13. 什么決定了物種的多樣性？
（What Determines Species Diversity ? ）
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（本文來自科學網張林的博客）
題記：思考生物的多樣性，也許你會想到：動物或人之所以長成固定而又不同的形狀，到底決定于什么，能否通過改變控制和創造新的物種，甚至對人類而言可否不通過外科手術讓人的膚色、面部結構更加完美？
地球上存在著無數的各種各樣的植物、動物和微生物，它們充斥著地球上每一塊陸地的每個角落和每一片海洋的每一條縫隙。它們的存在和活動使得世界得以運轉，首先它們能將陽光轉化成其他生命能夠加以利用的能源，使碳和氮在無機物和有機物的形式間循環轉化，其次它們的存在和活動在不斷美化和修飾著地球的表面。
圖：生物的多樣性
另一方面我們會發現在地球的一些地方和群落中，存在著數以百計的物種，而在另一些地方和群落里，只有很少種類的物種獲得發展進化。例如，相對于高緯度地區的熱帶地區就是一個存在復雜生物的天堂。生物學家們正在努力尋找其中的緣由。環境和生命機體之間以及生物體之間的相互作用本身都在促進或者抑制生物多樣性上扮演著重要角色，此外人類的干擾，捕食者與被捕食者的關系以及物種間食物網的聯系同樣對生物的多樣性起著重要作用。但是上述因素和其他力量之間究竟是如何通過協同作用來塑造生物的多樣性，目前仍是個謎團。
然而揭開生物多樣性問題的挑戰實在是令人望而生畏。首先生物多樣性的基線數據目前都還十分匱乏，例如地球上到底存在有多少種植物和動物目前研究人員都還不清楚，更別說要去預測構成復雜微生物世界有機體的數目和種類了。研究者們探索生物多樣性的進化過程以及多樣性的限制同樣也缺少一個標準的時間尺度，因為多樣性的發生所經歷的時間從數天到數百萬年不等。另外，同一個物種間的變異可以與兩個密切相關的不同物種間的變異一樣多。遺傳變異能否產生一個新的物種，或者基因變異對物種能否形成真實的影響，目前都還不清楚。
理解形成物種多樣性的原因需要做大量的跨學科的努力，包括古生物學的詮釋、野外實地調察、實驗室試驗、基因組比較以及卓有成效的大數據統計分析。現有的為數不多的詳盡的物種記錄，比如聯合國千禧年計劃和對環球海洋微生物的基因評估，應該會提高基線數據，但它們僅能觸及到問題的表面。一個能夠預測出一個物種何時分化為兩個物種的模型將會對解決問題有所幫助。還有一個新興的學科，稱為發育進化學，也在致力于研究基因是怎樣參與到有助于物種進化和發育的過程中。這些努力加在一起，將對生命體演化歷史的闡明大有幫助。
古生物學家們在追蹤過去千年間不同有機體分布范圍的擴張與收縮方面也已經取得進展。他們發現，地理分布在物種形成中也扮演重要的角色。未來的研究將繼續揭示物種的大規模分布模式的變化，并且可能會在大量物種消亡的起源以及這些大災難對于新物種進化的影響方面帶來更多的曙光。
從植物和動物的野外調查中，研究者們還發現棲息地可以影響物種的形態和行為—尤其是對生物的性選擇的影響—從而加快或者減慢了物種的形成。另外進化生物學家們也已經發現使物種形成產生停滯的原因，例如，已經分離的種群重新獲得聯系，將會使本來會發生分歧的基因組均質化。分子力，比如產生低變異率或進行減數分裂的分子力，可以使得某種特定的等位基因具有更高的可能性從上一代傳遞到下一代，從而大大影響了新物種形成的速度。
而且在某些情況下，即使在一個生態系統中，其多樣性的分布也有差異。比如某一生態系統的邊緣（頂層或底層）所能支持的物種個數有時要比其內部所擁有的物種要少。
所以進化生物學家才剛剛開始尋找在不同生物群體中這些因素是如何以不同方式交織在一起的。這個任務現在變得非常緊迫：找出塑造生物多樣性的推手對于理解當今世界正在經歷的物種滅絕浪潮的性質并制定出相應對策去減緩它是非常重要的。
Elizabeth Pennisi(伊麗莎白.彭尼斯)
