随着基因测试技术的逐渐成熟，传统的分类学家就好比一个濒临灭绝的群体，他们独特的知识品牌面临着可能消失的窘境？然而分类学文化要有所改变，适当地进行传统分类学研究，它能把你带到野外，并让你发现许多新的东西
安东尼·科格纳托（Anthony Cognato）是密歇根州立大学的昆虫学家，更准确地说是一位树皮甲虫专家，他把收集、鉴别和分类小蠹虫亚科（subfamily Scolytinae）昆虫作为他的终身职业。尽管科格纳托是这方面的专家，但他依然对从枯死树干中进入“坑道”，并靠坑道中真菌为生的这些生物感到十分惊奇。
分类学需要去野外实地观察
几年前，科格纳托的学生吉里·胡科（Jiri Hulcr）在巴布亚新几内亚的热带雨林中历时18个月，通过砍伐树木和等待树皮甲虫在一些枯死的树上栖息并建立它们的“真菌花园”――被称为“小蠹坑道”。胡科为此设立了三个采样点，当收集甲虫时，他注意到了一种模式：当你收集了一个较小的物种时，它总是同另一个较大的物种相联系，它们的“坑道”总是恰到好处地彼此紧挨着。
形态各异的生物体
譬如在采样中，胡科发现了其中一种较小的、淡黄色的甲虫似乎总是寄生在一种较大的长腿甲虫（1厘米长）体内在挖掘坑道。随着这一模式的确立，接下来的工作是弄清楚这两种甲虫之间的关系。研究人员猜测，较小甲虫是通过挖掘坑道的方式盗取真菌，而不是播种自己的孢子对较大甲虫进行“过滤”。为了检验他们的猜测，他们回到了密歇根州立大学的实验室。
为了寻找一种被称为菌囊（mycangia）的运送真菌孢子的特化结构，胡科解剖了数百个在采样点收集到的较小甲虫的标本，将甲虫的头部浸在石蜡中，并做了多倍组织切片。一般而言，树皮甲虫会把菌囊藏在它们的上颚里，然而胡科却没有发现一个菌囊。是否这种较小的甲虫从其他途径获得真菌来源的？
为了证实这一推断，胡科测定了从大小甲虫坑道内抽取的真菌DNA序列，结果表明它们是匹配的。科格纳托和胡科由此确定了一个全新的生态学现象，他们称为“mycocleptism”或者真菌窃取。尽管比较真菌DNA是确定“mycocleptism”的一个重要证据，但是如果科学家没有在采样点观察到它，也没有采用近距离的昆虫形态学观测，他们是绝不会发现这种现象的。科格纳托说：“如果能真正地去收集你感兴趣的生物体，就能获得更多的系统研究成果。它可以使你观察到更多的在DNA序列中难以观察到的东西。”
技术的提升仍需传统分类学
然而，传统的动植物分类学，即通过研究生物体的自然特征对其进行收集、描述、命名和分类的生物学家越来越少了。从1970年代末和80年代，随着基因技术的逐渐成熟，系统分类学开始向分子生物学转变；而传统的分类学就像年老的分类学家退休一样，一直在减少。如同科格纳托和胡科那样，依赖野外实地和形态学研究作为其分类学工作核心的分类学家，似乎在慢慢走向灭绝。
今天，当研究人员继续在揭示新的生物种属时，描述、命名和保存的分类学非常重要，尤其是该学科的传统方法学――形态学技术显得极为重要。亚利桑那州立大学文理学院院长、昆虫分类学家昆廷·惠勒（Quentin Wheeler）认为，在某种程度上，“分类学提供了生物多样性的语言。”
据估计，科学家迄今发现、描述和命名的物种仅占我们这个星球全部物种的6%――存在的3000万物种中了解的不到200万；而剩余的94%的物种，则在快速消失的生态系统（生物多样性热点地区）中自生自灭。在那里，大量的物种濒临灭绝而没有引起科学家的重视。据2004年发表的一项研究估计，到2050年仅仅因为气候变化，地球上一些地区将有多达37%的物种将消失。
巴布亚新几内亚发现的一种可进行真菌窃取的殖菌蠢虫
来自中国的一个新种――派模林，其为雄性交配器管须肢的不同角度视图
显而易见的是，这个星球生物多样性的消失速度比我们积累的分类学知识要快得多。“为了阻止这一态势，科学家必须了解这些物种在各自的生态系统内是如何生存和相处的“，惠勒说，”如同修理一个时钟，你必须知道时钟的各个零件是如何相互作用的，这同样适用于生态系统。”
古老方式练就黑蝇识别技能
在孩童成长的过程中，他们似乎是天生的分类学家，无论在田野或是街区，探索、编目和命名新发现的物钟似乎是很自然地。譬如，古希腊哲学家亚里士多德在孩童时期便对周围世界产生好奇和兴趣，并为此倾注了巨大的精力；其他著名的分类学家包括恩斯特·赫克尔（Ernst Haeckel）、卡罗勒斯·林奈（Carolus Linnaeus）和查尔斯·达尔文（Charles Darwin）等。尽管分类学专业知识相当重要，然而，即使现今对自然界感兴趣的孩童，也难以成长为像赫克尔和林奈那样的分类学家。因为他们往往过于依赖PCR、质谱仪和DNA测序仪等来研究新的物种形态。
在寄蝇科研究领域中，著名的分类学家蒙哥马利·伍德（Montgomery Wood）通过目测，就能识别近1万种黑蝇。现年76岁的伍德，每当夏季来临总是习惯性地涉山淌水，到树林中收集鸟巢，或捕捉昆虫。他说：“我在夏季没什么事可做，只是猎取了一些东西而已。”
1930——40年代在加拿大安大略省长大的伍德，其人生历程很平常，然而他的眼睛比常人敏锐，好奇心也比常人强烈。虽然那时他可能没有认识到这一点，但迄今为止伍德已持续近50年的职业生涯。不过他承认，在鉴定非洲和中国的黑蝇种类上相对比较弱。
伍德以这种古老方式磨练出的识别黑蝇的技能，可以毫无遗漏地识别出这些生物体的形态学和习性。他说：“至今保留这种古老的方式，使我成为了寄蝇科的分类学专家。”
据伍德回忆，在1960年代初，当他开始做关于安大略省寄蝇分类学的博士论文期间，多伦多大学的一位同行对他能否进入这个领域表示怀疑，当时新的、令人兴奋的技术和方法――即DNA分析――已为现代生物学的革命做好了铺垫。
系统分类学止步于分子技术？
在1980年代，系统分类学和许多其他领域一样，被DNA分析及其破译遗传密码所带来的希望迷住了。佛罗里达大学的植物学家沃尔特·贾德（Walter Judd）是研究分类学进化的学者。他说：“当分子技术引起大家兴趣时，人们开始花费大量的时间在实验室里，而在野外的时间就较少了。”根据贾德的观点，当年轻的植物学家试图确认分子技术为分类学的研究工具时，他们必然会把研究的重点放在现有的植物种类上，如拟南芥（Arabidopsis），而不是在野外寻找未被发现的分类种属。
现在，类似伍德和贾德这样的传统分类学家逐渐从其研究岗位上退下来，但是一些机构并没有用其他的分类学家来替代他们的意向。譬如，英国皇家植物园自2006年最后一位裸子植物分类学家退休后，该岗位空缺至今；并且该植物园也没有人替代已于2007年退休的最后一位蕨类植物分类学家。
贾德的工作主要集中在热点开花植物的形态学。他说，令人担忧地是，分类学的专门知识可能会止于我们这代人。“我担心的是，或许再过一两代人，我们将只能得到物种的大致形状，因为没有人知道如何使用形态学特征来识别一个物种。”
在美国，系统分类学研究的主要基金来自美国科学基金会（NSF）。今年，该机构拿出250万美元（仅占总预算的0.04 %），旨在资助培训年轻的分类学家。
通过“提高分类学专门技术合作”（PEET）计划，乔治·华盛顿大学从事蜘蛛分类学研究的研究生和博士后，在学会观察、测量以及绘制蜘蛛标本手段的同时，掌握了运用扫描电镜分析蜘蛛基因的关键性诊断标记，PEET同时也鼓励学生出版描述生物体的分类学专题论著和编撰分类学图解。“在植根于分类学的传统基础上，利用先进的技术手段，学生们可以尽可能多地提取有用的信息。” 乔治·华盛顿大学蜘蛛分类学家古斯塔沃·豪米伽（Gustavo Hormiga）说。“这不是关于现代的、传统的或是什么任何东西，它是关于数据的。”
上图为真菌（Moelleriella sloaneae)的子实体结构，下图为真菌(Hypocrella hirsuta，左）和真菌（Hypocrella disciformis，右），它们在死去的介壳虫或粉虱上，这些真菌已完全覆盖并吃掉了昆虫
旨在提升分类学的PEET计划
NSF在1990年代中期实施的一项调查中发现，在博士学位授予机构工作的系统分类生物学家仅有940名，而超过80%的被调查机构回应，即使未来有新的职位，也不再雇用系统分类学家。自1995年发放第一轮基金开始，PEET已帮助培训了几百名分类学的研究生和博士后。然而有迹象显示，分类学日渐萎缩，已到了难以挽回的地步，甚至注入资金可能也不足以扭转这一趋势。
去年，从事真菌分类学研究的普瑞丝拉·查沃瑞（Pricila Chaverri）带着一项PEET基金来到马里兰大学，期待着对这一研究有兴趣的学生报名，然而没有一个学生前来报名。受挫后，她改变了招聘方式，即让学生在完全表征真菌标本的同时，学习一些PCR或DNA序列分析技术。结果，她收到了近100份申请。
强调研究手段的现代化是引起学生和基金会注意的好方法。在数次使用这一策略后，以致查沃瑞开始怀疑自己该如何进行研究了。“有时我担心我是否在观察真菌的形态上浪费时间。”今年春天，查沃瑞在实验室里叹息道。
事实上，观察真菌让查沃瑞对感染介壳虫和其他农业害虫的一组neotropical物种有了前所未有的了解。去年，查沃瑞一直在研究真菌的Hypocrella种属――该种属含有多个颜色亮丽的、基于DNA序列分析数据可编成一个类群的物种。为了更仔细地观察这些蔓生的物种的形态，当她将显微镜对准它们的子囊孢子――长长的、有性生殖的结构――时，注意到了一些有趣的差异：物种较大的子囊孢子能脱落成许多较小的部分；而物种较小的子囊孢子不会脱落，并由此创立了两个新的种属：Moelleriella和Samuelsia。
分类学文化必须与时俱进
尽管查沃瑞会继续她的分类学工作，然而一项于2007年进行的调查发现，47%受PEET资助的毕业生不再从事分类学工作，超过9%的毕业生在分类学领域中扮演配角，6%的毕业生处于失业状态。该调查结果可能过于乐观，据一位接受调查的毕业生说：“现在就是这个状况，受到PEET资助的学生的能力，绝对不是就业市场需要的。”其他几乎所有受过经典训练的分类学家对此都深有同感。
马里兰大学一位曾受到NSF资助的系统分类学家杰罗姆·瑞吉尔（Jerome Regier）说，分类学家现在迫切需要做的一项工作，即说服科学界和基金资助机构，使他们相信在物种消失前对其进行编目的重要性。“事实上，就研究生对其所学专业感兴趣而言，应该不是问题；而环境遭到破坏和物种丧失才是一个问题，你必须把物种绘制与那些更大的问题联系起来。为了实现这一点，就必须有资金的保证。”
NSF项目前任主管、植物学家詹姆斯·罗德曼（James Rodman）曾在创建PEET计划起了很大作用。他认为，传统分类学的消失只是更大问题中的一部分而已。罗德曼现在是华盛顿大学博克博物馆的研究员，他说，同事们一直告诉他，即使在中学，生物学实地考察也很少了（如果有过的话）。当昆虫学、真菌学和其他有关学科的调查课程不再存在时，仅仅通过大学层次展开的这种关注，事实上是非常病态的。“我们已经不再有兴趣去了解世界上的生物体，这是多么令人痛心的悲剧！”
为了重振日渐萎缩的分类学，使其传统的方法得到延续，惠勒在新成立的国际物种勘测协会担任主任。他希望创建一个包括数字图像和虚拟网络在内的“网络基础设施”，将目前存放在各博物馆内的近30亿件生物标本提供给世界各国的研究人员使用。惠勒说，如果现代技术和更多的资金能与持续的分类学工作成功结合，分类学家将在未来50年内描述并命名800万个新物种。
具有讽刺意味的是，传统分类学的消亡可能归因于其最热情的拥护者。“我认为，过去在经典分类学中一直有一个传统，那就是将自己与世隔绝，只埋头在博物馆中工作”，系统分类学家瑞吉尔说，“在分类学的文化上，这一点必须要有所改变。”确实，分类学几个世纪以来形成的生物学根基，携带有很多的感性包袱。“系统分类学家在人们的印象中就像是一个邮票收集者，这种印象很难改变，”科格纳托说，“适当地进行传统分类学研究，它能把你带到野外，并让你发现许多新的东西。”
资料来源 The Scientist
责任编辑 则 鸣