Question

地球上已知的动物大约有多少万种

Answer 1

据动物学家统计,目前地球上已知的动物大约有150万种.动物可以分为脊椎动物和无脊椎动物两大类,脊椎动物身体背部都有一根由许多椎骨组成的脊柱,一般个体型较大.而无脊椎动物的身体没有脊柱,大多数个体很小,但种类却很多,占整个动物种数的百分之九十以上.如苍蝇、蚊子、蚂蚱、蝴蝶等昆虫都是无脊椎动物.

脊椎动物又可分为鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和兽类五大类群.鱼类是脊椎动物中最多的一个类群,包括海水鱼和淡水鱼共有25000～30000种,如鲤鱼、黄花鱼等.两栖类有2000余种,如青蛙等.爬行类有3000余种,如蛇、龟、鳄鱼等.鸟类有9000种,如鸽子、麻雀.兽类有4500多种,如马、牛、狮子、虎等.世界上还有许多种动物还有未被发现呢.

至今还没有人知道,究竟地球上有多少种生物.这答案的揭晓与我们维护生物多样性的努力息息相关,同时也能解决演化与环境管理的重大问题.

虽然我们研究分类学已有250年以上的历史,但是对地球上到底有多少种生物仍是众说纷纭,从300～3000万种都有人提出.由于缺乏集中管理、计数的机构,迄今甚至无人知道已知种类的确切数字.

许多野外的栖所正迅速遭到破坏.因此了解物种的种类及分布,据以提供合理的方式来进行保育,是保护现存种类的最佳方法之一.身为万物之灵的人类,在道义上理应维护我们居住的环境,并且把它完整地留给下一代.

英国的环境保护学者,曾向 *** 当局要求加强了解生态系里种类消长的情形.这些要求包括对生物群聚间的种类和稳定性有基本的认识.由于大气层里的含氧量最初是生物体所产生的,可见生态系和大气层的关系非常密切,所以研究生态系里种类稳定的情形,当有助于预测地球的气候.

为了实用上的目的去计算和整理有关种的资料,也是十分令人关心的问题,因为有为数不少的药剂都是从植物体提炼出来的.还有很多营养价值很高的果物和根菜类尚未开发成功,一旦成功即可提高全球食物的供应量.研究人员正不断尝试从自己所熟识的作物里去找寻地理变异的品系,经由选择性的交配和基因工程操作,可以从这些作物中找到产量更高、抗病力更强的种类.近代由于实行密集农业,使田间作物种类的歧异度降低,同时也降低了作物对病害和气候变化的应变能力.

鸟类、哺乳类的种数

把有机世界视为一个井然有序的系统,可追溯到亚里士多德的时代.命名并记录物种的工作称为分类学,肇始于瑞典的自然学家林奈（C.Linnaeus,见图一）.1758年他在《自然系统》第十版里,共记录了9千种动、植物的种类,此后分类学家便得以描述不同的种类.到目前为止,凡是外表亮丽的种类仍是人们注目的焦点,科学家几乎已将这些种类记录殆尽.例如：在《自然系统》第十版出版后不到一百年内,便已完成4500种鸟类的纪录,这是现今已知种类的半数.现在每年所能发现鸟类的新种也只有3～5种；至于哺乳类则有4千种的纪录,现在每年约可发现1新属和20新种,在现今发现的种类当中,约有一半是真正的新种（大部分是囓齿类、蝙蝠或地鼠）,其余则是根据现代生化上的新证据,对旧种重新分类.

除了鸟类和哺乳类以外,其它生物增加的速度都呈现不同的型式,在十九世纪中叶,蜘蛛类和甲壳类种类增加的速度很快,随即沈寂了很长的一段时间,一直到近几十年来才又稍微增加.根据大英博物馆韩蒙德(P.M.Hammond)指出,从1978～1987十年间鸟类每年的增加速率是0.05％,而昆虫、蜘蛛、真菌和线虫则分别为0.8％、1.8％、2.4％和2.4％.

发现不同生物的速率和从事研究分类学家人数的多寡有关,正确的数据很难估算.不过根据对澳洲、美国和英国研究者做个概略的估算得到：如果N代表研究四足类每一种动物的平均分类学家的数目,那么每一种鱼有0.3N的分类学家在从事研究工作,无脊椎动物则在0.02～0.04N之间.北美洲有1万位分类学家,全世界则约有3万人.

总的来说,每种已登录的植物受到分类学家青睐的人数是动物的2倍.就动物界来说,平均而言,对脊椎动物进行分类的数目比植物的多了10倍；而对无脊椎动物所做的则比植物少了10倍.分类学家分布的情形和生物种类数目的多寡,并没有绝对的关系存在,例如：只有4％的分类学家在生物歧异度(diversity)很高的拉丁美洲和撒哈拉南方工作.

由于缺乏生物种的信息中心机构,使得编纂一份完整的分类学目录显得困难重重.在分散各地的机构里,这些纪录只靠一些老式的档案卡保存着,没有正式计算有多少已知的物种被命名.科学家对星球的认识和花费比对生物来得多,他们了解宇宙里有关原子的数目,也比生物物种的数目更清楚.

根据比较可靠的估计,分类学家已经鉴定出150～180万种的生物,这和所有生物的种类数目比较起来还是相差很多.根据最保守的估计,所有生物的种类最少也有300万种,这么多的种类很难在适当时间内以现在的方法来完整地描述、记录.

估计生物种数的方法

某些人利用外推法(extrapolation)来估计生物的种数,这种方式会随着统计的方法不同而有出入.在最近的研究里,将生物分为几个大类,再以种类发现的曲线图与统计上的投影法结合,估计大约有600～700万的生物种.

另一方法是利用每个分类群里各个专家的估计值加起来,得到有500万种的数据.在研究得比较透澈的鸟类及哺乳类里,分布于热带的种类约为温带的2倍；但是在昆虫里从已知的种类里发现,寒、温带的种类反而比热带者为多,几乎占了所有种类的三分之二.如果昆虫在热带与寒温带的比例,与鸟类及哺乳类的情形一样,那么未知种在热带和在寒、温带的比例为2：1,由此可将生物的种类由已知的150～180万可推至300～500万种.

还有一个对全球生物种类估算的更直接方法,这方法尤其适用于热带昆虫的种类.它是选择一个未经研究的地区,对其中的生物取样,然后再计算已有多少比例的动、植物被描述过.但是这种方法会有问题：即使在一定区域内,也很难把所有的热带昆虫取样,况且鉴定和分类更是十分烦琐的工作.另外,还必须考虑：这个取样的位置是不是可以代表种类的分布模型.

昆虫的种数

根据英国学者霍奇金森(I.D.Hodkinson)和凯松(D.C.Casson)在印度尼西亚苏拉维西(Sulawesi)岛上对象所做的调查,在1600种象里有63％是新种,如果这种比例也适用于所有的昆虫,那么在现今已知有90万种昆虫的情况下,昆虫的总数约有200～300万种.韩蒙德则用不同的方法来估计,根据他观察英国一个已调查得十分完整地区里,22000种的昆虫中有67种是蝴蝶.许多自然学家重视蝴蝶如同鸟类一样,因此17500已知的蝴蝶种也算是一个比较完整的数目,事实上种类应该不会超过2万种.如果在地球上蝴蝶与昆虫种类所占的比例和英国昆虫的组成相似,则昆虫的总数应为600万种(22000×20000÷67).由于无法确定所调查的区域是否为昆虫族群的典型分布,使得这种比值的方法会有内在(built-in)的误差.

厄温(Erwin)利用喷洒杀虫剂的方法于巴拿马采集甲虫,九个月内抓到1200种甲虫,由于他尚未完全鉴定完毕,无法利用前述的外推法来推测所有的种类,于是取而代之用以下的方法：一、必须知道从菩提树上所采集得到昆虫的数目,和其它树种上的种类相比较,他推测约有20％草食性昆虫是单食性,因此每一种树平均有160种甲虫栖息；二、他从栖于树冠层甲虫的数目推测所有昆虫种类,如果把甲虫占所有昆虫种类40％的比例应用于热带林区树冠层,那么每一树冠层上就有400种昆虫；三、如果每种树上有三分之二的种类栖于树冠层上,每种树上就有600种昆虫.最后他举出一个大众较为认可的估计,地球上热带林区有50000种树,乘上每种树上有600种昆虫,使昆虫总数为3千万种,当然,地球上昆虫的实际数目比这个大得多.

有人认为厄温所做的估算不太正确,本文作者梅(R.M.May)认为温带甲虫的食性要比热带甲虫的更具专一性.厄温所谓有20％草食性昆虫的比例,在热带这比例或许只有2～3％；另一方面,厄温或许低估了栖于树冠层以外的种类,梅认为它们应至少占有三分之二的比例.

忠实地记录生物歧异度的主要目的,在于解决演化和生态学上的基本问题.分类名录可研究食物链接构、种类丰度、大小不同体型的生物种或总数以及生物分布的一般趋势.

分类学家发现动物体长减少10倍,总数会增加100倍.这模式适用的动物范围包括身长从一公分到数公尺.至于一公分以下者便不太适用,或许与这些小生物缺乏完整的纪录有关.如把这种体型大小对种类密度的关系,经由外推法去推算至身长0.1公分左右的生物得知,陆地生物约有一千万种（见图二）.如果分类学家能更加了解生理学、生态学及演@的因子对身长分布的影响,则这种纯靠现象评估所得到的结果,将更具说服力.事实上他们在这方面的了解还不够,所以上述的报告并未成定论.

这种大小分布的法则让我们明了有关诺亚方舟到底有多大的问题,学者认为诺亚在方舟上无法载运所有的昆虫,但是如果体长能减少10倍,相当于体积减少1000倍,种类便可以增加100倍,那么问题就会转移到运送大型动物的身上.

食物链的结构通常也是用来计算种类的一种方式,行光合作用的植物是构成食物链的最基层,如果能精确的计算每种植物所能供养的生物种类数目,那么只要知道植物的种类便可知道所有生物的种数.然而要达到这个目的,科学家还有一大段路要走.盖斯顿(Gaston)曾研究食物链,搜集了昆虫的平均种数与群落大小、地理位置差异很大的每种植物之间的相关证据,于是发现每种植物平均约有10种昆虫.依保守估计,维管束植物共有27万种,因此昆虫约有300万种.昆虫在已知生物种类里占50％以上,而昆虫的种类还尚未有完整的纪录.

真菌的种数

英国学者哈克斯华斯(D.L.Hawksworth)提出真菌的数目至少和厄温所认为的数目一样多.英国真菌的已知种类有6万9千种,与其它北欧研究做得很详尽的地方比较,真菌的数目是维管束植物的6倍.如果全球其它地方也有相同的比例,则以27万种维管束植物来说,那么全球就有160万种真菌.该数值是现今已知种数的20倍以上.

温带和热带生物种类分布的形式是不同的,真菌在热带要比在温带适应更大的植物范围,因此真菌和植物的比例,事实上并没有那么高.再则,真菌和昆虫的关系比和植物的更密切.最近调查特定热带区真菌的种类,发现新种约占15～30％,比哈克斯华斯所预期的95％要低得多,这些研究还未达共识边缘,遑论窥得未登录种的全貌.

由于对真菌的了解不够透澈,使我们忽略了它们是大部分生态系里的重要角色.它们会帮助有机种类的分解,形成土壤的新成分.真菌毋庸置疑的把生物歧异度的发展具体化,首先帮助植物定植于土地上（尤其是透过共生的关系）,协助维管束植物、昆虫及其它生物的散布,在生物圈里占有重要的地位,实在值得重视.

线虫和微生物的种数

在肉眼能看到的所有动物里,线虫是最不受重视的,它们寄生在动、植物身上,在淡水和咸水中却营自由生活.在1860年已知只有80种线虫,至今总数则有1万5千种.最近的统计指出,这些只占所有族群的一小部分而已,还有人指出生活在咸水里的种类更多.很少人会怀疑韩蒙德所提出线虫至少有10万种的想法.

肉眼看不到的生物才是地球上种类最多的,像原生动物、细菌和病毒等微生物,只占已知记录种类的5％.最近的研究指出微生物在自然族群里的种数,比在实验室里养殖的多得多.在美国黄石公园温泉中有一种光合细菌,其RNA有8种不同的遗传序列型式,和实验室中培养的12个品系(strain)的细菌完全不能配对.其中只有一种序列和一个已知细菌门相似.

生物学家查对自然界里海洋微生物族群RNA的序列,也得到相似的结果.这些发现使分子生物学家感到十分惊讶：居然对生命形式这么简单的普通生物知道得这么少.细菌和病毒的分类是很复杂的,因为在不同品系里很容易交换遗传物质,从单一个体便可复殖出一整个的族群.某些病毒每年也都有明显的突变.因此就组成物种的基本概念来说,在微生物方面要比脊椎动物更难下定义.德国哥廷根马克斯蒲朗克学院的M.Eigen和维也纳大学P.Schuster,认为许多病毒分类的基本单位应该是「准物种」(quasispecies),这是指一组定序清楚的RNA序列.天择乃作用于这类准物种而非病毒物种上.

微生物和线虫对整个基因池的研究贡献很大.有人说每一种节肢动物和每一种维管束植物,至少都各有一种专一性的寄生性线虫、原生动物、细菌和病毒与之共生.果真如此,那么它们的数目将激增5倍,使总数超过一亿.

从种、属、科、目、纲到门,分类阶层愈往上走遗传变异愈大.例如：在已知种类里海洋生物所占比例不到15％,但是却涵盖了90％以上的纲和门,因此海洋生物的歧异度要比陆生生物为高.