生物下行分类法

4.3 逻辑分类的下行分类

《生物学思想发展的历史》 恩斯特·迈尔著 涂长晟等译 https://www.tuenhai.com 整理

分类学说看起来非常之简单:根据相似性将要分类的东西加以整理归类。当涉及升物有机体时马上就遇到这样的问题,怎样确定或计量相似性?答案是仔细分析性状(特征)。因此选择和评价性状就成为近年讨论的中心问题。然而如果一开始就考虑性状,就无法理解从切查皮诺到林奈时占主导地位的分类学说和自达尔文以来流行的分类学说之间的差异。因此必须首先讨论可能有哪些分类

实际上根据相似性来分类并不是文艺复兴时期制定分类的依据。鉴定是当时的突出需要,为了满足这种需要植物分类学的首次综合性的方法论就发展了起来。意大利的解剖生理学家切查皮诺(1519—1603),是公认的在他的著名著作《植物》(De Plantis1583)中一贯坚持如此做的第一位学者。他认为自己是Theophrastus的继承者,和后者一样,他把植物分为树木,灌木,小灌木(多年生)和草类。但是为了寻求一种易于鉴定的系统他便转向亚里斯多德并从他那里借用了逻辑分类,逻辑分类是中世纪到18世纪末每个进过学校的人都熟悉的(见前节,亚里斯多德)

依据逻辑分类的下行分类的原则基本上是很简单的。然而在从切查皮诺到林奈时期的分类学家的著作中这些原则被埋葬在如此复杂的一些经院哲学教理和难懂的行话中(如“精髓”,“普遍的”,“偶然的”,“区分”,“特征”等等),需要专门研究才能懂得它们’

逻辑分类法并非始于亚里斯多德。柏拉图早已对总类和其下属的区别感兴趣,但是直到亚里斯多德的追随着时才显示它的充分重要性——例如porphyry的分类树,又叫作 Ramean分类树(Jevons,1877:702)。这种方法的最突出的特点是把一个“属”分成两个“种”。这叫作二分法。这种方法最适于制订检索表,然而也往往导致过份人为的和不均衡的分类。亚里斯多德自己就嘲笑过依据二分法进行分类的思想,但是他在运用逻辑上使用动物学的例子却使得他的追随者走入歧途

从切查皮诺到19世纪之间下行分类之所以盛行有几个理由。它最重要的实用意义是它从一些易于辨认的类别开始(例如植物的树木、灌木、草;动物的鸟、蝴蝶、甲虫),然后运用恰当的区别特征(性状)将这一类别分为隶属其下的一些亚类。这并不需要事前具有关于种的知识,只需要有执行逻辑分类程序的能力,任何门外汉都能做到这一点。然而如果认为逻辑分类法的盛行唯一理由就是他的实用性那就错了。它最盛行的时候是当每个人都在上帝创造的世界中期望秩序和逻辑理性的那几个世纪。因此,如果世界代表的是一个有秩序的体系,那末还有什么方式能比用逻辑的程序和工具来研究它,分析它更合适?某种分类只有当它依据的是升物有机体的真正本质(essences)时才能恰当地反映自然界的秩序。正是逻辑分类的方法能帮助发现和定义(界说)这些本质。于是这种方法就充分反映了那个阶段占统治地位的本质论哲学

在逻辑分类的整个方法中再也没有什么比选择区分特征(性状)更重要的了。这方法所隐含的依赖单一性状就要求仔细“加权”(附加加重值于)性状(Weighting characters)。切查皮诺充分认识到这一点并倾注了大量精力仔细地研究了植物形态学。他发现了很多有用的性状并且是首先认识到结实(fructification)的分类意义的学者中之一(Gesner在他之前认识到这一点)

但是,切查皮诺在他的加权性状的学说中完全走上了错路。作为亚里斯多德的忠实信徒,他根据生理上的重要性来选择性状。他认为植物最重要的性能和营养及发育有关。营养方面(生长)最重要,这就是为什么他第一步将植物分成树木,灌木、草等等。发育的重要性反映在他着重结实、种籽、幼苗(和亚里斯多德强调动物的胚胎相类似)。比较是他的方法中的重要部分,但是他将之用到可笑的极端,他企图把在功能上最重要的动植物结构互相匹配。从而他将植物的根和动物的胃和肠道等同起来,并且把植物的茎和柄归到生殖系统中,因为它们产生种籽和果实

考虑到趋同性,平行性,性状丧失以及其它性状进化失常的出现频率,人们将会认为依据单一性状的逻辑分类法将引起十足的混乱。然而对切查皮诺的植物分类加以研究的结果表明他所确定的32类植物就总体来说都十分正常。很明显切查皮诺如果仅仅运用逻辑分类就不可能制订这样的分类。正如Stafleu(1969:23)正确指出的,切查皮诺显然是从他凭直觉或按传统习俗所了解到的一些自然类别着手,再加上逻辑分类的全然不相干和不重要的上层结构。这样一来切查皮诺所采取的就是两步法:首先地通过检查将植物区分成或多或少的自然类别,然后再寻找合适的关键性状以便他能按照逻辑分类原则来安排这些类别。只有这样他才能同时达到两个目的;提供一份方便的检索表,并将植物按它们的“相似性”分成类(见下文)。他在调和这两种方法互相矛盾上并没有完全成功,例如逻辑分类的原则就迫使他将草本的和木本的豆科植物划分在两个科中

尽管他的分类系统有缺陷,切查皮诺对随后两百年的植物学却产生了深远影响。一直到林奈(包括林奈)所有的植物分类系统都是在他首先采用的系统的基础上加以改变和改进而制订的。他们的分类都是依据逻辑分类方法和对某些既定的加权性状。切查皮诺的影响之大并不是因为他的分类特别有用而是因为他是提出多少前后一贯的分类方法的第一位学者。在有人提出更完善的方法之前它将一直被沿用

在分类的前期步骤中性状的选择不同必然形成完全不同的分类系统。这就是为什么十七和十八世纪一些追随切查皮诺的著名和不那么著名的植物学家的分类系统彼此差别如此明显的原因。这些植物学家对植物知识的了解有差别,这就影响了他们在分类第一步上对性状的选择。同样,在动物分类中究竟是选择有血或无血,有毛或无毛,还是选择二足或四足作为分类的第一依据,就会形成完全不同的分类系统

下行分类法的另一个问题是不能逐渐地和一点一滴地将它加以改进。将某个性状用不同的另一个性状代替就会得到一个完全新的分类。在这样的分类系统中各种不同分类的数目事实上是无限的。然而这些植物学家却不知道怎样地竟然成功地调整了对性状的选择和顺序从而并没有把某些人所共知的植物自然类别打乱。 Larson曾指出(1971:41)“很多植物的科,例如松柏科、十字花科、禾本科和伞形科,都是十六世纪建立的并且经历了各种不同分类系统之间的竞争一直保持完整不变。”后来这样的一些类别越来越多地被确认,特别是当某些看来是孤立的欧洲植物的属被发现竟隶属于热带的科

17世纪的植物学家在对不同的性状加权上,研究的主要兴趣是在属还是种上,以及在坚持逻辑分类原则和被认为是亚里斯多德的性状体系加权上彼此都有所不同。17世纪末期的两位著名植物学家瑞和悌宇列弗正是在这几点上有明显的不同

瑞与悌宇列弗

瑞(John Ray,1627-1705)当然远不只是一位植物学家。他是当时最著名的动物学论著的共同编著者之一,而且撰写过自然神学的重要著作。但是他又是一个讲究实际的英国人,他的主要目的是编写一本能够无懈可击不容争辩地鉴定植物的书。因此他特别重视物种的本质。在他的《植物史》中涉及到18,655植物种并为物种(阶元)下过定义,此后150年大都采用了这定义。在早期的植物学家中他几乎是唯一未受过医学教育的人,他较同时代的人(甚至包括在耶苏学院受过教育的悌宇列弗)所受到的经院哲学传统的影响少。因此毫不奇怪瑞从他最早的著作开始就很少一贯运用二分法,而且比切查皮诺或悌宇列弗远远少得多。他不仅在他的不同类别中使用不同的次要性状,而且在他觉得方便时毫不迟疑地从结实性状转到运用营养性状(如是否有茎或球茎)。悌宇列弗和Rivinus曾就这些不顾常规的作法对他进行猛烈抨击,然而瑞却用实用主义的告诫来回答这种批评:“一种令人满意的分类是把相似的,和主要部分一致的,或者整体外观一致的植物汇合在一起,而将这些方面不同的分开”(《Synopsis》,1690:33)。他在随后的著作中反复强调这一指导原则。例如,“自然(分类)方法的首要条件必须是,决不把明显自然相似的植物类别分割开,也决不把自然不同的类别混在一起”(《Sylloge》,1694:17)。当然,切查皮诺和其它支持逻辑分类的人会说这正是他们的分类方法所要的。于是瑞便被迫更前进一步。在他的著作《De Variis》(1696)中指出确实没有客观的方法来确定哪一种性状反映本质,哪一种性状一是偶然的。换一句话说,他隐约地否定了既定的加权法。(应当注意的是他并不反对本质的概念或基本性状与偶然性状之间的差别。)由此他认为不仅花和果实而且植物的其它部分同样可以反映本质。他甚至走得更远,认为物种由于它们的偶然性状也可队彼此不同(Ornithology,1678)

Sloan(1972)提出瑞是由于研读了哲学家洛克(Locke)的著作才具有这些异端观点。然而有很多事例表明Ray完全是根据务实的方式对性状作出了非常规的估价,并且是为了反驳悌宇列弗才去钻研“哲学著作”(1696年4月29日给Robinson的信)。由于单一性状能反映属的本质这一点非常值得怀疑,所以Ray在他写的《植物研究法》( Methcdus Plantarum,1703:6-7)一书中提出:“植物的最佳排列方案是,所有的属,从最高的一直到最低的,都具有某些共同性质,或某些部分一致,或附带性质一致。”他甚至还把生态性状作为分类依据,而这些是自切查皮诺以来一直严格“被禁止”的分类性状。实际上Magnol(1689)早就建议采用复合性状(多个性状)

瑞对真正的植物分类的贡献并不大。他和Masnus,Pena,Lobel,Bauhin等人一样,将单子叶植物和双子叶殖物分开,但并不了解两者之间差异的本质。他仍然保持Theophrastus的观点,将植物分为树,灌木,草等等。另外,他对石竹科与茄科的分类显然不及Bauhin以及其他人。植物分类学史也表明Ray的影响是有限的。然而不容置疑的是他对松动逻辑分类法这座顽固堡垒是作出了贡献的

在法国,瑞的杰出同时代人悌宇列弗(Joseph PittondeTournefort,1656-1708)也许是首先充分认识到异国植物是多么丰富的植物学家。因此就他来说单纯的实际考虑远比制订一种普遍适用的或自然的分类方法更为重要。他的目的是为多样性的植物提供一种简明的检索表:“认识植物就是要知道依据其某些部分的结构而定出确切名称“(Tournefort:《Institutiones》,1694:1)。由于当时植物的属还不多,他就专门研究属这个等级。和以往的大多数植物学家相反,他用单一的词为属命名。悌宇列弗的最大功绩在于他首次确定了属的概念并审慎地区分和清晰地描述了698个属,其中绝大部分(有时改变了名称)后来被林奈采用了。因此植物的某些著名的属名实际来自悌宇列弗。由于花和果实提供了最多的易于观察的性状,所以植物的这两部分成为了他的绝大多数描述的依据,但是只要有助于描述他偶尔也采用其它的结构。悌字列弗比林奈更着眼于实际需要。遇到无花无果的植物或者花、果太小肉眼无法观察的情况,他建议“为了正确地确定这样的属,不仅可以运用植物的其它所有部分,而且还可以利用它们的偶然(次要)性状,繁殖方式,整体性状和外观”(《Institutiones》:61)

悌宇列弗虽然详细分析研究了性状,但是他对高级分类单位的分类则多少是人为的。他所拟订的22个纲只有6个符合于自然类别。然而从鉴定来说,他的《方法》较之同时代的瑞,Morison,或Rivinus的更适用,不仅在法国而且随后在荷兰、英国、德国都广泛流行。Boerhaave(1710),Magnol(1729),以及Siesesbeck(1739)等人的鉴定系统都是悌宇列弗系统的变体;主要不同处在于他们认为最重要性状的选择上。上述这些鉴定系统的主要目的都是借助于逻辑分类法来进行鉴定。他们全都无法对自然类别求得前后一贯的限界,因为运用逻辑分类法想做到这一点确实是不可能的

下行分类在切查皮诺的时代并不是一种错误的策略,因为在那个时候有关分类的一切问题都还模糊不清。现实的物种概念尚未建立,而新发现的升物种类的数量却按指数增长。在一个很少人了解博物学的时代迫切需要的是正确鉴定,而逻辑分类正好符合这种要求。现在回顾来看,很明显下行分类是通向更好的分类法的如果不是必不可免的、也就是恰当的第一步

这个时期的植物学家往往被贬义地称为“亚里斯多德派”,意思是指盲目崇拜传统和权威并且运用演绎推理。这是十分不公允的。的确,他们运用逻辑分类法,因为它是最适于顺利进行鉴定的系统,但是他们的研究工作却完全不是依赖权威而是通过在野外现场、在广泛的旅行考察和仔细地分析研究标本进行的。他们为林奈以后时期的改进了的分类系统建立了可靠的经验基础

这里应当提到的是必须注意博物学和物理科学历史发展之间的显著差别。十六、十七世纪西方世界经历了所谓的科学革命,然而这个革命主要限于物理科学,并在较少的程度上涉及部分的功能升物学。博物学和系统学几乎丝毫没有受到邻近科学这种巨大变化的波及。从切查皮诺经由悌宇列弗,瑞一直到林奈,本质论的传统和逻辑分类法的影响始终未断。有人认为博物学,几乎一直到达尔文时代,继续由柏拉图和亚里斯多德的形而上学统治着,这种看法不无道理。不过还应当加上博物学还受到亚里斯多德的另一股思想支配:博物学家精神,即观察自然的乐趣和对多样性的强烈爱好。亚里斯多德的这一份遗产一直延续到今天,而亚里斯多德的形而上学影响在系统学中则在阿丹森到1859年的过渡时期中已被大大削弱,并且被达尔文彻底根除

从15世纪早期到林奈这段时期中植物分类知识的迅速积累如果没有腊叶标本的发明这一重要的技术进步将是不可能的。(Lanjouw and Stafleu,1956)。干燥和压制植物的想法似乎来自Luca Ghini(1490-1556),他的学生Cibo(他从1532年制作的腊叶标本现在仍然保存着),Turner,Aldrovandi,切查皮诺都制作腊叶标本。腊叶标本是收藏异域外国植物所绝对必需的。例如林奈对不是瑞典的多数植物的描述就是根据腊叶标本。目前世界的大腊叶标本馆收藏有三百万到六百万份标本,植物学家借助于这些标本从事描述和鉴定。十六世纪后半期植物分类的迅速发展在相当大的程度上是由于腊叶标本这种新技术促成的,它使得植物学家在一年四季中都可以查对标本。另一项重要的技术进步就是木刻

Luca Ghini在另一方面也是一位伟大的革新家。他于1543年(或1544年)在意大利比萨建立了第一个大学植物园,第二个建立在柏度瓦(1545)。当腊叶标本还很少,插图还很粗糙时,植物园在教学中具有重要作用。16世纪末期意大利的佛罗伦萨,彼洛尼亚,法国巴黎和蒙特聂尔先后都建立了公共植物园

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