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接下来，我们要讲的专题是：生物多样性的概念及层次。 地球上每种物种都经历了数千到数百万年的进化，以适应它所生活的环境。任一物种的基因型都不同于其他物种。基因所表现的性状是独一无二的，这种不同表现在很多方面，比如生物化学、解剖学、生理学，以及行为，与其他物种的交流方式，栖息的生态系统等方面。简而言之，每种物种都是一部活的百科全书，展示了不同物种在地球上的存活方式。 如果要给现代生物多样性的研究确定一个开始时间，那就是1986年9月21日，这天在华盛顿特区联合举办了生物多样性论坛。60多名生物学家、经济学家、农业专家、哲学家以及资助机构和领导机构的代表会集于此。两年后，此次会议的成果以《生物多样性》（BioDiversity）为题出版了，至少从科学类出版物标准来看，这是一本国际畅销书。作为此书的编辑，爱德华·威尔逊在其他著作中统一采用“生物多样性”一词，此术语由此确立。 在进行本讲的问题之前，我们先来复习一下。在描述生命系统的结构时，我们一般采用这张图进行说明。总体来说，生命最基本的功能和结构单位是细胞，或者说，细胞是生命自由存在的最小单位；细胞经过分化，可形成了许多形态、结构和功能各异的细胞群，这些细胞群就称为组织；由几种不同的组织按一定的次序联合起来，可形成具有一定功能的结构，这就称为器官；在大多数动物体和人体中，器官进一步有序地连接起来，共同完成一项或几项生理活动，就构成了系统。这里强调了动物和人，因为植物是直接从器官到个体的，并无系统这个层次；那么个体就是由细胞、组织、器官或者还包括系统所构成的有序整体，当然，对于单细胞生物来说，它既属于细胞层次又属于个体层次；而病毒没有结构层次，因为它没有细胞结构，属于非细胞生物，病毒不属于生命系统的任何层次。之后的层次，就有空间概念了，所以我们在说种群的时候，会说同一区域内同种生物的所有个体组成一个种群；而同一区域内多种生物（或者说多个种群）组成一个群落；同一区域内所有生物及其环境共同组成生态系统。地球上最大的生态系统称为生物圈，由大气圈下层、地壳和整个水圈组成的。 生物多样性是特定环境中所有生物体的基因变异的总和。特定环境既可以是一块林地，也可以是一片森林或一个池塘或海洋的生态系统。特定环境还可以是一个政治单位，比如一个州或一个国家，也可以是整个世界。所以，生物多样性有非常强的地域概念。那么，这里所说的所有生物体的基因变异总和，如果从生命的结构层次来理解显然也是合适的。但在实际的研究中，我们一般忽略了一些细节层次，仅仅从更具功能性的角度自上而下分成三个层次：生态系统、物种和基因。所以，在研究中一旦选定了某个环境，研究人员便可以从这三个层次中任选一个或全部三个来进行研究：第一层生态系统，可是一片森林，也可以是一个森林斑块或池塘等；第二层包括所有的物种，从微生物到树木和巨型动物群等；第三层也是最低的一层，是由产生所有物种性状并进而构成生态系统的基因组成，我们一般称之为遗传多样性。下面，我们将从遗传多样性开始说起。 遗传多样性，指地球上所有生物所携带的遗传信息的总和。我们通常谈及生态系统多样性或物种多样性时，其实就包含了其中的遗传多样性。在读文献的时候，我们可能会看到另外一个说法——基因多样性。其实，这是一个相对狭义的说法，主要指种内不同群体间及单个种群内个体间的遗传变异总和。但大多时候，这两个说法是同义词，并不需要严格区分。如果一定要区分的话，我们可以将基因多样性看成是遗传多样性的一个子集。遗传多样性的本质是生物体在遗传物质上的变异，即编码遗传信息的核酸，包括DNA和RNA，在组成和结构上的变异，也就是基因的差异。 遗传多样性，看不见摸不着，只能通过在不同层次的表现形式，而体现出来，比如在分子层次，表现为核酸、蛋白质、多糖等生物大分子的多样性；在细胞层次，表现为染色体结构的多样性，以及细胞结构和功能的多样性；在个体层次，表现为生理代谢差异、形态发育差异以及行为习性的差异。遗传多样性就是通过对各层次生物性状的影响，导致生物体的不同适应性，进而影响生物的分布和演化。 遗传是促成生物多样性的重要因子，生物基因一改变，外表可能截然不同。遗传多样性的重要，在于其丰富性，隐含着生命对环境变动的适应力。基因并无好坏之分，只是看人类能否用得上。面对大自然未来无法预期的变化，我们很难定义什么是好基因，又什么是坏基因。 我们的地球，是一个充满生命的行星，但并非每个角落的生命，都同样繁荣。一些地区的物种数量，远超其他地区。热带比寒带，拥有更高的物种多样性。这里，我们将研究一定区域内，物种的多样化及其变化，纳入物种多样性的范畴。 物种的概念，对生物多样性的研究异常重要，是生物多样性的自然单元，是生物分类的最基本单位，同种生物拥有最多共同特征。“生物物种概念”定义为：“在自然条件下，某族群内的物种，具有自由交配的繁殖力。同种生物能互相交配，生产可育的后代，它们之间就是没有生殖隔离。
迄今为止，被发现并命名的真菌有10万种，但这只是其中一小部分，预计地球上大约有150万种真菌。线虫是微小的蠕虫状生物，被公认为地球上种类最丰富的生物。目前已知线虫物种将近2万5千种，然而还有将近50万种仍未被发现。蚂蚁是物种最丰富的昆虫，也主导着生态环境。已知的蚂蚁物种大约有1.4万种，很可能还达不到蚂蚁物种总量的一半。甲虫和蝇类同样如此，比起已知物种种类，尚未发现的物种会占去总存在量的一半或更多的比例。我们再看一个数据：以目前发现新物种的速度计算，要再过500年，也就是到27世纪才能完成对地球生物的普查。
生态系统，是指在自然界的一定空间内，生物与环境构成的统一整体。不管何种规模的生态系统，都是生物群落与其环境形成的生态复合体，这是自然界的基本单位。任何生物都是生活在一定环境之中的，离开了适宜的环境，生物就很难适应和存在。所以，多样的生态系统，才能保证其中多样的生命，从这个意义上来说生态系统多样性是物种多样性的保障。保护生物多样性，重要的一点就是必须保护生态系统的多样性。
其实，生态系统的范围可大可小，小到一堆牛粪，还可以更小，大到地球生物圈，这是地球上最大的生态系统了。也就是说，生态系统多样性是从基因到景观，乃至生物圈的不同水平研究的综合。这在实践中特别有效。例如，对于濒危物种的保护，我们会从不同水平上去探索物种濒危机制，从生境或生态系统水平上考虑保护措施。另外，生态系统多样性维持机制的研究不仅注重生境，更注重不同生物类群的作用，及其相互关系对系统稳定性的影响。这体现了生态系统多样性研究中不同类群或不同学科研究的综合。所以，生态系统多样性是生物多样性研究的重点。
总之，从生态系统的角度来看，地球上所有生物，如生产者、消费者和分解者都有其存在价值，每个角色都非常重要，缺少任何一环节，生态系统都难于维持其稳定性，这不是我们人类可以随意忽视或遗弃的。既然我们现在说不清楚谁更有优势，那么我们就必须先保护这些多样性，让我们知道的时候再来用。 |
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