林德根,等.现代科学方法论[M]. 河南人民出版社,1987.

[2] 朱弘复. 动物分类学理论基础[M]. 上海科学技术出版社, 1987.

[3] 李新正. 支序分类学简介(I)[J]. 海洋科学, 1994(4):3.

[4] 赵金良. 系统发育学概况与进展(英文)[J]. 上海海洋大学学报,2003(S1).

[5] 陈梦, 任丽薇, 赵福建, 等. 数字化技术在形态学实验教学中的应用[J]. 教育教学论坛, 2020, No.455(09):385-386.

[6] 黄丽娜, JolesSchuman, NanWANG, 等. 光学相干断层成像与组织形态学检测猴青光眼视网膜神经纤维层厚度的比较[J]. 中华眼科杂志, 2001, 37(3):188-192.

[7] 褚栋, 张友军, 丛斌, 等. 烟粉虱不同地理种群的mtDNA COI 基因序列分析及其系统发育[J]. 中國農業科學, 2005, 38(1): 76-85.

[8] 肖金花, 肖晖, 黄大卫. 生物分类学的新动向——DNA条形编码[J]. 动物学报(Current Zoology), 2004, 50(5):852-855.

[9] 王中仁. 等位酶分析的遗传学基础[J]. 生物多样性, 1994, 2(3):149-156.

[10] 程立生. 同工酶电泳技术在动物分类上的应用[J]. 生物学杂志, 1987(04):22-25.

[11] 何娜, 徐文新. RFLPs分析技术在分类学研究中的应用[J]. 医学动物防制, 1993, 9(2):4.