世界上最有价值的知识是关于方法的知识。——达尔文
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2021年5月26日，生态环境部发布《2020中国生态环境状况公报》，中国已知物种及种下单元数122,280种,其中，细菌界463种……众多媒体以“中国已知物种及种下单元数122,280种”为题，竞相报道，一度上了热搜。
健客：等等，什么是种下单元？
云飞：种下单元指亚种。亚种划分无统一标准，只要种群隔离到一定时间，必然产生差异，但要隔离多少年，差异多大，才能划为一个亚种，不同学者的观点可能有很大不同。斑猫或称欧洲野猫或山猫，学名是Felis silvestris，是一种小型猫科动物，原生于欧洲地区、亚洲西部以及非洲。斑猫会猎捕小型哺乳类、鸟类，或是其他体型相仿的动物。斑猫可分为多个分布于不同地域的亚种。
健客：我听说喵星人是主动靠近人类，二者是互惠互利的关系，现如今跟人类关系这么好，其实是自我驯化。
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云飞：从猫咪敏感、谨慎和以自身为重的性格这个角度来说，有一定道理。但是纵观猫咪被驯化和饲养的历史，这种说法就显得不那么准确了，至少在动物分类学这个科学并较为严谨的学术方面上，所有家猫都是从野猫被人工繁育后分离出来的独立种。在2007年以前，家猫的学名有着不同版本，2007年，家猫被定为野生斑猫（野猫）的一个亚种，学名是Felis silvestris catus。物种学名只能用拉丁文表示，其中第一个词是属名，第二个词是种加词，表示家猫的种名是斑猫；而最后一个词则是亚种名，表示家猫是斑猫这个物种的一个亚种。
这个观点持续到2017年。这一年国际自然联盟（IUCN）接受了国际动物命名委员会（ICZN）的提案，将家猫这一亚种升格为种，也就是说从2017年起，家猫就不再是野生斑猫的亚种了，而是成为了一个单独的种，学名是Felis catus，学名为双名法，不再有亚种名。这足以说明在遗传学和系统发育学上，家猫是实打实经过人工驯化繁育来的，并且已经成为了独立的正式物种。要知道狗狗目前都还不是独立物种，仍然是灰狼的驯养型亚种，学名是Canis lupus familiaris。
根据化石与文化等证据，研究人员推测人类发现野猫的领地扩展到了自己的生活区，但是并没带来什么危害，反而使祸害农作物的啮齿动物数量下降，于是开始投喂这些野猫，试图留下它们。野猫发现自己不愁吃喝，就在人类居住区域停留下来，一代代生活下去，并且跟人类的关系越来越亲密。这就是文章开头“猫咪自我驯化说”的来源。但是这只是在猫咪与人类相处的最初阶段，所以说猫咪并不全是自我驯化。
在人类开始投喂和有意识饲养野猫后，猫咪有相当一部分都被转移到了室内开始接受驯化，因为不光种在地上的庄稼会吸引老鼠，室内粮仓和不种地的人家里同样也会有老鼠。既然猫咪抓老鼠很厉害，那就带去室内抓老鼠吧，毕竟室内是人居住和生活的地方。于是那些不种庄稼的人家也开始饲养猫咪，并根据自己的喜好和需求对猫咪进行某些特征的定向选育，持续很长时间后才形成了现如今相貌花色各不相同的众多宠物猫品种。
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比较有趣的是，就在生态环境部发布《2020中国生态环境状况公报》的前两天，5月24日中国科学院发了条消息，《中国生物物种名录》2021版近日在线发布，共收录物种及种下单元127,950个。这个消息似乎被媒体集体忽视了。
健客：你若不说，我还真没注意。按时间顺序，先发的是2021年的数据，后发的是2020年的数据。结果媒体引用2020年的数据说中国的已知物种如何如何。
云飞：唉，新闻报道是不是也该走走心呢？笑谈笑谈。
很久很久以前，生命出现以后，向着不同方向演化，使地球充满活力，形成多姿多彩的生物世界。在广阔的大自然里，有着形形色色、各种各样的生物，戳在那里一动不动的，天上飞的，地上跑的，水里游的，地里刨食的，活在别的生物体内的……
地球上共出现过多少种生物，这些生物之间存在怎样的关系，人类一直想要弄明白。虽然科学家对地球上生物种类的探索从未体停止，据报道已经记录描述了约180万种生物，估计仍有0.1亿-1亿种生物尚未描述。对于世界上究竟有多少物种，迄今仍然没有确切的答案。这一数字难以确定的主要原因之一是有些研究对像个头太小，比如细菌，已描述的超过4000种，估计仍有40万-300万种细菌尚未描述，对它们进行观察和分类的难度太大了。说实话，我国目前的差距还有点大。因此，2008年诞生了《中国生物物种名录》，由中科院战略性先导科技专项“地球大数据科学工程”和中科院战略生物资源计划支持，中科院生物多样性委员会组织编制。
不得不说，中华文明曾经辉煌过。汉初的《尔雅》把动物分为虫、鱼、鸟、兽4类。虫包括大部分无脊椎动物；鱼包括鱼类、两栖类、爬行类等低级脊椎动物及鲸和虾、蟹、贝类等，鸟是鸟类；兽是哺乳动物。这是中国古代最早的动物分类，四类名称的产生时期不晚于西周。这个分类，跟2000多年后欧洲的六纲系统比较，只少了两栖和蠕虫两个纲。
17世纪末，英国植物学家雷曾把植物种类，作了属和种的描述，所著《植物研究的新方法》是当时最全面的植物分类总结，雷认为物种是可变的，深信化石是已死亡的动、植物经过石化存留下来的，还提出“杂交不育”作为区分物种的标准。这些观点今天看仍很有道理。
瑞典植物学家林奈（图片源于网络，如有侵权请联系删除）
近代分类学诞生于18世纪，奠基人是瑞典植物学家林奈。林奈为分类学解决了两个关键问题：一是建立了双名法，每一物种都有一个学名，由两个拉丁化名词所组成，第一个代表属，第二个代表种。二是确立了阶元系统，林奈把自然界分为植物、动物和矿物三界，在动植物界下，又设有纲、目、属、种四个级别，从而确立了分类的阶元系统。每一物种都隶属于一定的分类系统，占有一定的分类地位。
1732年，刚满25岁的林奈接受了瑞典科学院的资助，到瑞典北部的一个偏僻山区进行野外考察，采集植物标本。他辞别师友，独自前行。虽然林奈为这次探险做了周密的准备，携带了一些工具和书籍，也找了向导。但由于经费少的可怜，仅400铜第里尔，相当于50美元，在4000英里的旅途中，林奈买最便宜的食品充饥，顺路讨饭也在所难免。在长达5个月的时间里，林奈穿过山泽林海，没有人山人海，只有将植物学作为终身追求的信念支撑他坚持到底。他在日记中写道：我们在早上6点稍事休息，把雨水从我们的衣服里拧出来，烤干我们疲倦的四肢。寒冷的北风从一边，火从另一边，夹击着我们，蚊虫不断地来叮咬……我走的太久了，两腿几乎支持不住，累的快要昏过去，于是我躺下来，决定今晚宁可忍受这呼啸的寒风，也不往前迈半步……雨水如注，从四面八方泼下来，浇在我们的鞋上、背上，很快它就冻结成一层坚硬的冰……
健客：想想我的大学，真是惭愧啊！
云飞：耳边似乎响起那首歌：
我不再回忆 回忆什么过去
现在不是从前的我
曾感到过寂寞
也曾被别人冷落
却从未有感觉 我无地自容
林奈著作《自然系统》（图片来源：中科院之声微博）
1735年，一些支持林奈的植物学家在阿姆斯特丹为他集资出版了他的著作《自然系统》，该书第一版只有11页。尽管十分简略，却涵盖了植物分类学的要点。林奈并不认为自己的植物界分类很自然，也不认为这能反映出上帝造物的神秘逻辑。他将有同样数目雄蕊的物种分在一起，尽管便捷，却自觉太过武断。林奈相信上帝造物说，他的名言是“上帝创造，林奈整理”。
因为作品颇受欢迎，林奈继续创作，到1768年，《自然系统》第12版已厚达2,400页。同时其理念也在不断进步，例如第1版中鲸被当做鱼，在第10版中被移到了哺乳纲下。也是在这一版中，仿照1753年出版的《植物种志》，他在动物命名中采用了双名法。在第12版中主动删去了有关“种不会变”的论述。他的天才吸引了许多年轻学生慕名而来，林奈将他们送往国外帮助自己收集植物，这使他的著作比同辈人更有影响力。
直到1859年，达尔文的《物种起源》出版以后，进化思想才在分类学中得到贯彻，明确了分类研究在于探索生物之间的亲缘关系，使分类系统成为生物系谱——系统分类学由此诞生。有点家谱的意思了，地球是众生共有的家园，我们的责任不言而喻。时至今日，林奈创造的某些方法仍在应用，他定出的许多生物的学名也一直被采用。
林奈把生物分为两大类群：固着的植物和行动的动物。随着科学的发展，人们逐渐发现，这个两界系统存在不少问题。如细菌曾被认为是动物，虽然有的在显微镜下跑的飞快；真菌曾被认为是植物，虽然蘑菇看上去像植物一样，戳在那里一动不动。关键问题还产生于中间类型，眼虫综合了动植物两界的双重特征，既有叶绿体，进行光合作用；又能行动，摄取食物。植物学者把它们列为藻类，称为裸藻；动物学者把它们列为原生动物，称为眼虫。中间类型是进化的证据，却成为分类的难题。
为了解决这个难题，1866年，德国的海克尔建议使用“原生生物”，包括所有由低等生物（细菌、藻类、真菌和原生动物），组成第三界。这个三界系统解决了动植物界限难分的问题，但未被接受，差不多100年后，直到20世纪50年代，才流行了一段时间，为不少教科书所采用。
1872年，科恩建立了第一个细菌分类系统，根据基本形态将细菌分为球形、短杆、长杆和螺旋，并命名了芽孢杆菌属。后来逐渐完善为球菌、杆菌、螺旋菌三类。微生物的命名，与其他生物一样，采用国际上通用的双名法。出现在分类学文献中的学名，往往还加上首次定名人（外加括号）、现名定人和现名定名年份，但在一般使用时，这几个部分总是省略的。例如，由埃伦伯格（Ehrenberg）于1838年定名为枯草弧菌，到1872年，科恩（Cohn）发现弧状不是该菌的特征，它的特征是杆状具芽孢，故将它转到芽孢杆菌属，称为枯草芽孢杆菌（简称枯草杆菌），其学名为Bacillus subtilis（Ehrenberg）Cohn1872。
健客：埃伦伯格？谁啊，提到过吗？
云飞：忘了吧。在《自然产生论》那篇，“1828年，埃伦伯格提出了“细菌”的说法，从而为这种微生物正式取名”。
健客：实在太……
1878年，法国外科医生塞迪悦提出用“微生物”来描述细菌，或者更普遍的用来指微小生物体。
1881年，科赫采用平板法得到炭疽菌的单个菌落，证实了细菌的形态比较恒定，支持了科恩以形态为基础的细菌分类体系。由于细菌细胞含有大量水分（一般在80-90%以上），对光线的吸收和反射与水溶液的差别不大，与周围背景没有明显的明暗差，所以除了观察活体细菌细胞的运动性和直接计算菌数外，绝大多数情况下都必须经过染色后，才能在显微镜下进行观察。
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1884年，丹麦医生格拉姆发明了革兰氏染色法，如今仍是在显微镜下识别细菌的最重要的染色技术之一。格拉姆最初将试剂滴到肺组织样本上，并发现了两种细菌着色差异。现在已知这两种细菌是肺炎球菌和肺炎克雷伯菌。染色步骤分为初染、媒染、脱色和复染四步，其中最关键的一步是脱色。在显微镜下，“革兰氏阳性”细菌细胞保留了染色剂的颜色呈紫色或棕色；“革兰氏阴性”细菌细胞呈红色。染色后细菌与环境形成鲜明对比，可以清楚地观察到细菌的形态、排列及某些结构特征，用以分类鉴定。
健客：能讲讲革兰氏染色法的原理吗？
云飞：“密集恐惧症”勿看哈。通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物，革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密，故遇乙醇或丙酮脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会出现缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色。而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层次较少且交联疏松，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱色后仍呈无色，再经沙黄等红色染料复染，就使革兰氏阴性菌呈红色。
健客：我错了，还是不问的好。
云飞：等下，告你窍门。
致病菌，如：金黄色葡萄球菌、绿色溶血性链球菌、肺炎球菌、白喉杆菌、炭疽杆菌等属革兰氏阳性菌。百日咳杆菌、大肠杆菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、流行性脑膜炎双球菌、淋病双球菌等属革兰氏阴性菌。因此根据细菌的革兰氏染色性质，可以缩小鉴定范围，有利于进一步分离鉴定，对细菌性疾病做出诊断。
近年来，革兰氏染色法被用来帮助识别新的抗生素。在与耐药性的斗争中，这些新抗生素是关键。2015年，药品市场有两种新抗生素上市，其中之一是泰斯巴汀。研究人员经过反复试验，在土壤中进行筛选，寻找进化到能杀死竞争者的细菌，意外发现了泰斯巴汀。
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报道称，革兰氏染色法发现了泰斯巴汀。泰斯巴汀似乎通过针对“革兰氏阳性”细菌细胞壁上的脂质和其他分子，对这类细菌进行攻击，也许能为细菌性疾病找到可行的治疗方案，而且不会受到耐药性的威胁——至少30年内有效。
鉴别革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌还与临床用药有关。革兰氏阳性菌能产生外毒素，革兰氏阴性菌能产生内毒素。在临床用药时,除了考虑细菌对药物的敏感性以及药物毒副作用外,尽量选择诱导细菌释放内毒素较少的疗法,以达到更好的治疗的目的。
虽然将细菌区分为革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌，对大多数细菌识别系统来说至关重要，但有研究人员认为，革兰氏染色法容易出错，而且“控制不善，缺乏标准”。尽管如此，革兰氏染色法仍然是临床微生物实验室中最常见的实验之一，也是治疗细菌感染和挽救生命的重要技术。
健客：打住打住，东西太多了，脑袋装不下了。
云飞：分类太累，有个窍门，可以事半功倍，想不想听？
健客：当然想，只要不讲原理就行。
云飞：如果你读了生物分类，感觉拓宽了视野，但是读后什么也不做，那我保准你24小时后，就忘的差不多了。
1946年，美国国家科学实验室对不同学习方式的效率进行了测试。效率最高的是教授他人。一旦你主动的去教别人，你对知识的掌握将达到90%左右。而效率最低的就是听讲，如果只是单纯的听课，24小时之后，平均能够记住的知识只有5%。有什么启发吗？把你读到的，感觉有用的、有趣的知识告诉身边的人，千万不要吝啬，因为最大的受益者是你自己。
20世纪前，细菌观察、培养、分离、分类技术发展过程可能有点枯燥。接下来我们将走进丰富多彩的细菌世界，让你觉得了解这些100多年前的技术物超所值。说不定还会生出跃跃欲试的心态，勇敢面对突飞猛进的现代科学技术。
欲知后事如何，且听下回分解。
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