與分子生物學死磕

如果達爾文與我們同時代，當他進入大學生物系之后，發現只有從事分子生物學研究才有可能獲得研究資金，他會不會義無反顧地丟下鑷子和放大鏡，奔向PCR儀和DNA測序儀?

初到馬里蘭大學讀研究生的P r i c i laChaverri貼出一張招募啟事，她得到了PEET(經典分類專業加強訓練)計劃的資助，現在想要尋找和自己意愿相同的本科生，共同開展關于美國肉座菌(見本期辭典)的分類學研究。啟事貼出，竟然無人回應，無奈之余，她只得更改啟事內容，補充說明還可以學習PCR儀和DNA測序等分子生物學技術，在這之后，她收到了100份申請。

1比100，這就是經典的物種分類學與分子分類學在學科天平兩端的分量。

經典分類學沒落

在中國科學院植物所，有這樣一個段子:“讀研究生敢于選擇分類學專業的是‘猛士’;畢業后敢于選擇這個專業做職業的是‘勇士’，選擇在科研圈內為分類學奮斗，不與科研圈內游戲規則妥協的人是‘壯士’;死不悔改被淘汰的人遂成‘烈士’。”

其中所謂的分類學專業指的就是經典分類學，用形態和地理的方法來分類物種。

在植物所學習了5年經典分類的金效華博士，是蘭科植物專家，他曾經遍訪云南的山寨和溝壑，根據蘭科的地理分布和花、葉、果等部位的形態特征對它們進行分類。然而，當他從昆明植物所學習了細胞學、遺傳學和分子系統學等物種分類的現代方法之后，他就改變了研究方法，實驗室于是取代了田野，精密儀器則代替了標本。

現在，植物所里做分子系統學物種分類的學者一大半都是像金效華那樣搞經典分類出身的。他們目前手上的四五個項目都和分子系統學有關，而且，在他們看來，似乎“經典分類已經做得差不多了，只剩一些完善的工作，而生物進化、遺傳機制還要深入研究，我們要往下走”。

“往下走”的意思也就是佛羅里達大學植物學家Walter Judd所謂的“進化”。Judd是世界上首批體驗分類學“進化”的科學家之一，他承認“分子分析帶來了令人興奮的成果”。很多年輕的學者卻早早把這種興奮感變為依賴感。有一些人徹底告別了經典分類學，在嘗到了僅憑對DNA測序儀和PCR儀等儀器的嫻熟操作就能吸引大筆科研經費的甜頭之后，再也無法體驗到用自己的名字為一個新物種命名的成就感了。

年輕學者的選擇將決定學科的未來。Judd這樣資深的分類學家，正面臨退休，但佛羅里達大學并沒有計劃再聘請新的分類學家。中國醫科院藥用植物所只剩不到10個經典分類學者，且都沒有兼負教學任務。英國皇家植物園的最后一位裸子植物分類學家和最后一位蕨類植物分類學家相繼在2006年和2007年退休，他們的位子從那時就一直空著。

發現新物種要靠老方法

Judd是研究熱帶開花植物的形態學的專家，他曾說，年輕的植物學家使用分子分析方法作為研究工具之后，他們會將研究重點放在已經有研究成果的植物種類上，而喪失了去發現新的類群的動力。

因此，為了避免幾代之后沒有人會根據形態特征鑒別物種，即使經典分類日漸式微，國內外仍有一批學者堅守最后的陣地，“傳統進化知識體系的框架都是通過形態鑒定的方式建立起來的，目前，認識一個物種基本都是從形態學入手，它是基礎。”這是他們堅守的理由。

因為這個理由，世界權威的分類學家Montgomery Wood，即使在投身研究之初被同事說是“浪費時間”也不曾猶豫。50年來，Wood研究一種全球分布的黑蠅，現在，他僅憑雙眼就可以鑒別近萬種寄生蠅科中的很多個屬。被同行潑冷水，在惡劣環境下進行野外調查，經費不足成為家常便飯，這就是Wood成為著名分類學家之前所要經歷的磨練。

中科院植物所博導傅德志也是經歷了同樣的磨練，“1 992 年的時候沒什么課題，沒課題也就沒經費，于是就憑自己的興趣做研究，最少的時候，每個月就200塊。”即使在這樣的情況下，傅德志依然完成了了裸子植物新系統的研究。2009年，他即將完成維管束植物科屬分類編碼的研究。這個維管束項目已經用掉了他20多年時間，需要徹底清算根莖部含有維管束構造的植物的名稱、分布區域和含有的物種數目，相當于徹查蕨類、裸子和被子植物。關于該項目，光參考書就能摞起兩人高。

有趣的是，每當傅德志每完成一個項目，都會衍生出一些新的工作和項目。完成了維管束植物(見本期辭典)科屬分布編碼，現在他又對世界被子植物的科屬志產生了興趣。他對將要展開的新項目很有信心。事實上，裸子植物的成員家譜，就是運用傳統的形態和地理學方法在2004年被其研究組攻克的。根據志書，進行大量的野外觀察、標本識別和數據庫的查閱，傅德志認為那樣并不過時。

在他看來，“標定物種最終還是要回到經典分類”，因為形態分類法是統計學，而現代分子技術是標量科學，標量科學是建立在統計學基礎上的。比如，“用形態和地理學方法已經分出20個種了，而DNA條碼鑒定所能做的工作充其量只是看我分的種準確不準確，或者看看能不能合并其中的幾個種。可要是沒有我們事先分的這20個種，一切都白搭”。

選擇一門關于花鳥魚蟲的學問

“分類學的靈魂是形態和地理學”，老祖宗達爾文的話已經無數次被驗證。密歇根州立大學的昆蟲學家Anthony Cognato和他的學生Jiri Hulcr在巴布亞新幾內亞的熱帶雨林里花了18個月調查樹皮甲蟲，發現一種淺黃色的小型樹皮甲蟲只能通過其他較大型的長腿甲蟲得到真菌，驗證了一種新的生態學現象—真菌竊取(mycocleptism)。

如果沒有18個月的野外調查和后期的形態鑒別，我們永遠也不會知道什么是“真菌竊取”。既是基礎，又是靈魂，經典分類學卻一直往冰點跌。PEET的畢業生調查報告中顯示，47%的學生畢業后并沒有從事分類學工作，而6%的畢業生正處于失業狀態，中國那么多科研基金中，也只有自然科學基金向經典分類的研究工作傾斜。“因為分子生物學領域的研究消耗了大量經費，經典分類這一塊的確受到威脅。”就連項目都是通常先做，成果出來后，再看能不能申請基金。

而做分子系統研究的學者們手上的項目根本忙不過來，國家基金委項目、國家杰出青年科學基金項目、國家 973項目以及科學院分配的項目通常都是在同步進行著。

當分子生物學的學者們忙得不亦樂乎時，其實經典分類學家也沒閑著，只是他們由專職研究變成了兼職鑒定。從事DNA條形碼鑒定中藥材的宋經元說:“當他們在采樣的時候，需要專業的形態分類學家，以避免采錯樣，而在有了鑒定結果的時候，也會讓形態學家判斷對不對。”因此，在做中藥材鑒定的過程中，分類學家也是必不可少的。可也有看法是，這樣一來分類學家只需要適時提供一些科屬種的數據，變得工具化了，與之前的輝煌時代相比，無異于從法官變成了被隨意抽調出場的陪審團成員。

“前景的確不容樂觀，但我也不會為此擔心得夜不能寐。”現在，Wood將更多精力放在研究和保存更多物種上。而其他科學家也試圖找出延長經典分類方法的壽命的辦法。亞利桑那州立大學的昆蟲學家QuentinWheeler就希望通過網絡基礎設施，通過數字圖像和虛擬網絡方便研究者了解放在國家歷史博物館中30多年前的標本。宋經元參與的DNA條形碼鑒定中藥材研究項目就是為了通過那些像超市認知碼一樣的基因序列和射頻技術，讓任何人都能識別物種。DNA條形碼物種分類計數已經用來識別動物了，但是植物因為不同科屬之間的基因變化很小，還在等待最終的標準基因序列。

這些方法都在上手的門檻和鑒別時間上下功夫，一個分類學新手甚至可以省去野外調查的步驟。這也是一些分類學家真正擔心的地方，人們似乎不愿過多地停留在對物種感性認識的階段，說得直白點，就是對生物多樣性失去了興趣。密歇根州立大學的昆蟲學家Ralph Holzenthal發現在巴西東南部的一角，至少還有850個物種等待被分類鑒定，而他的項目申請書修改到第四輪仍然通不過。

經費和就業率讓學生對94%的未知物種失去興趣，即使小時候像達爾文一樣，熱衷認識植物、收集鳥巢和捕捉昆蟲，但學生一旦發現從事分子生物學的研究才可能拿到比國家自然基金多4倍的國立衛生研究院資金，他們還是會義無反顧地丟下鑷子、放大鏡，拿起PCR儀和DNA測序儀。