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Science系列之争鸣:关于“科学命名并分类现存地球上的物种,能赶在它们灭绝之前吗?”一文的评论

已有 519 次阅读 2021-4-21 17:32 |系统分类:论文交流


Science 19 Jul 2013: Vol. 341, Issue 6143, pp. 237

Costello等人(综述,发表于2013125日,第413)对许多物种在被描述之前就已经消失的普遍观点提出质疑。我们认为,他们的结论过于乐观,因为对现有证据的有限度选择和解释,倾向于高估物种描述的速度,并低估地球上的物种总数量和当前的物种灭绝速度。

在环境危机迫在眉睫的情况下,为了引起人们对描述和监测地球生物多样性所面临挑战的关注,人们无数次声称,许多物种很可能在被命名之前就已经灭绝了(1-5)Costello及其同事(6)对这一观点提出了质疑,并认为这种担心"是由于高估了可能存在的物种数量,认为描述物种的专业知识正在减少,以及对灭绝速率的危言耸听的估计所造成的"。我们认为,他们的结论过于乐观,因为对现有证据的有限度选择及解释。我们分别考虑每一组证据。

地球上是否只有较少的物种?以前对地球上物种数量的估计大致在300万到1亿种之间[见(3)表1和(5)表1]Costello等人采用的500±300万物种,是一个合意性估计值,属于共识估计范围的低端值,主要是因为在小样本的估计中包含了两个非常低的数值。我们认为,对这两个估计值的优先选择几乎没有什么支持,而对现有可得的估计值进行更广泛的筛查,将给出更高的合意值。其中一项研究是通过推断物种描述率得出的,并给出了可能是迄今为止地球物种总数的最低估计值:200万(7)。另一项研究综合了物种描述率、样本中未描述物种的比率和专家意见,将全球海洋物种数量估计为70万至100万(8)。这些方法的局限性是众所周知的:当使用不完整的数据时,以物种描述量建模估计,会低估真实值[3KO,在(3)];物种描述量比率的会变化很大,取决于采样区域的研究程度(9);专家意见的经验基础有限,而且具有相当大的主观性(910)。反过来,扩展纳入更多现在可用的估计值,即使不包括有争议的超多样性估计值,也会给出800万种以上的数值(6)。例如,Scheffers等人(5)编制的估计值,得出动物780万至870万种,植物29万至39万种,真菌60万至150万种(不包括超多样性估计值),共计870万至1060万种(不包括原生生物和原核生物)Costello等人还提出,每个作者所描述物种数量的减少这一事实,说明地球上未描述物种的库容正在变小。然而,约有50万个物种可能在博物馆的瓶瓶罐罐中等待描述(6),这事实说明,每个作者描述物种数量的下降趋势不可能是由于缺乏可命名物种所造成;关于每个作者描述物种数量下降的趋势,另一个也应该考虑的可能性是,现在每个描述的物种往往会有更多的共同作者。

分类学的产出能力是否被高估了?每年描述的物种数量是分类学产出的一个关键指标,可用来估算完全描述地球上所有未知物种一共需要多少时间。Costello等人指出,每年约有18,000个物种被描述,并引用了主要来自《国际植物名称索引》和《动物学记录》(The International Plant Names Index and The Zoological Record11)的工作。然而,这些数据库是命名物种(即所有已经获得名称的物种,无论其当前状态如何)的存储库,因此在量化有效物种的描述率时,它们的使用可能会偏向高估。例如,我们将2000年以来在《动物学记录》中报道的所有229,309个物种名称,与《生命目录》(Catalog of Life)和《世界海洋物种注册》(World Register of Marine Species)等权威数据库进行交叉检查,发现只有56,397个物种被确认为有效物种,47,395个物种被确认为同物异名、无效名称和/或重复,原因是作者名称的变化或同时被命名为亚种和/或亚属。遗憾的是,《动物学记录》中的125,517个物种名称无法与权威数据库进行比对,应谨慎考虑,因为可能为存在其他一些重复的来源,包括基原异名(basionyms, 即有效物种由于异物同名而获得新名称,以及不同分类等级或位置的名称变化)和印刷错误。为便于比较,《生命目录》、《世界海洋物种注册》和《原核生物名称表》(List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature)中,生命界所有物种的综合记录表明,从1990年到2000年,平均每年描述大约8000个有效物种(选择这一时间段,是为了避免将物种名称存入这些数据库所需的时间差)。

目前的灭绝率是否被高估了?Costello等人认为,"现实的"灭绝率可能在每年约0.001%和约0.1%之间(6),假设地球上有500万个物种,这相当于每年约有505000个物种灭绝。虽然目前的灭绝率仍有很大的不确定性(1213),但对现有证据的评估所支持的灭绝率比这个要高。例如,Stork(13)完成的估计结果,包括基于物种-面积关系(即由森林砍伐和气候变化引起的灭绝)、红色名录中物种类别变化和共灭绝(co-extinctions)的估计,分析这个估计结果显示,物种灭绝的年平均速度为0.72%(如果有500万个物种,每年约有36000个物种)。在15个案例研究中,只有2个案例能低到符合Costello等人提出的最高"现实"速率。除去所有从物种-面积关系得出的灭绝速率(这目前还处在争论之中,12,但见14),仍然得出平均灭绝速率为~0.22%,或者说如果总共有500万个物种的话,每年灭绝约11000个物种。虽然我们目前的物种灭绝记录确实很低[IUCN [www.iucnredlist.org/about/summary-statistics#Tables_3_4 (15)]记录了约800个物种灭绝],但这个数字需要在以下背景下考虑,即只有约65,000个物种接受了评估,能确定其当前的灭绝脆弱性(www.iucnredlist.org/documents/summarystatistics/2012_2_RL_Stats_Table_1.pdf),其中也只有约55%的物种接受了基于完整信息的评估[www.iucnredlist.org/about/red-list-overview#expanding_coverage (15)]。这种信息的缺乏,也凸显了人们多么不愿意过早地宣布物种灭绝[由于当被宣布灭绝的物种被重新发现时会产生怀疑(16)];因此,对于许多物种来说,可能需要数年时间才能被宣布灭绝(1516)

不幸的是,Costello的首要问题“我们能不能在地球物种灭绝之前给它们命名?”,对上述所列各类估计值的变化非常敏感。例如,虽然分类学产出和灭绝速率都不会随着时间的推移而保持不变,但使用与Costello等人相同的方法,并假设总共有800万个物种,每年描述8000个物种,每年的灭绝率为0.72%,这几个都是中间值,我们估计,到2164年才能将所有现存物种完全描述,届时将会有500万个物种灭绝(图1中的黑色实心箭头)。如果将灭绝率设定为每年0.22%(即排除了按物种-面积关系得出的灭绝率),到2327年才能发现所有现存物种,届时会有约400万物种灭绝(图1中虚线黑色箭头)。这些数值远不如Costello等人(6)的数值令人欣慰。

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图1 当代物种描述速率(蓝线)和灭绝速率(红线)及其变化推断。

虽然描述速率和灭绝速率率都不会随着时间的推移而保持不变,但Costello等人的(6)方法在表明所有现存物种何时被描述方面是有用的,其方法是确定描述物种的变化趋势(平均每年8000种,蓝线)与灭绝物种的变化趋势(平均每年灭绝0.72%,红色实线表示;红色虚线表示年灭绝率0.22%,是去除基于物种与面积关系估计的灭绝率后所形成的平均值), 这里分析的第个单个速率用浅色显示。作为参考,地球上曾发生的史前5次大规模灭绝事件(MEE,>75%的物种全部灭绝)中的灭绝水平用灰色水平线表示。

尽管我们同意Costello等人的观点,即危言耸听地高估生物多样性损失是无益的,但我们也认为,低估未来的任务和高估我们解决这一问题的能力可能会导致错误的信心感。显然,在我们对地球上生物多样性及其丧失速度的了解中,仍然存在多种不确定因素;但是,今后的挑战是相当大的,不应低估,因为这关系到我们星球上生命的独特多样性及其为人类提供的服务。

References and Notes(略)




http://wap.sciencenet.cn/blog-917085-1283098.html

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