原文来源：Wiens J J, Blomenkamp E G, Corliss M, et al., 2026. Global biodiversity and the expanding Tree of Life. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123, e2530656123.
https://www.pnas.org/doi/suppl/10.1073/pnas.2530656123.
研究背景和科学问题
在全球气候变化和人类活动的多重胁迫下，全球生物多样性正面临着日益严重的威胁，数百个物种在过去500年中因人类影响而永久消失。尽管每年仍有数以千计的新物种被描述，但许多物种在被正式命名之前就已经走向灭绝，因此我们的生物多样性知识体系依然存在巨大的空白。在这一严峻背景下，生物学界越来越关注高阶分类单元（如属、科、目）以及系统发育多样性的丧失。这是因为，与一个属内的一个单独物种相比，一个高阶分类单元通常代表着更加独特且深远的遗传、形态、生态和功能多样性，例如古老且单型的喙头目（Rhynchocephalia）比包含30多个物种的束带蛇属（Thamnophis）代表了更多的系统发育历史。然而，现有的关于高阶分类群和系统发育多样性的研究通常隐含一个假设，即地球上所有主要的高阶分类群（演化支）都是已知的。新的高阶分类群仍在不断被描述，但尚不清楚其中有多少是基于对已有描述物种的修订（例如，根据新的系统发育信息拆分现有科）。另一种情况是，某些新的更高阶分类群可能代表新的演化支：即新发现的物种无法归入已知的更高阶分类群中（如属、科）。
基于这一认知盲区，本文作者提出了一系列核心科学问题：我们对于生命树是否正在增加“新的分支”（即完全基于新发现物种而建立的新高级分类群）知之甚少。这些新演化支被发现的频率有多高？它们属于哪些生物类群？分布在哪些生境中？为了解答这些问题，作者对“采样驱动假说”（认为新演化支的发现仅仅是不断采样新物种的必然结果，主要集中在现有多样性极高的宏观陆生动植物中）与“隐藏多样性假说”（认为新演化支大多属于难以采样的微观生物，或隐藏在海洋、洞穴、其他生物体内）进行了深度检验，并探究了这些新发现的高阶分类群是否具有坚实的系统发育证据支撑。
科学内涵
研究思路：
作者通过系统整理全球生物多样性信息设施（GBIF）等数据库，聚焦于2020年描述的新属，以及2015-2020年间描述的新科、新目和新纲。为了确保研究对象是真正的“新分支”，作者进行了严格的数据清洗：排除了化石类群、病毒以及仅基于已知物种重新修订的分类群，只保留了那些完全基于新发现物种而建立的新高阶分类单元（即新演化支）。随后，作者对这些新演化支的物种丰度、体型大小（微观vs宏观）、栖息地（陆地、海洋、淡水、宿主共生等）以及是否有系统发育证据进行了统计回归分析。
核心发现：
（1）研究揭示了生命树惊人的扩张速度，并证实了生物多样性发现规律在不同分类单元上的根本性断裂。研究团队通过对全球数据库的严密筛查，剔除了化石类群和基于已知物种修订的分类单元，估算出现今每年有超过700个新属、超过20个新科和超过3个新目被科学界描述，且它们全部基于新发现的物种。作者发现，新演化支的分布特征严格受制于其所在的分类层级（图1）。在属级层面上，数据强烈支持“采样驱动假说”，即新属的分布与其所在类群现有的物种丰富度呈高度显著的正相关，78%的新属是宏观生物，并且被陆生节肢动物和昆虫占据了绝对的主导地位。然而，当分类单元上升到科、目、纲时，这种基于现有丰富度的线性关系被打破，反而高度支持“隐藏多样性假说”（图2）。在这些更高的分类单元中，新演化支变得由微观生物主导，微观生物的比例从新属中的22%，飙升至新科的66%、新目的95%，及新纲的100%，真菌、细菌、古菌和原生生物界成为了拓展生命树主干的绝对主力。
图1 生命各界中新演化支的分布。左侧的柱状图（“丰富度”）代表了已知物种（n=220万）在七个界中的当前比例分布。其他四个柱状图代表了在这些界中，被划分为属（n=729；2020年）、科（n=121；2015–2020年）、目（n=20；2015–2020年）和纲（n=4；2015–2020年）的新演化支的比例分布。这些新属、新科、新目和新纲都是完全基于新发现的物种（新演化支）建立的，而不是基于对已经已知物种的分类修订。
（2）研究精准描绘了新分支在生境上的战略性转移，同时指出了当前分类学中存在的系统性隐患。随着分类单元的升高，新生命分支的栖息地发生了显著的偏转（图3）。虽然绝大多数（72%）的新属级演化支生存在陆地环境中，但更高阶的演化支却集中在极难采样的生境中，特别是广袤的海洋以及宿主生物的内部。例如，高达62%的新纲级演化支属于海洋生物，而与宿主共生的分类群比例也从属、科到目呈现持续递增的态势。在揭示这些宏观生态规律的同时，作者揭露了一个令人担忧的分类学现状：绝大多数新属（56%）和相当一部分新科（18%，特别是在节肢动物等动物类群中）的建立，仅仅依赖于传统的形态学诊断，缺乏分子系统发育信息的支撑。这意味着其中一些类群可能嵌套在其他同级分类群内部，是无效分类。因此，迫切需要将系统发育分析深度融入新高阶分类群的发现和确立过程中。
图2 各界已知物种丰富度与各界中新演化支数量之间的关系。这些新演化支的分类单元依次为：(A)属（n = 7个界；r²= 0.91；P = 0.0008；729个新属），(B)科（r²= 0.34；P = 0.1744；121个新科），(C)目（r²= 0.09；P = 0.5256；20个新目），以及(D)纲（r² = 0.08；P = 0.5315；4个新纲）。线性回归结果显示，物种数量越多的界，其新属的数量也越多，然而这种相关性在科、目和纲级别中被打破。蓝色圆点代表各界的数值，黑色实线为回归线，灰色阴影部分代表回归的95%置信区间。
（3）本研究利用确凿的动态数据，推翻了当前学术界最广泛接受的全球物种总数预测模型。此前，科学界广泛引用的“地球上存在875万个物种”的权威预测，其核心数学假设是：随着时间推移，新高阶分类群（如门、纲、目、科）的发现数量会逐渐达到一个较低的渐近线（即达到饱和状态）。然而，本文的统计证明，现实情况已经远远超过了这些理论预测。例如，目前已知动物科和属的数量已经比该模型预测的渐近线超出了近三倍。由于各个级别的新高阶分类群每年都在被持续不断地发现，加之新物种描述速度的不断加快，利用高阶分类群数量与物种数量之间的静态比例来预测全球物种总数的这种方法是存在问题的。基于生命树仍在广泛扩张的现实，广泛使用的870万物种的估计值可能被严重低估了，地球真实的生物多样性规模极有可能达到数千万甚至数亿之巨。因此，在这些未知的庞大分支永远消失之前，发现并描述它们，应成为全球科学界最紧迫的优先研究事项。
图3 被划分为属、科、目和纲的新演化支的体形大小与栖息地。(A)被划分为属、科、目和纲的新演化支中，宏观（最大体长 >1 mm）或微观（<1 mm）所占的比例。(B)被划分为属、科、目和纲的新演化支中，淡水、海洋或陆生所占的比例。
重要启示
启示1：聚焦“隐藏多样性”，深部环境与极端地质微生物是拓展生命树的主阵地。该研究最核心的发现之一是，越是高级别的分类单元（如新科、新目、新纲），越呈现出压倒性的“微观化”特征。研究指出，新发现的目和纲级演化支几乎100%由细菌、古菌、真菌等微观生物构成。这为地质微生物学提供了巨大的机遇。地球深部生物圈、极端地质环境（如热液口、深海冷泉、古老地层）中潜藏着海量的微生物“暗物质”。该论文中特别提到，近期仅通过宏基因组分析就在细菌中发现了17个门级的新演化支。因此，实验室应加大对极端地质环境和深部生物圈的采样与研究力度，因为这里是当前人类发现生命树最高阶“新分支”的最前沿阵地。
启示2：关注生境转移，拓展海洋与共生体系的地质微生物生态学研究。该论文的数据表明，随着分类单元的升高，新生命分支的栖息地发生了显著的战略性偏转。虽然绝大多数新属级演化支存在于陆地，但到了科和纲级别，海洋生境的比例大幅增加，例如62%的新纲级演化支属于海洋生物。此外，从属到科再到目，与宿主共生的新演化支比例呈现持续上升的趋势，在新目中甚至高达60%。这表明，我们在研究地质微生物时，不能仅局限于游离态的环境微生物，还要高度重视海洋底栖/深渊环境，以及地质历史时期微生物与动植物宿主之间的共生、协同演化关系。揭示这些微观群落如何适应复杂的海洋或共生环境，有助于理解地球生物化学循环的底层驱动力。
——解读人：肖异凡
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