分類階層與演化

 

Nothing in Biology Makes Sense Except in the Light of Evolution.

Theodosius Dobzhansky

 

國中介紹的生物分類群包含七階，由高到低分別是：界à門à綱à目à科à屬à種。當不同的物種被人為歸類到相同的分類位階時，這些不同種的生物與分類群間會出現下列特質：

                                            高階分類群 à 低階分類群

◎物種間性狀相似性：        相似性低 à 相似性高

◎物種間演化親緣性：演化親緣性低 à 演化親緣性高

      ◎分類群內物種數量：    物種數量多 à 物種數量少 (如下圖)

2024學測

這麼多年來，沒細想(或許是覺得分類真的不重要)，也沒有同學問，就這麼糊里糊塗說了許多年。為什麼呢？同屬高階分類群(但不同低階)的兩種生物間，它們的性狀相似程度為什麼會比同屬低階分類群的生物來得低？這似乎不證自明，不是嗎？人與蟑螂只在最高階的動物界相同，其餘低階的六個分類群都不一樣，二者之間的相似程度自然無法與人、猿相比；後者一直到「科」分類群才分道揚鑣。

最近正在讀一本討論古生物演化的書：《第一隻眼的誕生》—透視寒武紀大爆發的秘密，書中出現兩句話。

一、大約五億四千萬年前，也就是古生代第一個紀元寒武紀時期(原來這個名詞指的是英國威爾斯地區的一片丘陵地，此地發現第一批5.4 ~ 4.9億年前的化石)地球海洋裡已經出現38個動物門；與現今留存的動物門相同。(所以幾次大滅絕，滅絕的是部分物種而非整個動物門，控制各動物門主要性狀的基因群顯然被保留下來了)

二、物種間的改變(累積遺傳變異的結果)越少，它們的演化關係或在演化樹上的分支點就越接近。

演化樹像這樣。

現在可以回答前面的問題了，關鍵在於時間與遺傳變異。

不同分類門(已存在五億年以上)是人類以動物內部基本構造的相似性來界定的，其中主要依據為氣體交換、吸收營養與生殖的方式不同來劃分，有相同構造的，才被歸類到相同分類群。最初物種數量較少，以這些特徵上的不同便可將之分門別類，但隨著演化的進行，新物種數量越來越多，除了這些基本生存配備維持不變外(不能變的原因是，改變可能不利存活)，出現越來越多性狀上的變異，於是新的、低階的分類階層出現了，以便適切地將這些擁有新變異的物種擺在對的位置。

如果前述邏輯是對的，目前使用的分類階層其出現順序應該是，界à門à綱à目à科à屬à種(對最原始的生命而言，一種就是一界)，又生物產生的遺傳變異必然會隨著時間的累積而增加；且遺傳變異越多性狀相似程度就越低，因此，同屬高階分類群的兩個物種，代表的是它們在生命史中歷經的時間越久遠，累積了較多遺傳變異，於是性狀相似程度便比較低。相對的，同屬低階分類群的兩個物種，代表它們在比較晚近才從演化樹上的共同祖先分支出去，由於累積的遺傳變異較少，因此，它們的性狀相似程度比較高。

附註：加拉巴哥群島上鷽鳥的不同鳥喙就是一種輻射適應的結果