种及其鉴定方法
生物物种概念是最广泛使用的对物种的科学定义,由哈佛大学已故杰出的进化生物学家恩斯特·迈尔(Ernst Mayr)提出。生物种是指“与其他群体在繁殖方面相隔离的一个自然群体”。当你有机会观察现生动物并了解其交配情况,就很容易对生物种加以区分。但是,这种方法显然不能用于鉴定化石种。不过,因为相同种的成员之间才能够交配繁殖,异种之间不能交配繁殖,所以同种之间的相似性比异种之间更为密切。这样,在缺少交配习性信息时,我们可以通过化石的外观、结构和基因组成(如有DNA保存)来确定化石的种类。
然而,要用这些方法来确定化石的种类还存在着一些问题。第一个问题是,我们发现的人类化石中并没有完整的生物躯体。我们习惯把生物体的组成分为两类,一类是软组织,如肌肉、神经、动脉等;一类是硬组织,如骨骼和牙齿。人类远祖化石仅限于硬组织的遗迹,而且许多都是骨头和牙齿的碎片,因此问题是,当仅发现了几块磨损的牙齿或一块颚骨或部分股骨时,古人类学家如何鉴定这些化石的种类。
第二是时间问题。每个物种都有一段生命史,即有一个形成、生长和消亡的过程。物种要么灭绝而没有留下任何直接的后裔,要么成为一个或多个新“继承种”的共同祖先。化石哺乳动物的种一般能延续到1至2百万年。经历这么悠久的历史,物种的外形不可能保持不变。偶然的变异和气候变化引起的形态改变都将引起物种的改变。但只要种的个体仅与同种的个体交配繁殖,则该种还能保持它的独特性。即使科学家花费一生的时间观察一个现存物种,也只能是这一物种自存在以来的一个瞬间。因此,在博物馆藏品中看到的,百年来采集的现代种的骨架并不是一个模式种,你无法参照它来鉴定一份采集于数十万年前的遗址中的化石样品。
此处用长跑比赛来比喻很恰当。一件化石就像长跑比赛中的一张静止的画面。长期存在的物种可能在其历史中被数次取样。古人类学家需要找出办法鉴别他们观察的是同一赛跑中的几张照片,还是几个不同比赛的照片。在研究人类进化时这意味着应先观察现代人类和高等灵长类动物的骨骼,然后参考这些现生类群的形体大小和形状的变量来推定在单一物种化石中应容许多大的变异。如果变异少于现生类群,那么,有充分的理由来断定,在这批化石中代表的是一个种。对于涉及时间跨度大的化石标本,古人类学家在宣布其变异太大而不能包含于一个单一物种之前,会试图对化石样本中可能的变异数量进行有根据地预测,但要声明,这仅仅只是一种预测。
要确定在早期人类化石中有多少个种则更加困难,因为人类包括化石人类的生物学变异持续存在。因此,化石类群的分界往往是科学推断和争鸣的结果,新化石的发现或新分析方法的引入往往意味着须重新分类,或须重新考虑原有分类和标准的适用性。只有当有充分的理由相信新化石种不属于现有的物种时,那就应该建立一个新种。而要建立一个新属,则需要有更强有力的证据。