奈年简历

在“生物分类学之父”、瑞典生物学家林奈诞生300年后,科学家们发现林奈开创的这门学科在当代仍然具有重要意义。

5月23日,瑞典将庆祝该国最著名的科学家卡尔·林奈的生日。早在5438年6月+10月,瑞典就推出了一系列庆祝林奈诞辰300周年的主题活动,并将2007年定为“林奈年”,以纪念这位瑞典科学元老(林奈是皇家科学瑞典学院的创始人之一),并以此为契机激发年轻人对科学的热爱。

卡尔·林奈(Karl Linnaeus)于1707年5月23日出生于瑞典南部斯莫兰省的一个村庄。作为一名牧师,林奈的父亲希望他继承他的事业,但时间证明,他留给林奈最大的遗产是他对植物的热爱。林奈家有一个小花园,林奈从小在父亲的影响下养成了博物学家的品质。

林奈在学校不是一个好学生。但是林奈的一位老师发现了他在植物学方面的天赋。老师说服林奈的父亲送林奈去最近的隆德大学学医。一年后,1728,林奈转学到瑞典最著名的大学乌普萨拉大学。

林奈从未按照父亲早先的遗愿成为牧师。在乌普萨拉大学,他学习医学,但主要时间都花在了研究植物上(这并不是完全忽略了他的学业,因为在林奈的时代,医生们用草药治疗疾病,所以当时的植物学也是医学的一部分)。在学校,他也去了拉普兰和瑞典中部探险,并详细研究了那些地区的植物。

1735年,林奈来到荷兰,在那里获得了医学学位。同年,他出版了《自然系统》(Systema Naturae)一书,在书中他提出了自己的分类思想,将自然界分为动物界、植物界和矿物界。在那段时间里,他也遇到了许多当时最著名的科学家。1738年,林奈回到瑞典,成为一名医生。三年后,他成为乌普萨拉大学的一名教员。除了重建大学的植物园,他还培养了很多优秀的弟子。这些弟子周游世界,有的甚至参加了库克船长的环球航行,为林奈从世界各地发回了大量的植物标本。

在林奈的时代,许多植物学家用不同的拉丁名称给同一种植物命名。随着越来越多的动植物标本从亚非拉运到欧洲,植物学家迫切需要一个有效的动植物命名系统——用一段话描述一种新奇的植物,这并不是一个好主意。

名字的意义是什么?这种我们称之为玫瑰的花,如果换个名字,它的香味还是一样的。在莎士比亚的戏剧中,朱丽叶对罗密欧这样说。但是对于生物学家来说,名字是非常重要的。卡尔·林奈意识到,为了科学地理解任何事物,事物都需要有一个公认的通用名称。英国牛津大学动物学系的H.C.J.Godfray在今年3月15日出版的《自然》杂志上评论道。

林奈的解决办法是所谓的“双名法”。虽然林奈不是第一个使用这种命名方法的人,但他一定把这种方法标准化了,并使之被生物学家广泛接受。根据林奈的规则,一个物种的名称由它的属名和特定的属名组成。例如,林奈将人类命名为Homosapiens(拉丁文,意为智者),而大米则是OryzasativaL..(这里的第三个字“l .”是林奈的缩写)。

《自然系统》在1735年林奈第一次出版的时候,还只是一本只有11页的小册子。10版在1758年出版的时候,已经是一部杰作了,包括了数万种用林奈的双名法命名的动植物。在此之前,1753,他还出版了一本名为《植物的种类》的书,为7000多种植物命名。这些名字一直沿用至今。

虽然林奈开创了现代分类学,给生物界带来了秩序,但他也犯了一些错误。例如,林奈将种族的概念应用于人类。他将现代人分为四个亚种:美洲人、亚洲人、非洲人和欧洲人。林奈将“美国人”描述为红皮肤、顽固、易怒,“亚洲人”描述为黄皮肤、贪婪,“非洲人”描述为黑皮肤、懒惰,“欧洲人”描述为白皮肤的贵族。

在今天的生物学家看来,这种分类无疑是一个浅薄的错误(但在世界的某些地方,这种分类似乎有一些市场),因为在最根本的层面上,人类是一个统一的物种。林奈也许不是种族主义者,但他不可避免地受到了当时偏见的影响。

林奈的另一个错误也与他所处的时代有关。林奈认为,上帝创造了所有物种,这些物种不会改变。除了二项式方法,林奈还建立了一个层次分类体系:最上层是“界”(植物界、动物界、矿物界),最下层是“纲”、“目”、“属”,最后是“种”。虽然林奈把大自然的奇妙视为上帝的杰作,但这样的分类体系实际上是一棵生命树,暗示着所有生物都有一个共同的祖先。林奈并不接受这种观点(尽管他后来承认物种是可变的)。这要等到查尔斯·达尔文出现。

1778年6月,林奈死于乌普萨拉。他的儿子小卡尔·林奈(Carl Linnaeus Jr .)接替了父亲在大学的教职,但他也在5年后去世。后来,他的母亲和姐妹们将林奈的书籍、手稿和收藏品卖给了英国博物学家詹姆斯·爱德华·史密斯爵士,他创立了伦敦林奈学会,这是一个专注于生物分类学的学会,至今仍保存着卡尔·林奈的大部分收藏品。

1858,1年7月,在伦敦林奈学会的总部,查尔斯·达尔文和阿尔弗雷德·华莱士发表了他们关于生物进化研究的论文(两人都没有亲自出席,而是由学会秘书约翰·伯内特宣读)。次年,达尔文出版了《物种起源》。林奈所忽略的正是达尔文所关注的:分类学不仅是让生物找到自己的位置,更是揭示各种生物之间的进化关系。

林奈给植物命名时,是根据植物生殖器官的特征,比如雄蕊的数量决定了植物属于哪一类。自从科学家在20世纪中期破解了生命的遗传物质DNA的结构以来,分类学也受益于这场生物学革命。在20世纪80年代,科学家通过比较鸟类DNA的相似性,重新排列了数万种鸟类的分类树。

20世纪90年代以来,随着DNA测序技术的成熟,越来越多物种的基因组序列被确定。通过比较这些数据,科学家们可以解决一些以前难以解决的问题。例如,科学家现在已经清楚地认识到,黑猩猩是最接近人类的物种。

2003年,圭尔夫大学的生物学家保罗·赫伯特(PaulHebert)提出了一种用DNA区分不同物种的方法。虽然用生物的遗传蓝图DNA来确定生物之间的进化关系并不是什么新鲜事,但赫伯特的方法有些不同。赫伯特提出用一个特定的基因片段对各种生物进行分类(就像用条形码来区分超市里的不同商品一样),而不需要对整个基因组进行测序。

这个“条形码”基因是来自细胞线粒体的细胞色素c氧化酶I(COI)基因。线粒体是细胞的“动力工厂”,它有一套独立的DNA。线粒体DNA的突变率远高于细胞核DNA,构成了记录生物进化的“分子钟”。赫伯特选择了COI基因的650个字母的片段作为物种分类的“条形码”——如果两个生物属于不同的物种(即它们在历史的某个时期之前拥有共同的祖先,但随后走上了不同的进化道路),那么这两个生物的COI基因“条形码”应该是不同的。

DNA条形码是一种有吸引力的分类方法。传统分类学依靠专家来识别生物的形态,而如果DNA条形码商业化,即使是业余爱好者也可以通过小型DNA条形码“扫描”设备来识别物种,例如,它可以用来快速检查容器中是否含有国际公约禁止进出口的物种。

更重要的是,DNA条形码还可以在物种保护和生物多样性研究中发挥作用。2004年,赫伯特领导的研究小组研究了哥斯达黎加一只蝴蝶的“条形码”。在扫描了近500只蝴蝶的“条形码”后,他们发现这种蝴蝶实际上是由10个物种组成的,科学家们此前曾认为它们是同一物种。

DNA条形码技术也有弱点。支持这项技术的科学家承认,COI基因不能很好地区分不同种类的植物。也有一些动物可能无法通过单个DNA条形码正确识别。但是如果可以改进的话,这项技术无疑会让分类学家受益。

林奈不会预测到DNA测序给分类学带来的革命,他大概也不会预测到信息时代会如何促进分类学的发展。现在很多动植物分类学项目都把自己的数据库放到了互联网上,这样全世界的科学家都可以很容易的获得相关的分类学信息。如果林奈还活着,他一定会为下面这个消息激动不已:本月初,科学家宣布了一项耗资6543.8亿美元的“生命百科”计划。该计划将建立一个免费网站(http://www.eol.org/),将1.8万多种动植物的信息全部放在互联网上。这或许是对林奈诞辰300周年的绝佳纪念。