中科院動(dòng)物研究所副研究員白明

　　新浪財(cái)經(jīng)訊 “CC講壇”第27期于2018年10月24日在北京東方梅地亞中心M劇場(chǎng)舉行，中科院動(dòng)物研究所副研究員白明出席并演講。

　　據(jù)推測(cè)地球上現(xiàn)在有1000多萬(wàn)種生物與人類共存，但其中只有100多萬(wàn)種被正式發(fā)表。生物分類學(xué)是探索未知世界的有效工具。

　　以下為演講實(shí)錄：

　　白明：物以類聚、人以群分，分類其實(shí)是我們每天在工作和生活中，都在做的一件事情。不管是大家辨別親朋好友的樣貌、體貌特征，還是你在淘寶上、京東上去買東西，去比較一些商品之間的差異，其實(shí)都要用到分類學(xué)的原則。但是分類為什么成為一門學(xué)科呢？其實(shí)它是作為一種，最熟悉的陌生人，分類學(xué)的一部分內(nèi)涵，可以與一種叫“找不同”的游戲相通。因?yàn)槲覀內(nèi)祟愓J(rèn)識(shí)和感知世界，需要不斷地去判別，事物之間的差異，所以說(shuō)分類學(xué)是伴隨我們?nèi)祟惼鹪春桶l(fā)展的，貫穿整個(gè)的過(guò)程。

　　作為一門古老而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)門類，分類學(xué)，當(dāng)然不是簡(jiǎn)單的“找不同”游戲。而是有一個(gè)非常龐大，而且復(fù)雜的科學(xué)體系。地球上所有的生物，我們都可以用界、門、綱、目、科、屬、種，七個(gè)層次，來(lái)給它進(jìn)行歸類。

　　其實(shí)我們?nèi)吮旧恚彩且环N動(dòng)物，在科學(xué)上也有一個(gè)專有的拉丁學(xué)名。我們每個(gè)人也有名字，每個(gè)生物其實(shí)也有名字，它都有根據(jù)國(guó)際命名法規(guī)委員會(huì)的規(guī)定。它的學(xué)名包括屬名和種名兩部分，其實(shí)跟我們的名字是異曲同工的，稱為雙名法。為什么制定這樣的規(guī)則呢？每一個(gè)物種都有一個(gè)唯一的拉丁化的學(xué)名，這是為我們科學(xué)上交流方便，否則的話就會(huì)有大量的異物同名，或者同物異名的現(xiàn)象發(fā)生。

　　說(shuō)到這個(gè)外來(lái)入侵種，就不得不提，我們國(guó)人都喜歡吃的這種麻辣小龍蝦了。小龍蝦它有唯一的學(xué)名，但它有很多中文的名稱，比如說(shuō)：克氏原螯蝦、紅螯蝦、淡水小龍蝦。其實(shí)小龍蝦原本是入侵種，它是從美洲入侵到中國(guó)的，但是為什么小龍蝦在歐洲，造成那么大的危害，在中國(guó)沒有造成危害呢？那是因?yàn)?，它到了我們舌尖上的中?guó)。因?yàn)槲覀儼阉_發(fā)成一種食物，只能說(shuō)我們中國(guó)人非常的有智慧。

　　但是不是所有的入侵種，都能夠被開發(fā)為食物，能得到控制的。比如說(shuō)有這么一種常見的甲蟲，它叫白星花金龜，它其實(shí)在北方或者東部地區(qū)比較常見的。包括在俄羅斯、蒙古、日本、朝鮮，都分布的一種常見的甲蟲?？赡芎芏嗯笥言谟軜渖希蛘哂衩咨隙家娺^(guò)。

　　在2000年之前，它在新疆是沒有發(fā)現(xiàn)的，但在2005年的時(shí)候，它在新疆兵團(tuán)大爆發(fā)，造成很多果園的絕收。大家知道葡萄之類的水果是新疆兵團(tuán)，乃至整個(gè)新疆自治區(qū)，都是重要的經(jīng)濟(jì)作物。所以當(dāng)時(shí)兵團(tuán)方面非常的著急，他們拿著標(biāo)本找到我說(shuō)：“白老師，你幫我們鑒定鑒定吧！”因?yàn)楦鶕?jù)歷史上的經(jīng)驗(yàn)，很多新疆的害蟲，都是從俄羅斯入侵的，這也是由于它的區(qū)位特征造成的。但是根據(jù)我的鑒定，我發(fā)現(xiàn)它不是俄羅斯來(lái)的，而是我們內(nèi)地常見的一種叫白星花金龜?shù)睦ハx。后來(lái)又結(jié)合分子生態(tài)學(xué)，幾何形態(tài)學(xué)，還有一個(gè)事實(shí)就是新疆兵團(tuán)從內(nèi)地調(diào)運(yùn)有機(jī)肥，這樣一件事情，最終確定了新疆白星花金龜，是從內(nèi)地入侵到新疆的。根據(jù)這個(gè)鑒定結(jié)果，我們找到針對(duì)這個(gè)種的綠僵菌，可以防治它的幼蟲的發(fā)生，控制它的蟲口密度。另外還有一些其它的措施，現(xiàn)在這個(gè)害蟲已經(jīng)得到了控制。

　　當(dāng)然了，外來(lái)入侵種不是簡(jiǎn)單的常常發(fā)生在省市之間的，入侵或者擴(kuò)散，更多是國(guó)與國(guó)之間的這種擴(kuò)散。

　　比如說(shuō)上世紀(jì)在山西首次發(fā)現(xiàn)了一種小蠹，叫紅脂大小蠹，它原產(chǎn)是美洲，它現(xiàn)在位列國(guó)家林業(yè)局六大病蟲害工程之一。迄今為止，這個(gè)害蟲已經(jīng)造成700多萬(wàn)株松樹的死亡。所以這個(gè)種最初的鑒定，它的中文名稱的確定，還有最初的調(diào)查，都是我們研究組的老先生做的。只有我們準(zhǔn)確地鑒定了這個(gè)物種，通過(guò)文獻(xiàn)可以知道它是從哪來(lái)的，它原產(chǎn)是哪，這樣我們可以到原產(chǎn)地，去找它有可能有什么樣的天敵昆蟲。天敵昆蟲很多都是這種寄生蜂，很小很小，紅脂大小蠹已經(jīng)很小了，比它還小。寄生蜂可能只有小于一毫米，小于一毫米的這種小昆蟲，也是五臟俱全。它有很強(qiáng)大的作用就是可以控制，因?yàn)樗菍Ｐ约纳?，可以控制這個(gè)害蟲的發(fā)生。

　　當(dāng)然也不光是國(guó)外的都來(lái)入侵我們中國(guó)，我們中國(guó)的蟲子，其實(shí)也在入侵其它的國(guó)家。比如說(shuō)有一種吉丁蟲，它入侵到了美國(guó)，美國(guó)農(nóng)業(yè)部的人發(fā)愁防治，然后找到我們。我們也是去云南那邊，幫他們?cè)u(píng)估一些可能的天敵昆蟲。

　　當(dāng)然也不是說(shuō)所有入侵的昆蟲，或者是遷移的昆蟲都是有害的，有一種昆蟲叫蜣螂，它就是有益的。我的博士論文，就是研究蜣螂分類的。大家可能不知道，中國(guó)其實(shí)有360多種蜣螂，全世界有6000多種蜣螂。蜣螂的中文俗稱一般就叫屎殼郎，它主要是取食哺乳動(dòng)物的糞便。

　　可能有的人會(huì)說(shuō)，為什么研究這個(gè)吃屎的蟲子呀，有什么用呢？大家知道原本在澳大利亞是沒有牛羊的，是我們?nèi)税阉N到澳大利亞的。當(dāng)時(shí)人只引種了牛羊，但牛羊產(chǎn)生的糞便非常的多，澳洲本地的蜣螂，其實(shí)是不取食牛羊的糞便，為什么呢？這也是種間的協(xié)同進(jìn)化的關(guān)系，當(dāng)時(shí)澳洲本土的蜣螂，祖上沒有見過(guò)這種牛羊，它不吃啊，它躲著走，所以這怎么辦呢，五六十年代對(duì)澳洲的草場(chǎng)，造成非常嚴(yán)重的退化問(wèn)題。所以澳大利亞的科工委，他們就想辦法，不但要引種牛羊，還要引種吃牛羊糞便的這種蜣螂，所以他們從世界各地，引種了很多的蜣螂，有些種類也是中國(guó)的種類。當(dāng)時(shí)做這件事情的詹姆斯，他后來(lái)因?yàn)檫@件事非常的成功，所以也成了澳洲的院士。然后也帶動(dòng)了很多產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在也有很多蜣螂的繁育的公司，公司繁殖很多活體的蜣螂，然后把它賣給農(nóng)場(chǎng)主，這在中國(guó)是不可想象的。

　　蜣螂因?yàn)楫?dāng)時(shí)引種只是個(gè)別的種群，其實(shí)現(xiàn)在是近親的繁殖。經(jīng)過(guò)40年，這里的蜣螂出現(xiàn)了種質(zhì)退化問(wèn)題，詹姆斯覺得，我們應(yīng)該再啟動(dòng)一個(gè)二次引種的一個(gè)項(xiàng)目，因?yàn)槲沂亲鲵掾胙芯康?，他希望中?guó)能夠幫忙，我們倆在澳洲、在美國(guó)、包括在中國(guó)，他多次來(lái)過(guò)中國(guó)，我們都見面討論過(guò)這個(gè)事情。根據(jù)他的測(cè)算，這個(gè)計(jì)劃至少需要2000萬(wàn)澳元，一部分錢是來(lái)自澳大利亞政府，還有很大的一部分錢，來(lái)自于澳洲農(nóng)場(chǎng)主聯(lián)盟。其實(shí)就是說(shuō)澳大利亞的農(nóng)民，他們用腳來(lái)投票，他們知道如果蜣螂出現(xiàn)問(wèn)題了，他們祖上遭受的那些難題，還會(huì)再次重現(xiàn)。所以他們?cè)敢庾约壕璩鰩装侔脑?、幾千澳元，拿出自己的錢來(lái)資助這樣的研究。

　　我們大家都知道，生物多樣性，是我們維持人類賴于生活在地球上的，一個(gè)先決的條件，沒有生物多樣性，我們就無(wú)法生存下去。生物多樣性都在講，但是生物多樣性，并不是簡(jiǎn)單地?cái)?shù)一數(shù)有多少種，更重要的是生物多樣性，包括三個(gè)層面的內(nèi)容：一個(gè)就是遺傳多樣性；還有是物種多樣性，就是我們說(shuō)的種級(jí)；還有就是生態(tài)系統(tǒng)多樣性。但無(wú)論是哪個(gè)層面的多樣性，我們都需要知道它是什么種，需要做出正確的鑒定，這個(gè)過(guò)程其實(shí)就是一個(gè)分類的過(guò)程，所以分類學(xué)是我們認(rèn)識(shí)世界的一個(gè)工具。

　　地球上估計(jì)有1000萬(wàn)種生物，當(dāng)然也有人經(jīng)過(guò)他們的研究，經(jīng)過(guò)對(duì)雨林的一些研究，認(rèn)為有3000萬(wàn)種，也有人說(shuō)有5000萬(wàn)種。但不管怎么說(shuō)，我們現(xiàn)在經(jīng)過(guò)200年的研究，我們只發(fā)現(xiàn)了一百多萬(wàn)種，登記在冊(cè)了一百多萬(wàn)種生物。還有非常大量的，有待發(fā)現(xiàn)的生物，因?yàn)闅夂蜃兣?，人類活?dòng)干擾，環(huán)境變化，很多生物有可能我們還沒有發(fā)現(xiàn)，它就已經(jīng)滅絕了。所以我們必須要想辦法，改變這個(gè)現(xiàn)狀，盡可能快地、高效地、準(zhǔn)確地，發(fā)現(xiàn)一些新物種。

　　所以我們分類學(xué)界，首先想到的就是，盡可能去采集標(biāo)本，去那些人跡罕至的地方，用多種方法，采集不同的極端環(huán)境的，不同生態(tài)位的昆蟲或者生物。但是有一個(gè)問(wèn)題：我們獲取這些標(biāo)本的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于我們研究的速度。比如我們研究所還有很多標(biāo)本，是一百多年前，或者是幾十年前的標(biāo)本采到了，現(xiàn)在還沒有時(shí)間，沒有精力，去做研究，所以我們必須要想辦法，加快我們研究的速度。

　　研究標(biāo)本是很重要的研究的載體，那么標(biāo)本的數(shù)字化和在線分享，就非常重要了。以前，我們必須把標(biāo)本快遞到一個(gè)地方，然后他來(lái)研究這個(gè)東西?，F(xiàn)在呢，可能我們通過(guò)影像，互聯(lián)網(wǎng)+的這種方式，可以把它分享過(guò)去?，F(xiàn)在常用的就是二維的照片，比如我們用很好的相機(jī)，很好的掃描電鏡，可以提供亞微米的形態(tài)的細(xì)節(jié)，能夠幫助我們做更進(jìn)一步的分類。

　　但是我們現(xiàn)實(shí)的世界是三維的世界，不是二維的，所以后來(lái)有很多的三維的數(shù)據(jù)的獲取和分析的方法，被不斷地發(fā)明出來(lái)。比如說(shuō)針對(duì)很小的厘米量級(jí)的，它有顯微CT、還有三維重建技術(shù)、還有激光共聚焦方法，我曾經(jīng)利用這些成熟的三維技術(shù)，從緬甸琥珀中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)昆蟲綱的新目。緬甸琥珀的形成是一億年前，恐龍時(shí)代白堊紀(jì)時(shí)期。剛才我講界、門、綱、目、科、屬、種，目級(jí)其實(shí)是比較高級(jí)的階元了，我們?nèi)粘０l(fā)現(xiàn)新種和新屬，相對(duì)容易點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)新目還是非常非常難的，可以說(shuō)是幾十年一遇吧。我也很幸運(yùn)，今年又發(fā)現(xiàn)了奇翅目的，第二個(gè)種，并且發(fā)現(xiàn)了它特殊的交配行為，這些都是用已知的技術(shù)完成的。但是這些三維技術(shù)，還是有一些不完善的地方，最大的問(wèn)題就是速度太慢。因?yàn)槲覀冃枰咝?，它速度太慢了，CT掃描一套數(shù)據(jù)要幾個(gè)小時(shí)，甚至要幾天的時(shí)間。所以我們就想辦法，最后我們主導(dǎo)研發(fā)了，一個(gè)叫做結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡的一個(gè)技術(shù)。這個(gè)新的儀器，能夠快速地獲得高分辨率的三維數(shù)據(jù)。這個(gè)蟲子只有一厘米左右，然后我們這個(gè)新的儀器，能夠獲得的這個(gè)圖像，是三米多高的，仍然能夠保持非常高的清晰度，而且我們還可以實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)地拼接和自動(dòng)的重建。二代的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了彩色的、原色的圖像，希望這個(gè)新儀器，能夠?yàn)榉诸悓W(xué)的現(xiàn)代化解決一些問(wèn)題。

　　我們分類其實(shí)主要的還是用肉眼來(lái)看這個(gè)東西，像我們找不同游戲一樣，就是看這個(gè)和那個(gè)有什么差異。我們現(xiàn)在需要的是定量的，我們要用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言來(lái)刻畫，圓有多圓、方有多方、橢圓有多橢圓，用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言，定量地描述這個(gè)東西，這樣就有一種方法叫幾何形態(tài)學(xué)就應(yīng)運(yùn)而生了。但是幾何形態(tài)學(xué)，我們做的過(guò)程中，后來(lái)也發(fā)現(xiàn)它有一些問(wèn)題，它只能是單特征比較，比如說(shuō)頭和頭，所有的標(biāo)本只能比較頭，但如果我們有很多特征的時(shí)候，怎么辦呢？所以我們后來(lái)，又研發(fā)了一個(gè)新的軟件，叫多特征整合的算法，現(xiàn)在這個(gè)軟件也已經(jīng)提供了，在線服務(wù)。雖然幾何形態(tài)學(xué)已經(jīng)飛速發(fā)展，但是它還是太慢了，因?yàn)樗泻芏嗖襟E，需要我們?nèi)斯な謩?dòng)地去操作一些東西，效率不高。

　　比較幸運(yùn)的是 2006年，一個(gè)新的技術(shù)叫深度學(xué)習(xí)技術(shù)，它橫空出世了。所以我也是比較快的就把它引入到生物分類的領(lǐng)域。光我們甲蟲這一個(gè)目，它就有40萬(wàn)種。全世界有40萬(wàn)種甲蟲，而且它很多時(shí)候非常難采集獲得，根據(jù)這個(gè)辦法，我們研究組研發(fā)了一個(gè)，我們命名為“甲天下”的世界甲蟲分科的一個(gè)體系，一個(gè)系統(tǒng)?，F(xiàn)在這個(gè)“甲天下”系統(tǒng)已經(jīng)可以做到對(duì)世界所有已知的科，進(jìn)行分類，自動(dòng)鑒定。但是剛才講的，甲蟲的種類太多，其他的分類階元，比如亞科級(jí)、族級(jí)、屬級(jí)、種級(jí)，還在研發(fā)之中。既然這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)的數(shù)據(jù)量小，那我們就要到世界各地的博物館，去拍這些照片，與國(guó)內(nèi)外同行合作。另外我在這里呼吁公眾能夠參與我們這個(gè)平臺(tái)，能夠貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)。讓我們一起去發(fā)現(xiàn)新物種吧！我們把新的物種能夠給它登記在冊(cè)，因?yàn)樵诜诸悓W(xué)有一個(gè)做法：如果是你發(fā)現(xiàn)的這個(gè)標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)了新的物種，我們可以以你的名字來(lái)命名。所以說(shuō)只有全民的參與，才有可能實(shí)現(xiàn)，“甲天下”數(shù)據(jù)的裂變性增長(zhǎng)。

　　種類太多了，世界種級(jí)的這種甲蟲的分種系統(tǒng)，“甲天下”是太難做到了，短期之內(nèi)是做不到的。所以我們就想，我們需要找一個(gè)地區(qū)，它種類不是那么多，然后又有可能做到，比較好的一個(gè)地區(qū)的就是香港。因?yàn)閺?011年開始，我每年都受香港漁農(nóng)自然護(hù)理署的邀請(qǐng)，到香港進(jìn)行甲蟲多樣性的研究和調(diào)查。目前已經(jīng)獲得大量香港的標(biāo)本，為什么他們邀請(qǐng)我去呢？很重要的原因就是，香港是自由港，貨物有通關(guān)的便利，所以就造成香港成為外來(lái)入侵種，進(jìn)入大陸的一個(gè)跳板，所以我們一定要對(duì)香港進(jìn)行比較系統(tǒng)的深入的研究。因?yàn)橄愀鄞蟾庞?200種甲蟲，目前我們已經(jīng)設(shè)計(jì)了幾個(gè)模塊了，除了這個(gè)自動(dòng)鑒定之外，很重要的模塊就是預(yù)警的功能。就是說(shuō)不管是香港的公務(wù)員，還是我們大眾、老百姓，我們看到一個(gè)甲蟲是在香港拍的，拍了之后提交到系統(tǒng)，如果系統(tǒng)給出你名稱，沒什么問(wèn)題，如果系統(tǒng)給你一個(gè)很低的鑒定率，很難知道它是什么，可能有三種情況：一個(gè)就是它有可能是入侵種，或者還有可能是新紀(jì)錄，還有可能就是新種。因?yàn)榇蠹遗牡恼掌加形恢眯畔?，所以我們也?huì)精確地知道，你這個(gè)標(biāo)本是從哪里采的，也為我們后續(xù)完善“香港甲天下”做補(bǔ)充。

　　我們?nèi)祟愓J(rèn)識(shí)世界的進(jìn)程是永無(wú)止境的，分類學(xué)的發(fā)展也是永無(wú)止境的。我相信，通過(guò)未來(lái)各類顛覆性的，硬件和軟件的出現(xiàn)和迭代，分類學(xué)將不再是陽(yáng)春白雪，而是大家看得見、摸得著的、認(rèn)識(shí)世界、認(rèn)識(shí)自然的，一個(gè)簡(jiǎn)單易用的工具和數(shù)據(jù)庫(kù)。從而更好地保護(hù)我們的地球，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

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責(zé)任編輯：謝長(zhǎng)杉