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完整問題: 為什麼有些相似的動物是不同的物種,而家犬中,差異極大的型別卻被認為是不同的品種? -- Z. Kornberg,耶路撒冷
威爾士卡迪夫大學生物科學教授邁克爾·布魯福德解釋了這種看似雙重標準背後的思考過程。
自有記載的歷史開始,科學家就一直在根據動物的外觀、行為或生活方式來區分物種。然而,有兩位著名的科學家在今天我們如何看待物種差異方面脫穎而出:18世紀的瑞典博物學家卡爾·林奈和查爾斯·達爾文。林奈是第一個根據相似性,以等級方式描述物種的單一方法的人,他使用了他的屬和種的二項式命名法(例如,智人Homo sapiens)。達爾文是最早提出關於物種如何進化(透過自然選擇)的可信理論的人之一,當然也是其中最著名的。這兩位科學家的見解構成了現代科學在研究物種和物種形成時所利用的大部分內容的基礎。
目前,物種仍然主要透過它們的外觀來區分,但越來越明顯的是,外觀並不總是告訴我們關於兩個生物體是否不同的所有資訊。存在許多所謂的隱生物種,在未經訓練的眼睛看來,它們看起來非常相似甚至與另一個生物體相同——例如,在蝙蝠和嬰猴等夜行動物中常見。然而,如果兩者交配,它們可能永遠無法產生可存活的後代;事實上,這是將相似生物體劃分為不同物種的主要標準。由於這些誤導(以及描述物種的過程非常漫長和勞動密集型),科學家越來越多地轉向 DNA 來幫助他們識別和描述物種。
實際上,目前正在進行一項名為“生命條形碼計劃”的專案,該專案的目標是對所有生物體中都存在的一個共同基因進行測序,以生成物種的“條形碼”。關鍵在於,該序列在物種之間必須差異很大,但在物種內部差異不大。然後,可以使用這樣的條形碼來識別可能不容易識別的生物體(例如,追溯雨林中神秘煙燻肉的靈長類動物來源),甚至可以區分我們無法在實驗室中看到或培養的微生物。科學家們就哪個 DNA 序列最適合此目的進行了多次辯論,而且對於生物體的每個不同界,很可能使用不同的序列。目前,細胞線粒體 DNA 中發現的一個小基因——細胞色素氧化酶亞基 1 基因——最常用於識別動物界成員;使用該基因,一個龐大的資料庫已經為世界上許多動物建立了。
家養動物令達爾文著迷,並繼續吸引著我們這些養寵物的人。當然,家犬,我們知道——因為 DNA 條形碼已經告訴我們!——是由人類從野生灰狼(Canis lupus)祖先培育出來的,它們如何呈現如此巨大的形態多樣性,這真是令人好奇。但在狗中,眾所周知它們有雜交(或雜種)品種,不同的品種可以交配併產下可存活的後代,因此它們都被歸為一個單一物種,即Canis familiaris。
狗的變異非常不尋常,從吉娃娃到大丹犬。(最近,人們發現體型大小主要由犬種之間單個基因的差異來解釋。)達爾文意識到,人類可以透過選擇具有我們希望在寵物身上看到的特定特徵的特定個體進行繁殖來強迫選擇。因此,人類可以透過利用家養形態中自然發現的多樣性,並專注於我們期望的形態來顯著加速選擇過程。自然選擇通常作用較慢,它依賴於達爾文所描述的“具有變異的遺傳”——透過 DNA 突變偶然出現的新形態。