地球上已知有多少种动物?

据动物学家统计,地球上已知的动物约有654.38+0.5万种。动物可以分为两类:脊椎动物和无脊椎动物。脊椎动物的身体背面有一个由许多椎骨组成的脊椎,一般较大。而无脊椎动物则没有脊椎,大部分体型较小,但种类繁多,占动物种类总数的90%以上。苍蝇、蚊子、蚱蜢和蝴蝶等昆虫是无脊椎动物。

脊椎动物可分为五类:鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳动物。鱼类是脊椎动物中最大的类群,包括25,000 ~ 30,000种海鱼和淡水鱼,如鲤鱼、黄花鱼等。两栖动物有2000多种,如青蛙。有3000多种爬行动物,如蛇、龟和鳄鱼。有9000种鸟,如鸽子和麻雀。有4500多种哺乳动物,如马、牛、狮子和老虎。世界上有许多种动物还没有被发现。

到目前为止,没有人知道地球上有多少种生命。这个答案的揭示与我们维护生物多样性的努力密切相关,它也可以解决进化和环境管理的重大问题。

虽然我们研究分类学已经有250多年了,但是对于地球上到底有多少物种仍然众说纷纭,从300万到3000万不等。由于缺乏集中管理和统计机构,迄今甚至没有人知道已知类型的确切数字。

许多野生栖息地正在迅速遭到破坏。因此,了解现有物种的种类和分布,并提供合理的保护方式,是保护现有物种的最佳途径之一。人类作为万物之灵,理应在道德上维护我们所生活的环境,并将它原封不动地留给下一代。

英国环保学者要求政府加强对生态系统中物种消长的了解。这些要求包括对物种和生物群体稳定性的基本了解。因为大气中的氧气含量最初是由生物产生的,可见生态系统与大气的关系非常密切,所以研究生态系统中物种的稳定性有助于预测地球的气候。

出于实用目的计算和整理有关物种的信息也是一件非常令人关注的事情,因为大量的药物是从植物中提取的。还有很多营养价值很高的水果和根菜没有开发成功,一旦成功,将会改善全球的粮食供应。研究人员不断试图从他们熟悉的作物中找到地理变异菌株。通过选择性交配和基因工程,我们可以从这些作物中找到产量更高、抗病性更强的品种。近代由于精耕细作,田间作物物种多样性降低,作物对疾病和气候变化的适应能力也降低。

鸟类和哺乳动物的种类数量

将有机世界视为有序系统可以追溯到亚里士多德时代。命名和记录物种的工作称为分类学,起源于瑞典博物学家c·林奈(见图1)。1758年,他在《自然系统》第十版中记录了9000种动植物,之后分类学家能够描述不同的物种。到目前为止,各种美丽的外表仍然是人们关注的焦点,科学家们几乎记录了这些种类。比如《自然系统》第十版出版后不到100年,已经记录了4500种鸟类,是今天已知物种的一半。现在每年只能发现3 ~ 5种新的鸟类;至于哺乳动物,有记载的有4000种,现在每年大约能发现1个新属,20个新种。在今天发现的物种中,大约一半是真正的新物种(大多数是啮齿动物、蝙蝠或地鼠),其余的根据现代生物化学的新证据重新分类。

除鸟类和哺乳动物外,其他生物的增长率呈现不同的模式。19世纪中期,蜘蛛和甲壳类动物的种类迅速增加,然后它们在姬神生活了很长时间,最近几十年才略有增加。根据大英博物馆的P. M. Hammond的数据,在1978到1987的十年间,鸟类的年增长率为0.05%,而昆虫、蜘蛛、真菌和线虫的年增长率分别为0.8%、1.8%、2.4%和2.4%。

不同生物的发现率与从事研究的分类学家数量有关,正确的数据很难估计。但据澳、美、英三国研究人员粗略估计,如果n代表研究每一种四足动物的分类学家平均人数,那么每一种鱼类从事研究工作的分类学家就有0.3N人,无脊椎动物有0.02~0.04N人。北美有65,438+00,000个分类学家,全世界约有30,000个。

一般来说,每一种注册的植物受到分类学家青睐的人是动物的两倍。就动物界而言,脊椎动物的数量平均比植物多10倍;无脊椎动物比植物少10倍。分类学家的分布和生物物种的数量没有绝对的关系。例如,只有4%的分类学家在生物多样性高的拉丁美洲和撒哈拉以南非洲工作。

由于缺乏生物物种的信息中心,很难编制一个完整的分类目录。在分散的组织中,这些记录仅由一些老式的档案卡保存,没有正式计算出有多少已知物种被命名。科学家对地球的了解比生物多,花的钱也多。他们对宇宙中原子数量的了解比生物物种的数量还要多。

根据可靠的估计,分类学家已经鉴定出150 ~ 180万种生物,这还远远不是所有物种的数量。据最保守的估计,所有生物至少有300万种,如此多的物种用目前的方法很难在一个适当的时间内完整地描述和记录。

估计生物物种数量的方法

有人用外推法估计生物的物种数,这种方法会随着统计方法的不同而不同。在最近的研究中,将生物分为几类,再结合物种发现的图形和统计投影法,估计生物物种约有600万至700万种。

另一种方法是将每个分类组中专家的估计值相加,得到500万种数据。在研究得比较充分的鸟类和哺乳动物中,分布在热带的种类大约是温带的两倍;但在昆虫中,从已知的种类来看,寒温带种类比热带种类多,几乎占所有种类的三分之二。如果热带和寒温带昆虫的比例与鸟类和哺乳动物的比例相同,那么热带和寒温带未知物种的比例为2: 1,可以将生物物种的数量从已知的150 ~ 180万推至300 ~ 500万。

还有一种更直接的估算全球生物物种的方法,特别适用于热带昆虫物种。就是选取一个未被探索的区域,对其中的生物进行采样,然后计算出已经被描述过的动植物的比例。但这种方法会有问题:即使在某个区域,也很难对所有的热带昆虫进行采样,鉴定和分类都非常复杂。此外,还要考虑这个采样位置是否能代表物种的分布模型。

昆虫的种类数量

根据英国学者I.D .霍奇金森和D. C .卡森在印度尼西亚苏拉威西岛进行的调查,1600头大象中有63%是新物种。如果这个比例也适用于所有的昆虫,那么昆虫的总数约为90万种。哈蒙德用不同的方法估算。根据他的观察,在英国一个调查充分的地区,22,000种昆虫中有67种是蝴蝶。很多博物学家像重视鸟类一样重视蝴蝶,所以17500已知的蝴蝶种类是一个比较完整的数字。其实应该不超过两万种。如果地球上蝴蝶和昆虫种类的比例和英国昆虫的比例差不多,那么昆虫总数应该是600万(22000×20000÷67)。因为无法确定调查区域是否是典型的昆虫种群分布,所以这种比率方法会有固有的误差。

Erwin通过喷洒杀虫剂在巴拿马收集了65,438+0,200种甲虫。因为他还没有完全识别出它们,所以他不能用上面提到的外推法来推断所有的物种,所以他用了下面的方法来代替:首先,我们必须知道从菩提树上采集到的昆虫的数量。与其他树种上的物种相比,他推测大约20%的食草昆虫是一夫一妻制的。第二,他从生活在树冠上的甲虫数量推断出所有的昆虫种类。如果甲虫占所有昆虫种类的40%,并应用于热带森林地区的林冠,那么每个林冠将有400种昆虫。3.如果每棵树上有三分之二的物种居住在树冠上,那么每棵树上将有600种昆虫。最后,他引用了一个公众公认的估计,地球上的热带森林地区有5万棵树,每棵树上有600种昆虫,使得昆虫总数达到3000万。当然,地球上昆虫的实际数量要比这多得多。

有人认为Erwin的估计不正确,本文作者R.M. May认为温带甲虫比热带甲虫有更特定的食性。欧文说,有20%的食草昆虫,但在热带地区,这个比例可能只有2 ~ 3%;另一方面,欧文可能低估了生活在林冠外的物种,梅认为它们至少应该占三分之二。

忠实记录生物差异的主要目的是为了解决进化和生态学的基本问题。分类目录可以研究食物链结构、物种多度、不同大小和大小的物种或总数、生物分布的大致趋势。

分类学家发现动物的长度减少了10倍,总数增加了100倍。这个模型适用于长度从一厘米到几米的动物。至于小于一厘米的,就不适合了,可能跟这些小生物没有完整的记录有关。如果将体型与物种密度的关系外推至体长约为0.1 cm的生物,我们知道陆生生物的种类约有1000万种(见图2)。如果分类学家能更好地理解生理、生态和因素对体长分布的影响,单纯评价现象所得到的结果将更有说服力。其实他们对此了解不够,所以上述报道并不确凿。

这个大小分布规律让我们明白诺亚方舟有多大。学者认为诺亚不可能把所有的昆虫都带上方舟,但如果能把体长减少10倍,相当于体积减少1000倍,物种就能增加100倍,然后问题就转移到运送大型动物上了。

食物链的结构通常是计算物种的一种方式。光合植物是食物链中最基本的部分。如果能准确计算出每种植物能供养的生物物种数量,那么只要知道植物的种类,就能知道所有生物物种的数量。然而,科学家要实现这一目标还有很长的路要走。加斯顿曾经研究过食物链,收集了昆虫平均数量与群落大小和地理位置差异很大的每种植物之间的相关证据,于是他发现每种植物平均约有10只昆虫。据保守估计,维管束植物有27万种,因此昆虫约有300万种。昆虫占已知生物种类的50%以上,但昆虫的种类还没有完整的记载。

真菌种类

英国学者hax Hawksworth提出,真菌的数量至少和Irwin认为的一样多。英国已知的真菌种类有6.9万种,真菌数量是维管植物的6倍,相比北欧其他地方研究非常细致。如果在世界其他地方也有同样的比例,那么以27万种维管植物为例,全世界有654.38+0.6万种真菌。这个数值是今天已知物种数量的20多倍。

生物物种在温带和热带的分布形式是不同的。真菌在热带比在温带适应的植物范围更广,所以真菌和植物的比例其实没那么高。此外,真菌与昆虫的关系比与植物的关系更密切。最近对特定热带地区的真菌种类进行了调查,发现新种约占15 ~ 30%,远低于哈克斯华斯预期的95%。这些研究还没有达到共识的边缘,更不用说未注册物种的全貌了。

因为我们对真菌了解不够,所以忽略了它们在大多数生态系统中的重要作用。它们将有助于有机物种的分解,并形成新的土壤成分。毫无疑问,真菌将生物多样性的发展具体化,首先帮助植物在陆地上殖民(尤其是通过共生关系),并协助维管植物、昆虫等生物的传播,在生物圈中占有重要地位,值得关注。

线虫和微生物的种类数量

在所有肉眼可见的动物中,线虫是最不受重视的。它们寄生在动物和植物上,但在淡水和盐水中自由生活。1860年,已知的线虫种类只有80种,到目前为止,总共有15000种。最近的统计显示,这些只是所有族群中的一小部分,而其他人则指出,生活在盐水中的物种更多。很少有人会怀疑哈蒙德关于线虫至少有6.5438亿+种的观点。

肉眼看不见的生物是地球上最多样的,如原生动物、细菌、病毒等,仅占已知记录物种的5%。最近的研究指出,自然种群中的微生物数量比实验室中的多得多。美国黄石国家公园的温泉中有一种光合细菌,它的RNA有8种不同的遗传序列模式,与实验室培养的细菌12菌株无法匹配。只有一个序列与已知的细菌门相似。

生物学家通过检查自然界海洋微生物种群的RNA序列,也发现了类似的结果。这些发现让分子生物学家感到惊讶:他们对如此简单的生命形式的普通生物知之甚少。细菌和病毒的分类是非常复杂的,因为在不同的菌株中交换遗传物质是很容易的,一个完整的种群可以从一个单独的个体中繁殖出来。有些病毒每年也有明显的变异。因此,就组成物种的基本概念而言,定义微生物比定义脊椎动物更难。德国哥廷根马普研究所的m·艾根(M. Eigen)和维也纳大学的p·舒斯特(P. Schuster)认为,许多病毒分类的基本单位应该是“准种”(quasispecies),准种是指一组测序清晰的RNA序列。自然选择作用于这样的准物种,而不是病毒物种。

微生物和线虫为整个基因库的研究做出了巨大贡献。有人说,每一个节肢动物,每一种维管植物,都至少有一种特定的寄生线虫、原生动物、细菌和病毒。如果是这样,他们的数量将增加五倍,总数将超过1亿。

从种、属、科、目、纲到门,分类层次越高,遗传变异越大。比如海洋生物在已知种类中的比例不到15%,但却涵盖了90%以上的纲和门,所以海洋生物的多样性高于陆地生物。