隱藏的宇宙：生物多樣性，關於物種、基因、演化、功能和生態系統的驚奇故事

Chapter 3演化演化多樣性的價值

1930年5月6日那天中午，住在澳洲塔斯馬尼亞島西北部的威爾夫．貝提（Wilf Batty），在他的農場目睹了極不尋常的一幕。他看到一隻體型、大小都與狗相當，但後背到臀部有深色橫向條紋的動物。他以為這隻野獸在覬覦農場裡的雞鴨，衝向前去想捉住牠的尾巴，但他失手了。而就在這隻野獸想跳過一道兩公尺高的圍籬時，貝提舉起雙管獵槍朝牠開了一槍，然後驕傲地跟這隻一命嗚呼的動物一起在農場小屋前擺姿勢，拍了一張很快就讓這個消息傳遍全世界的照片。

他所射殺的那隻動物不是狗，而是已知的最後一隻野生袋狼，又名「塔斯馬尼亞虎」（因為牠的下背部有老虎般的條紋）或「塔斯馬尼亞狼」（因為體型像狗）。不過，這個農人的行動並非絕無僅有。由塔斯馬尼亞的地方政府和一群倫敦商人所成立的農業集團，打算在塔斯馬尼亞島上生產羊毛，幾十年來一直用金錢獎勵任何取得袋狼頭的人。由於「袋狼會攻擊農場飼養的動物」這個未經證實的說法，讓他們總共付出了成千上萬元的獎金。其實，在歐洲人來到澳洲之前，袋狼在澳洲大陸與新幾內亞島就已經全面滅絕，其原因除了被直接獵殺之外，還有袋狼一直處在與狗分食獵物的競爭中，勉強存活著，至於狗群則是歐洲人在十九世紀初引進塔斯馬尼亞島的。

袋狼是趨同演化（convergent evolution）的絕佳範例；趨同演化所指的是有些物種在生命樹（Tree of life）的關係甚遠，卻發展出類似屬性的作用。生命樹又稱「演化樹」、「親緣關係樹」（phylogenetic tree），或稱為「親緣關係」（phylogeny），是以枝幹連結起所有來自一個共同祖先的生命。雖然袋狼的頭骨與一般家犬幾乎毫無二致，事實上卻是有袋類動物，與袋鼠、小袋鼠的關係更親近。而且牠在有袋類中也是獨樹一幟，因為不管雌性或雄性袋狼都擁有袋囊。

或許有人會說，袋狼不過是成千上萬種哺乳類動物之一，即使牠永遠從地表上消失，其影響也不會比其他物種的滅絕更重大。然而，這個世界隨著袋狼滅絕所失去的，不僅是單一物種，而是在演化多樣性的不成比例的損失，這種多樣性可是千百萬年獨立演化的結果。不幸的是，袋狼沒有留下任何近親，否則相同的演化分支或許就能倖存下來。

演化樹的概念來自達爾文，雖然他對這方面並不像其他見解那樣多所著墨。他的第一棵「樹」，是手繪在一本筆記本上的簡圖，旁邊簡單寫了「我想」（I think）這兩字。後來，一個更新的版本變成他那本獨具開創性的書《物種起源》裡唯一的插圖；這本書是研究演化的基礎，也可能是史上最重要的一本科學著作。

現今，生物學家在建議哪些區域應該優先保育時，愈來愈常試著將「演化多樣性」的價值極大化。這是一項重大的變革，因為長久以來他們只計算物種數的多寡，彷彿每個物種都是完全對等的單位。舉例來說，假若我們得在兩處林地中，選擇其中一個來推行新住宅建案，而兩處都有兩種樹生長於其上，只是種類不同。如果只考慮物種數（即物種多樣性），選擇哪塊林地根本毫無差別。然而，物種也有它的演化歷史，這讓每個物種在生命樹上都有個獨特的位置。在這個虛擬的例子裡，假若生長在甲林地的是橡樹與山毛櫸，這兩種樹最後共有同一個祖先的時間，是五千一百多萬年前，之後就在演化上分道揚鑣；生長在乙林地的是橡樹與松樹，這兩者已經各自獨立演化了三億一千三百多萬年。因此，乙林地擁有較高的演化多樣性，在其他條件都相當的情況下，可以認定為較具有保護價值。

演化多樣性也常被稱為「親緣關係多樣性」，量測方式則是把連結所有相關物種的演化樹枝條長度加總起來。它經常是以時間單位來量測，但也能反映DNA序列的差異。

演化進行時，會出現有利於物種應付環境挑戰或與其他生物互動的新特徵。那些能使個體更成功繁衍後代的隨機突變，是自然選擇的，而且這些突變種也會很快就在此物種與其後代中成為優勢。隨著時間推移，這種過程會讓動物獲得新特徵，譬如更輕巧的骨架有助於鳥類飛行，或更長的牙齒讓食肉動物更容易捕捉並殺死獵物；至於植物，則是以葉子裡的新化學成分，讓自己變成草食性動物的毒藥，或以木質化的果實與粗厚的樹皮，讓自己能在容易起火的地區生存下來。正是透過自然選擇所進行的演化，今天的生命形式才會達到如此驚人的多樣性。

所以，該是接納演化多樣性的時候了，我們必須建立起物種間的關係，包括它們最初是在何時何地開始演化。這對我們應該優先保護那些物種極為關鍵，也具有數不清的重要實際用途，例如，我們會在第六章討論的改善糧食安全及飲食。過去二十年，我與同事一直致力於為成千上萬種物種測定DNA序列，所累積的數據也愈來愈龐大。不過，我們離真正理解這整棵樹依舊很遙遠，前進的路上也還不時冒出新的意外，好比了解到蕁麻和玫瑰在早期演化史的關係很近，儘管它們看起來如此迥異。

世界各地的生物學家一直都竭盡心力地想完成達爾文在生命樹上的觀點，這項任務始於一百六十年前，而且怎麼看都不會在短時間內完成。在某些同僚的激勵與訓練下，例如人在巴西的露西亞．羅曼（Lúcia Lohmann）與南非的穆哈瑪．穆阿斯亞（Muthama Muasya），已經有數百位學生致力於蒐集與辨識特殊種群，並為它們進行DNA定序。
在進行這些工作的同時，我們也逐漸把注意力轉移到了解這棵樹上的特定分支與它所包含的物種，扮演著什麼生態角色。這在有關生物多樣性的概念中，仍然是最少被研究，但可能最重要的面向之一。

Chapter 3演化演化多樣性的價值

1930年5月6日那天中午，住在澳洲塔斯馬尼亞島西北部的威爾夫．貝提（Wilf Batty），在他的農場目睹了極不尋常的一幕。他看到一隻體型、大小都與狗相當，但後背到臀部有深色橫向條紋的動物。他以為這隻野獸在覬覦農場裡的雞鴨，衝向前去想捉住牠的尾巴，但他失手了。而就在這隻野獸想跳過一道兩公尺高的圍籬時，貝提舉起雙管獵槍朝牠開了一槍，然後驕傲地跟這隻一命嗚呼的動物一起在農場小屋前擺姿勢，拍了一張很快就讓這個消息傳遍全世界的照片。

他所射殺的那隻動物不是狗，而是已知的最後一隻野生袋...

前言

接任英國皇家植物園邱園科學主任，在全世界最頂尖的植物與真菌研究機構之一工作，是一種我小時候根本從未夢想過的責任與榮耀。我成長的地方，鄰近巴西東南部的大西洋海岸雨林，而就是那片涵養各種生命且繽紛多彩的美麗森林，孕育了我對大自然所有的熱情。我蒐集過無數的昆蟲、種子、果殼與其他東西，把它們全都仔細分類、貼上標籤，然後安置在盒底黏了保麗龍板的舊鞋盒裡。

做這些事讓我樂趣無窮，但也讓人挫折無比──因為我在市立圖書館那些有關生物的翻譯書籍裡，根本很難找到我所發現的東西叫什麼。為什麼我們不知道所有生存在地球上的物種？這個來自童年、想找出那個隱藏的動植物世界的興趣和渴望，在整個求學過程與工作生涯中，都一直伴隨著我──不管是我在巴西度過的青少年與大學時期，或是後來當我移居到妻子的故鄉瑞典。我跟妻子安娜相識於烏提拉（Utila）這個加勒比海小島上（位在中美洲宏都拉斯外海）的潛水學校，在我們尚未跨向人生的下一步、一起從事潛水長的工作並探索大海的那幾個月裡，我們倆對珊瑚礁那無與倫比的美，都深深著迷、熱中不已。

而我在揹著一個只裝了睡袋、幾本厚重字典和一些衣物的小背包遊歷了三年之後，終於決定將竭盡所能地成為一個生物學家。於是我重返校園，完成在大學生物系的學業，隨後再到瑞典哥特堡大學攻讀熱帶美洲生物多樣性演化的博士學位。研究所畢業後，安娜和我帶著三個年幼的孩子搬到瑞士，在那裡我繼續進行有關南半球植物多樣性演化的博士後研究。二○一○年，我們回到了瑞典，而我也接任了哥特堡植物園科學館長的職位──這是北歐地區活體植物收藏最豐富多樣化的植物園。在此同時，我也成立了安東內利實驗室這個研究小組──由一群背景極為多元化的學生及研究者共同合作，對生物多樣性科學進行跨科際研究。我很幸運年紀輕輕就能夠晉升，成為生物多樣性暨系統分類學教授，並於二○一七年成立哥特堡全球生物多樣性中心，擔任首屆主任。而就在我結束美國哈佛大學一學期的休假研究，再度回到家裡時，有人跟我聯繫了有關申請邱園目前這份工作的事宜。若要說不為這個天大的機會感到興奮激動根本不可能，於是，我從二○一九年二月開始，接手了邱園科學主任這個角色。不久，牛津大學邀我擔任客座教授，更加擴展我在植物科學上的學術網絡。

我在研究工作裡，試著解答一些宏觀的大問題：例如像熱帶雨林整個生態系統的起源與演化，或生物多樣性在時間和空間上是如何演變，以及會如何繼續變化──這條研究路線最適合歸入生物地理學（biogeography）的領域。雖然我接受的是植物學家的訓練，研究蒐集的對象也大多是植物，但我也探討各種各樣的生物──不管是蛇類、蜥蜴、兩棲類、鳥類、哺乳類、昆蟲、蕈類或細菌……，目的是探索並理解生物多樣性所隱含的普遍模式。我也研究化石紀錄（fossil record）（歷經地質時間，保存在岩石沉積物中的滅絕生物序列），與同事合作開發新的方法與分析方式，以推演在地球深遠的生命史中，氣候變遷及其他事件是如何影響物種，而我們又能從過去學到多少，以對未來發生的事做出更好的預測。我何其幸運，能與幾百名優秀的研究者共事並合力發表論文，其中有些人甚至已經與我合作多年。

然而隨著時間，我也逐漸意識到，這種熱愛從早年在巴西，一路到後來從事學術工作一直在增長，但那個我如此熱愛的大自然，正飛快地從我眼前消失。過去幾十年所累積的科學證據不僅多不勝數，也無庸置疑：人類正活在一種生物多樣性與氣候變化的緊急狀態中。因此我們必須齊心協力，全力遏止迫在眉睫的災難與今天已目睹的損失。

領悟到人類正深陷一種環境危機看似很糟，但我從自己的研究工作深切體認到，亡羊補牢，猶未晚矣。只要自然棲息地與物種尚存，就還有希望；只要具備對自然界的知識並有守護它的意願，以一種更永續的方式來塑造我們未來的動機就會形成。

這也是我寫這本書的原因。我的目標是帶你體驗一趟脈絡清晰的自然之旅，以最根本的基礎原理為起始，終於人人都能採取的實際行動。本書第一部分，是分享我自己在「什麼是生物多樣性」這方面多年的研究心得，我會舉例說明這個多面向概念的各種要素，並點出我們知識裡的關鍵缺口──而這也以某些方式，對照出我們在整個宇宙所進行的那些引人入勝的探索。第二部分則是探討「生物多樣性為何重要」的課題，從實用和道德等不同角度，思考它的許多用途與價值。第三部分是概述生物多樣性今天所面對的主要威脅與其根本原因，以及這些原因如何經常相互牽動。最後一部分的焦點，則在於說明若想保護全球減損中的生物多樣性，我們還剩下哪些機會──從政治人物與企業團體的角色，到個人所能發揮的作用。我偏向從自己的研究與同事的工作中提供例子，因為那是我最熟悉且最直接的經驗。不過我得強調，這些努力都是與全球各地的組織及研究人員密切合作的成果，因為地球的未來，得仰賴所有人齊心合作，想獲致成功，像這樣的夥伴關係絕對不可或缺。

儘管身為研究者、教授者、管理者與學術領導者多年，這些經歷也讓我有充分的機會、深深浸淫在生物多樣性的世界中，然而今天的我，還是一如既往地對自然界充滿好奇與驚歎，也從未停止提出那些最根本的問題。在本書中，我試著為你回答這些問題，而這也連帶解釋了建構這個星球上所有生命的要素。希望這能進一步激發你來分享我對這些寶貴的自然生命的熱情──這些神奇的生命，就是我們隱藏的宇宙。


基本認識：兩個宇宙
一百多年前，一個名叫愛德溫．哈伯（Edwin Hubble）的三十歲青年，找到了一份在洛杉磯城外威爾遜山天文台（Mount Wilson Observatory）的工作，然後擁有了一個肯定讓所有天文學家都羨慕嫉妒不已的機會：操作當時功能最強大的望遠鏡 。一天晚上，當他把這架望遠鏡對準天邊一小片名叫仙女座星雲（Andromeda Nebula）的朦朧星空時，有了驚人的發現：這個過去多數人總以為只是氣體與星塵的天體，事實上是個截然不同的星系，而且根據哈伯估計，它離我們約有一百萬光年那麼遙遠。在那之前，天文學家總以為人們所看得到的一切，都屬於銀河系──也就是已知宇宙的代名詞。

哈伯的發現，是建立在許多前人累積的知識與奉獻過的心血上。他們也曾經同樣熱切地試圖解釋並量測自己在天空看到的現象，其中有些一直到今天，都還是科學史上的無名英雄。而一八九三年起服務於哈佛大學天文台的亨麗埃塔•勒維特（Henrietta Leavitt）就是一例；因為性別，她在幾乎只有男性同僚的天文學界，並未得到應有的認可，然而發現有效測量星體距離方法的人，正是勒維特！也是拜這一點理解之賜，哈伯才有辦法估算可觀測的宇宙。接下來的那些年，哈伯又繼續定位出許多在銀河系以外的其他星系。

一九九○年，因為一部太空望遠鏡，人類的太空探索再現熱潮，而這部望遠鏡被冠上哈伯之名以向他致敬，或許一點都不意外。它以無比清晰的彩色影像告訴我們，宇宙遠比任何人所能想像的更浩瀚無垠，更教人驚歎。今天的天文學家甚至認為，在可觀察的宇宙裡，總共有多到令人咋舌的兩千億個星系及十億兆顆恆星。讓我們試著從這個角度來理解這些數字：如果每顆恆星都跟豌豆一樣大，這個數量不僅可以覆蓋整個地球，還能在地表堆出兩公里厚的「豌豆」層。我們無從得知太空中有多少行星，不過自第一顆系外行星（即在太陽系之外、環繞恆星運行的星球）在一九九五年獲得確認以來，科學家至今已經發現了四千三百多顆，而且數量還在增加中。

至於在地球這顆行星上，代表各種各樣生命的生物多樣性（biodiversity），就是我們的「隱藏的宇宙」。而它的構成要素，遠比大部分人可能了解的更豐富、更多樣、更複雜且更緊密交織。在人類的演化史上，我們的老祖宗在食物、遮蔽處與舒適性等基本需求的引領下，很早就開始在非洲四處探索生物多樣性。幾十萬年來，他們幾乎嚐遍所有自己接觸過的東西。他們以感官來探索生活周遭的植物，並觀察其他動物吃什麼，然後發現有些植物的地下根莖雖可食用，葉子吃了卻會生病；有些果實香甜多汁，有些卻苦澀無比；還有一些最好敬謝不敏。他們的食物清單內容逐漸擴增，除了納入植物的不同部位，還有蕈菇及哺乳類、鳥類、魚類、昆蟲、蜘蛛等動物。他們也學到哪些木材最適合生火，哪些動物的毛皮最保暖，以及哪些果實最教人垂涎。

當人類的祖先離開東非，來到世界其他角落時，他們有了新發現。每踏上一塊大陸，他們就立刻展開對新自然環境的探索。可獲取的獵物經常綽綽有餘，只是如果不先學會如何捕捉，就得靠搜尋腐屍來滿足自己。他們採集各式各樣的堅果與野莓，有些地方的動物雖然較容易獵取，可是數量並不多，好比印尼的弗洛勒斯島（Flores）。這個島的面積是如此迷你，且食物資源是如此有限，以致當人類祖先的一支大約在一百萬年前來到這裡時，在自然天擇長期更有利於小個子的發展下，島上演化出了個別的物種（species）。成年的弗洛勒斯人（Homo floresiensis ）身高大約只有一百公分高，比今天絕大多數侏儒症患者都還矮小，跟島上的特有種侏儒象則差不多大。在黎凡特（Levant）地區，我們的另一支遠親，也就是廣泛分布在非洲與歐亞大陸長達一百五十多萬年的直立人，則以身體富含脂肪的大象、河馬、犀牛與其他大型動物做為食物來源。

當人類祖先的腦容量與認知能力有所增長，他們在發展獵捕及處理動植物的工具上，也愈見精進。幾千種地方語言的出現，讓他們能彼此溝通，在有關周遭物種及其用途的知識上互通有無。根據考古證據，中國早在八千多年前就開始使用草藥；而四千多年前，蘇美人所留下的文字記述，也顯示他們使用孜然、薄荷和甘草這些植物。

在大部分有關物種的知識都是透過口說來傳述的同時，希臘人則是試圖整合當時所有可得的知識。西元前四世紀的亞里斯多德，寫下了他所知道的有關動物的一切；而在那之後不久，他的弟子泰奧弗拉斯托斯 （Theophrastus）也有樣學樣，只是他記錄的重點是植物。有關物種的知識繼續在累積，新的發現也不斷在進行。有愈來愈多作物經農人試種成功，這不但提高人類食物的營養價值，也擴展我們栽種糧食作物的氣候與區域範圍。以許多不同動植物入藥來治療各種病痛為特色的傳統中國醫學，在東亞許多地區愈來愈受歡迎。

不過，西方社會在十七、十八世紀跨入科學革命之前，情況卻已變得一團混亂。有關動植物的知識，在歐洲有將近兩千年的時間，完全缺乏統整歸納性的記述；而且來自不同國家的人，在物種知識的交流上也充滿障礙。即使使用同樣的語言──在科學家之間通常是拉丁文──也沒有一套標準方法來為物種命名。例如犬薔薇（Dog Rose）──一種歐洲常見的野薔薇，果實在乾燥並除去多纖毛的種子後，可製成滋養湯品；有人管它叫Rosa sylvestris inodora seu canina，有人則稱它為Rosa sylvestris alba cum rubore folio glabro，簡單說就是各命其名，各行其事。不僅要學會一物種所有可能的名稱是個負擔，更可怕的是那些名號經常又臭又長、艱澀拗口。誤會是家常便飯，結果卻可能是一場災難。舉例來說，某些來自胡蘿蔔家族最好的食物與香料，包括紅蘿蔔、西洋芹、茴芹、芫荽及洋香菜，基於非常近似的花與葉 ，都很容易和一些已知最毒的野生植物產生混淆。

而撥亂反正、為這些混亂帶來秩序的人，就是瑞典的自然學家卡爾．林奈（Carl Linnaeus）。在鄉下長大，身邊總不乏農場動物與豐富野生植物的林奈，在孩童時期就已經非常熱中蒐集，甚至還請父親幫忙命名他所發現的一切──不管是花草、昆蟲或魚類。他騎著馬周遊全國各地，把所有看到的物種，都一一採集樣本並詳細記錄。一七三五年，年方二十八的林奈，出版了他的《自然系統》（Systema Naturœ）第一版，並在書中提出將所有生物都依層級嚴格分類的建議。就像一個套一個的傳統俄羅斯娃娃那樣，每個類別都包含在一個更大的類別裡：物種歸類成屬，屬再依次歸入科、目、綱、門以及最後的界。運用這個分類系統，林奈成為首位記下某些物種關係的科學家，例如比起跟鮪魚這樣的魚類，鯨、豚在親緣關係上其實還更接近豬這類陸生哺乳動物，儘管牠們在長相和行為上天差地別。不過或許最重要的一點，是林奈提議以二名法來為每種物種命名：如家貓叫Felis catus，遊隼是Falco peregrinus，Rosa canina則是前述的犬薔薇。這個命名法及分類系統是如此簡單易用，不僅對許多人來說是如釋重負，在經過許多改良之後，也得以保存至今。
試圖理解自己周遭的動植物與蕈類，並將其加以分類，林奈既非唯一、也不是最早這麼做的人。有個特殊科學領域叫民族生物學，探討的就是原住民在整個歷史過程中，如何以自己的系統來記述、利用並了解物種。儘管以單一科學系統為物種命名，非常有利於在世界各地進行交流或從事保育，但這絕不是一種對其他觀點與作法的價值批判。像我這樣的科學工作者，之所以被訓練並繼續使用林奈的系統，與殖民勢力的歷史遺產及大學高等教育的傳承密切相關──而這是我們在往科學之路邁進時，必須承認與挑戰的重要事實。

林奈努力的成果，啟發了許多追隨他腳步的學者，一個探索自然界的科學新時代於是展開。他有好幾個弟子甚至不惜千里，前往遙遠的南非、智利、澳洲、日本、北美與阿拉伯半島進行長期考察，以記錄當地的動植物生態。然而這樣的遠征並非毫無風險，有好幾位就不幸在旅途中英年早逝。

在倫敦，約瑟夫．班克斯（Joseph Banks）建議英王喬治三世把植物學家送到全世界，去尋找珍貴的植物──好比那些可以生產橡膠或奎寧的樹，並把它們帶回英國。於是在科學好奇心的驅使、但也在歐洲帝國主義的財富與社會潛在不公的助力下，某些西方社會最重要的博物學家，找到了獨力探索自然世界的機會。例如，德國地理學家暨博物學家洪保德（Alexander von Humboldt），就探索了委內瑞拉的莽原及安地斯山脈，揭露地質、氣候與物種間如何密切關聯，而這至今依然是生物科學與氣候變遷研究的核心。英國生物學家華萊士（Alfred Russel Wallace）則調查記錄了馬來群島與亞馬遜地區的動物，揭示了各大陸與各生態系統在生命形式上的驚人差異，這有助於我們了解物種是如何適應環境的。與他同時代的達爾文，則是以隸屬英國皇家海軍的小獵犬號（HMS Beagle）環遊世界，他一路研究各地的動植物，而讓他尤感興趣者，就是加拉巴哥群島上的雀鳥。他發現各個島上的雀鳥都有著不同的嘴喙，這是一種適應當地食物來源的演化結果。達爾文與華萊士各自且幾乎同時發展出演化理論的根據，就是來自那些探索旅途中的觀察；而這個理論帶給生物學的衝擊與影響，堪比愛因斯坦的相對論之於物理學與我們對宇宙的了解。

物種知多少？

在人類不斷發現物種更多新用途的同時，已知物種的數量也一直在增加。泰奧弗拉斯托斯在他那本內容詳盡、大約完成於西元前三百年的《植物史》中（古希臘文為Peri phyton historia，拉丁文譯為Historia plantarum），總共登錄並描述了古希臘人當時已知的五百種植物。而林奈在他勤奮多產的一生劃下句點前，則傾力正式命名了四千四百多種動物與七千七百多種植物。其實他本身到過的地方最南也不過是荷蘭，然而憑藉著同僚與弟子不斷從遠方寄來的物種樣本，他也意識到自己的分類系統，離涵蓋地表所有物種還有段距離。不過林奈一直到死前，都認為地表的物種總數，不可能超過一萬八千種。只有時間能證明這個估計值完全錯誤，而且它與事實相差了可不只十萬八千里遠。

隨著歐洲旅行者從他們的遊歷中帶回各種標本當紀念品，還有身處異域多年的探險家把自己所發現的一切都採集為樣本，歐洲的生物收藏也愈來愈豐富。而那種一開始被當作珍奇閣，好讓有錢人展示大貝殼、海椰子或雙胞連體哺乳動物的炫耀式獵奇，很快地也擴展為包括嚴肅且記載詳盡的收藏。一百七十幾年前，在我目前所任職的機構，也就是位於倫敦西南的皇家植物園邱園，威廉．虎克（William Hooker）──邱園的首任掌管者，也是當時私人領域中最傑出的植物標本收藏者──用來自世界各地的植物標本（herbarium specimens），塞滿私宅裡的五個房間，另有三個房間則是放滿相關書籍。植物標本（圖一）是一種壓製在紙上並附帶詳細標籤的乾燥植物樣本，通常包括植物的根莖、花或果實等部位；這些會在分類專家識別確認後，再正式存入公共植物收藏中。

虎克的收藏在他死後被國家收購，並於一八七七年被安置在邱園首座為特定目的建造的植物標本館。隨著大英帝國的擴張，以及英國政府在植物領域不斷地探索，邱園幾乎每三十年就得擴建一翼。因此，目前在園區所涵蓋的龐大建築群裡，有著據信是全世界最豐富的植物標本收藏之一──這裡的館藏標本超過七百多萬件！綜觀世界，其他區域的國家植物標本蒐集，此時也開始在累積。澳洲目前最大的植物標本館，在一八五三年成立於維多利亞；南美最大的植物標本館，在一八九○年成立於里約熱內盧；亞洲最大者，則是一九二八年成立於北京。目前全球大約有三千家運作中的植物標本館，總共容納將近四億件標本。結合所有收藏動物及其他生物標本的機構──如倫敦自然歷史博物館或紐約市立美國自然歷史博物館，這些生物收藏為我們提供了有關地球生命最基本且最重要的資訊來源。

所以，我們的星球到底有多少物種呢？在這個數位時代，鑑於那些生物標本館的大量館藏，你或許會以為要回答這個問題，只要把它們全部加總起來就好了。把資料庫裡的項目加總，是超市知道自己銷售的商品總數或政府知道每年出生人口的方式。然而就植物和動物群而言，這種方法會出現兩個問題。

首先，我們還沒能做到把每個收藏的標本正確命名。許多標本從一開始在辨識上就錯誤百出，要再度以正確且合乎科學的方式來描述、命名它們，可能得花上幾十年甚至幾世紀的時間。它們有許多被賦予不止一個學名──在某些最極端的例子，甚至十幾個（生物學家喜歡新發現，而如果某物種擁有許多自然變種，被誤認為新種也可以理解）。事實上，將某一物種描述為科學上的新發現，經常比釐清一個可能的新物種是否已曾經被命名還更容易，因為後者得仔細檢驗所有長得很像的物種。有些標本雖然疑似科學上真正的新種，卻不見得具備所有能確定這點的必要特徵（例如，花或果實經常是辨別物種的關鍵，但有些植物標本卻少了這部分）。況且既然物種無國界，想了解某特定生物群有多少物種──好比嗤嗤蠅、雞油菇真菌或風鈴草，科學家就必須比較許多來自不同地區的標本，常常還得親自探訪當地，以進行研究並更了解不同變種的形態（form）與行為。這份工作或許某些人聽起來很夢幻，事實上卻相當艱難：它需要大量的時間與金錢，在政局動盪或疾疫肆虐的地區，情況會變得更棘手。

第二個、同時也是更大的問題，是我們根本不知道「那裡還有什麼」。就像天文學家一直在愈來愈遠的太空發現新星系，只要觀察得夠仔細，我們也幾乎能在任何地方發現新物種。我有幸能遊歷世界各地，在物種原生的棲息環境中進行研究，但即使我的主要目的並不是尋找新物種，它們還是免不了會冒出來讓我發現。好比有一次我們在祕魯進行探勘，第一天我就在一條森林小徑上，撞見一根從十公尺高的樹上掉下來的大樹枝。我本想把它隨手丟到路旁，卻立刻注意到那上面有花，甚至還帶著果實。因此，我拿出放大鏡來，仔細觀察它的葉片排列方式與花朵的細部，並很快認出它是哪一科植物──是某種咖啡的遠親，但到底是哪一種，我完全摸不著頭緒。於是，我折了一段塞進塑膠袋裡，並在當天傍晚拿給同事佩爾森（Claes Persson）看（幸運的是，他正好是這類植物的專家），他立刻知道這是從未被正式命名過的物種。事後，它被證明是牛眼棠屬（Cordiera）的一個新物種，這個屬大約有二十五個種，只分布在熱帶美洲。我們後來把它命名為Cordiera montana，以標示安地斯山是這個物種的原生地（目前已知可見於祕魯及厄瓜多）。

另一個科學新發現，則是一種體長約十五公分的大壁虎，那是我和學生在莫三比克北部一處地形崎嶇的裸岩區發現的。當天，我們已經在炙熱的驕陽下徒步了數個小時，身上背著好幾天分的飲水和食物。日落之後，氣溫略降，我們又帶著頭燈在附近走了一會兒；夜色如墨，四周一片漆黑，但我們突然看到一塊巨岩下，有雙亮晶晶的眼睛在回瞪著我們。一個叫法魯克（Harith Farooq）的學生大膽地往前一躍，並想辦法抓到了牠──代價是身上無數大小刮傷。雖然這名學生本身就來自這個區域，對當地的蜥蜴種類也瞭若指掌，但從未見過長得像這樣的爬蟲類。這隻大壁虎在很多方面都教人驚歎：不僅體型很可能是莫三比克最大，全身也覆滿漂亮的花紋，一雙大黃眼，鼻孔四周帶環紋，還有輕輕一碰就脫落、極度脆弱的皮膚──這是牠得以從掠食者身邊脫逃的絕技。而且就像我們後來在那次考察中的作息，整個白晝牠都在睡眠狀態，只在稍微涼爽的夜晚活動。不過，這到底是一種沒被記錄過的新物種，還是艾拉肥趾壁虎屬中 Elasmodactylus tetensis這個已知物種（可見於離我們所在地幾百公里外）的一個未知族群，至今尚未釐清。但不管答案為何，這都是一個讓人興奮的發現。

要在熱帶地區發現新物種，其實沒那麼困難──倘若你熟悉這類物種，知道自己要找什麼，並且去那些生物學家很少造訪過的地方。植物學家夏洛特．泰勒（Charlotte Taylor）就是一個最好的例子，她任職於在植物科學與保育上都享譽國際的美國密蘇里植物園（Missouri Botanical Garden），且跟我博士論文所關注的對象一樣，主要探究南美植物，是目前仍然活躍的植物學家中，研究成果最豐碩者之一。泰勒大約描述了五百種新植物種，還為其他四百多種雖然已知、但必須重新分類者（例如，透過新發現證明其原有分類錯誤，應該歸入另一屬）確定名稱。能與知識如此淵博的人共同進行田野工作，像我在南美時有幸經歷過的那樣，是一種很棒的經驗。

然而，即使是在像瑞典這樣的國家──這是林奈出生的地方，也被研究得算很透徹，你還是有可能成為幸運兒，尤其是你對那些隱晦的、很少受賞識的生命別具熱情。在二○○七年，有十幾個來自不同國家的學者，受邀到瑞典Tjärnö這個美麗的島上度過兩週，島上有個哥特堡大學的研究站。此行的目的很簡單：搜尋研究站附近的新種微小型生物。他們不用負擔任何花費，可以使用配有撈取沙泥樣本設備的船隻，並取得他們所需要的任何東西。而最後的結果讓人驚歎：他們總共發現了二十七種未知物種，其中包括十三種新的橈足亞綱甲殼類動物，是每座湖泊、海洋裡都多不勝數的蝦兵蟹將的親戚。

鑒於還有如此之多的未知物種和屢見不鮮的新發現，如果說地球的總物種數頂多只是一種有根據的猜測估算值，或許一點也不奇怪。目前有科學記述的物種大約三百五十萬種，而學者專家相信，那當中至少有一半應該是「同義詞」；也就是被重複記述，所以有兩個、三個甚至更多名字，但其實只有第一個描述及命名能獲得認可。於是，這只會剩下一百八十萬種「有效」物種，而在此之外，就是任人猜測，天曉得了。一九七○年代初，曾有美國學者在巴拿馬雨林的某單一樹種下鋪上巨大的毯子，然後朝其樹冠噴灑致命毒氣，以觀察有多少種昆蟲會暴斃落地。結果發現單單在一種樹上，就住了將近一千種各式各樣的甲蟲！雖然這種取樣方式引來道德上的質疑，同樣的事在今天，也已經有比較不具毀滅性的方法可採用，當時這項研究可是獲得相當正面的評價，也成為轟動一時的大新聞。

時至今日，許多我所認識的生物學家，似乎都滿意於大約有八百七十萬種物種生活在海洋與陸地這樣的估算。但這或許更顯示出，他們對這件事根本興趣缺缺：去猜測一件現在沒有人能真正證明的事。可以確定的是，這個數字會變，而且最大的可能性是變大。過去幾十年來科技的發展，讓我們能偵測到那些體型更小、非常罕見或特化的物種。現在，我們能評估那些以前我們到不了的地方的生物多樣性，從深海的海底熱泉，到巴布亞紐幾內亞的茂密森林。身為科學工作者，我們也愈來愈常在自己的生物收藏裡遇見未知的物種，例如只長在特定植物種子裡的真菌，或植物標本枝葉上的苔蘚與地衣。

尤有甚者，這個八百七十萬的估計值，還沒算進物種多樣性中非常重要且為數可觀的一部分：細菌與古菌（Archaea）。就這兩群生物而言，物種的界線與定義是更不明確的。一旦把這兩類涵蓋在內，一些認真計算過的學者認為，實際上與我們共享這顆星球的物種，可能高達一億種！相較之下，我們所在的銀河系據估有一千～四千億顆恆星。這顯示出還在等著我們去發現與了解的，是怎樣一種驚人的未知。

彷彿弄清楚今天地表究竟有多少物種，還不足以構成一種挑戰，想真正了解物種多樣性，我們絕不能忘記也檢視那些已經滅絕的物種，而這點可透過回溯化石紀錄來進行。憑藉著數百萬件在世界各地發現的化石標本，並結合預測還有多少尚未被取樣的統計模式，結果顯示百分之九十九．九九曾經存在過的物種，其實都已經滅絕。因此事實非常明顯，我們對地表生命了解的程度，根本連皮毛都稱不上。

前言

接任英國皇家植物園邱園科學主任，在全世界最頂尖的植物與真菌研究機構之一工作，是一種我小時候根本從未夢想過的責任與榮耀。我成長的地方，鄰近巴西東南部的大西洋海岸雨林，而就是那片涵養各種生命且繽紛多彩的美麗森林，孕育了我對大自然所有的熱情。我蒐集過無數的昆蟲、種子、果殼與其他東西，把它們全都仔細分類、貼上標籤，然後安置在盒底黏了保麗龍板的舊鞋盒裡。

做這些事讓我樂趣無窮，但也讓人挫折無比──因為我在市立圖書館那些有關生物的翻譯書籍裡，根本很難找到我所發現的東西叫什麼。為什麼我們不知道所有生...

前言：只要自然棲息地與物種尚存，就還有希望
背景知識：兩個宇宙
物種知多少？
掀開生命「黑暗物質」的面紗
險境中的生命

PART 1 生物多樣性：相互連結卻各不相同的五角星
Chapter 1 物種：地球上有多少物種？
－辨識物種的難度
－生命的地理學
Chapter 2 基因：基因多樣性與物種的生存
Chapter 3 演化：演化多樣性的價值
Chapter 4 功能：環境變遷對功能多樣性的影響
Chapter 5 生態系：氣候與生態系類型的關係

PART 2 生物多樣性的價值
Chapter 6 為了人類自己：不可或缺的食物與藥物來源
－金雞納樹與奎寧
－人體所需的營養素
－自然對人類的貢獻
Chapter 7 為了大自然：維持生態的平衡與繁茂
－在八匹狼重返黃石公園之後
－夏威夷半邊蓮的命運
Chapter 8 為了物種本身：生存、留存和再生的權利

PART 3 生物多樣性面對的威脅
Chapter 9 棲地流失：大加速時代帶來的破壞
－遭到大量開發的原野土地
－馬達加斯加島面臨的困境
Chapter 10 開發與利用：不必要的濫捕與非法交易
－判定木材的來源是否合法
－因人類經濟活動而滅絕的動物
Chapter 11 氣候變遷：適應或遷移並非易事
－應對全球暖化的兩條路
－惡劣的海洋環境
－遭破壞的物候關係
－頻繁的極端天氣事件
Chapter 12 其他隱憂與危險：所有事件都在相互作用中
－入侵物種帶來的破壞
－塑膠、化學物、照明、噪音的污染
－新興傳染疾病

PART 4 拯救生物多樣性
Chapter 13 宏觀的解決辦法：保護、復育、禁令、糧食需求與永續發展
－森林再造的黃金法則
－設置保護區的要點
－國際間的官方合作很重要
－解決深層的糧食需求因素
－投資於朝永續轉型

Chapter 14 個人能做的事：從食衣住行減少環境足跡
－改變飲食
－調整居家生活方式
－我們的後院
－交通運輸
－發揮個人軟實力
－投資與其他行動

結語：展望未來
謝辭
詞彙表
延伸閱讀
圖片來源
索引

前言：只要自然棲息地與物種尚存，就還有希望
背景知識：兩個宇宙
物種知多少？
掀開生命「黑暗物質」的面紗
險境中的生命

PART 1 生物多樣性：相互連結卻各不相同的五角星
Chapter 1 物種：地球上有多少物種？
－辨識物種的難度
－生命的地理學
Chapter 2 基因：基因多樣性與物種的生存
Chapter 3 演化：演化多樣性的價值
Chapter 4 功能：環境變遷對功能多樣性的影響
Chapter 5 生態系：氣候與生態系類型的關係

PART 2 生物多樣性的價值
Chapter 6 為了人類自己：不可或缺的食物與藥物來源
－金雞納樹與奎寧
－人體...