“隐性物种”的发现表明地球在生物学上更加多样化

2020-12-26 04:14:59

令人兴奋的DNA条码技术导致人们揭露了由于担心某些物种已经濒临灭绝而变质的新物种

在过去的一年中,越来越多的隐藏在外表中的“神秘物种”被揭露,部分原因是DNA条码的兴起,DNA条码是一种可以利用其遗传差异来识别和区分动植物物种的技术。

发现了新的芦荟,非洲的叶鼻蝙蝠和变色龙,它们看起来与人的眼睛相似,但实际上又很多又是分开的,这令环保主义者感到兴奋和担忧。科学家说,我们的星球可能在生物学上比以前想像的更加多样化,对物种总数的估计可能远远高于目前的最佳猜测870万。但是隐秘的发现通常意味着,曾经被认为是常见和普遍的物种实际上是几种,其中有些可能濒临灭绝,需要立即保护。

乔纳(Jonah)的老鼠狐猴仅在今年夏天才向世人揭露,但已经濒临灭绝。新近描述的缅甸波帕叶猴以前曾与另一物种混淆,约有200种,很可能被列为极度濒危物种,受到栖息地丧失和森林砍伐的威胁。

这些隐性物种的发现在一定程度上是由DNA条码的兴起推动的,DNA条码是一种可以利用它们的遗传差异来识别和区分动植物种类的技术。非洲大象,印度藤蛇和南美新热带鸟类是越来越多的揭露者。未来几年,从生物和博物馆样本中预计还会有成千上万的人。

“ DNA条形码是一种工具,使我们能够比以前更精细地检测物种之间的差异,就像显微镜使我们能够看到肉眼看不见的表面结构的精细细节一样,”昆虫学策展人布莱恩·布朗(Brian Brown)说。洛杉矶自然历史博物馆,正在使用该技术研究苍蝇。 “它为我们提供了一种在我们称为物种内划定某些先前被怀疑但尚未开发的多样性的方法。这表明,世界比我们想象的还要具有更加奇妙的生物多样性。”

使用DNA条形码进行的第一个隐性物种发现是在哥斯达黎加西北部的瓜纳卡斯特保护区(ACG),这是当今地球上条形码最多的条形码地点。加拿大教授保罗·赫伯特(Paul Hebert)被称为“ DNA条码之父”,在一份名为《十种物种合而为一》的论文中,他揭示了2004年宾夕法尼亚州大学教授丹尼尔·詹森(Daniel Janzen)和温妮·哈尔沃克斯(Winnie Hallwachs)的两眼闪光蝴蝶的真实身份,致力于ACG的人。

这是一只困扰詹森数十年的昆虫。分类学共识告诉这位81岁的进化生态学家,他在ACG中收集到的毛毛虫样品是从德克萨斯州到阿根廷北部发现的一种普通的,平凡的热带蝴蝶。但是他不相信。

Janzen一直对两杆闪光的毛毛虫(Astraptes fulgerator)的多样性以及所盛宴的植物种类感到困惑。因此,在2004年,他有机会测试由赫伯特(Hebert)提出的一项有争议的新技术(称为DNA条码)(当时主要以其在水蚤上的专长而闻名)时,他知道他将发送哪种昆虫样品。

结果令人兴奋。条码分析表明,仅在他的研究领域中,两瓣闪光蝴蝶实际上是至少10个遗传上不同的物种。蝴蝶作为一种隐性物种的启示可能意味着在拉丁美洲的其他地区,有成千上万的待定昆虫物种正在等待描述-以及许多从未被收集和检查过的昆虫。

这些发现极富争议性,并引起分类学家和生物学家的强烈反对,他们质疑在鉴定物种时是否应包括遗传信息。其他人则不同意对进化的持续过程施加二元遗传阈值。几个世纪以来,人类对地球生命的理解是基于物理形式的。根据瑞典植物学家卡尔·林奈夫斯(Carl Linnaeus)最初开发的现代分类系统,生命库中的每个生物都根据外观归入分类层次。

如今,该技术通常与传统的基于Linnaean的方法一起使用,可以在进一步进行遗传和形态分析之前快速分离样品。大约20年前的怀疑论者中有布朗,他现在负责大量的揭露活动:曾经混在一起的物种是巨型驼背蝇Megaselia sulphurizona,也被收集在ACG中。

根据他与合著者未发表的研究,对拉丁美洲样品的DNA条形码分析揭示了16种不同的物种。

布朗说:“我认为通过观察生殖器就可以很好地告诉我的物种,”他指的是通过研究昆虫的生殖器官来鉴定昆虫的常规做法。 “我不太在乎是否要尽快走。但是,当我开始研究这群小苍蝇时,我意识到我所谓的一个物种实际上是16个,而且我无法像我所想的那样从形态上识别它们。”

我看到我的苍蝇,世界上也许有100,000…也许是一百万个未描述的物种。我们不知道

另一位转换者,肯塔基大学的昆虫学家和名誉教授迈克尔·沙基(Michael Sharkey)用DNA对他为他的博士分类的昆虫进行了条形码编码,却意识到他经过三年的努力提出的大多数物种概念都是不正确的。

“如果我从不出版,那就更好了。我很高兴有这样的经历。它告诉我,尽管尽了最大努力,但形态学证据还不够。条形码也有其缺点,但它们是巨大的进步。”他写道。

无论哪种方式,行驶的方向都是明确的。赫伯特说:“从现在起50年后,我们将不再研究甲虫的生殖器孔,以判断树上有哪些物种。”

布朗说,如果像他所怀疑的那样,某些物种比以前认为的稀有得多,那只会使保护工作更加紧迫。

“我看着我的苍蝇,世界上可能有10万,也许是一百万个未描述的物种。我们真的不知道。但是,如果我们不使用考虑遗传差异的方法,那么我们永远也不会接近事实。”

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