2007年，科学家得出结论，长久以来被视为单一物种的长颈鹿（Giraffa camelopardalis）实际上应该被归类为六个或更多物种。这一消息令学童和环保人士都感到担忧。这项主要基于基因证据的发现表明，这些优雅的长颈动物正处于困境。如果作为一个单一物种，长颈鹿似乎相对健康，在撒哈拉以南非洲地区散布着多达11万只个体。但如果分成至少六个独立群体，地球上一些最受喜爱的动物突然变得“极度濒危”，正如一位研究人员所说。这项研究在更基本的层面上也令人不安。一个如此知名、如此庞大的动物——长颈鹿是地球上最高的动物——竟然在其熟悉的斑驳皮毛下隐藏着如此多隐秘物种的观点，似乎对物种本身的概念提出了质疑。
物种概念是我们生活中最熟悉的科学思想之一。我们赞美（或哀叹）人类物种，对新物种的发现感到兴奋，痴迷于濒危物种的命运，并就那本名为《物种起源》的书互相争论。这个词源于拉丁语“specere”，意为“看”或“注视”。在传统自然历史的观点中，我们所注视的是一种令人欣慰和可爱的秩序感。在博物馆的抽屉里，蝴蝶、蜻蜓、甲虫和其他昆虫清晰地分开，像珠宝一样，每一个都整齐地贴在它的安装针上。
相比之下，现实世界可能看起来像一团沸腾的混乱，一个物种不确定地融入另一个物种。“模糊物种很常见，”罗格斯大学的遗传学家Jody Hey说。分类学家，即专门从事分类的科学家，经常就如何确定一个物种在哪里结束，另一个物种在哪里开始而意见不一。如果问一个大问题——“那么，物种到底是什么？”——你会发现没有一个普遍接受的定义。相反，大约有二十多种概念和解释争夺主导地位。
生物物种的概念至少可以追溯到卡尔·林奈，这位瑞典植物学家在1735年发明了分类系统。他是一位强迫症般的组织者，将地球上的生命划分为具有固定形式的独立实体，这些形式由上帝赋予。即使在当时，其他博物学家也看到了灰色地带，一个物种与另一个物种之间往往只有难以察觉的细微差别。
在19世纪中叶，查尔斯·达尔文将这些细微差别作为其自然选择进化论的基础。他看到，一个物种内个体之间的正常变异在同一物种的不同种群之间往往变得更加显著，甚至在不同变种之间更是如此，因为每个变种都沿着自己的进化路径发展。他总结道，自然世界是一个连续体，孤立的种群在不断地成为独立的物种。达尔文写道，进化视角意味着承认物种名称是“为了方便起见，任意赋予一组彼此密切相似的个体”的。
自那时起，科学家们就一直在争论在哪里划清界限。多年来，分类学家倾向于遵循“生物物种”概念。正如鸟类学家和进化思想家恩斯特·迈尔在1940年代阐述的那样，它将物种定义为一个可以杂交并生殖隔离的生物种群，也就是说，它们通常不与类似的种群杂交。
但自然界中没有什么事情像听起来那么简单。除了其他缺点之外，这个定义排除了地球上绝大多数的生物。例如，细菌根本不杂交；它们无性繁殖——并且以可能模糊物种之间区别的方式交换基因。甚至一些有性物种也不符合条件，根据圣路易斯大学的鱼类学家和进化理论家理查德·梅登的说法。例如，某些鱼类不产雄性，但雌性必须交配才能触发未受精卵的单性生殖发育；因此，雌性会与其他物种的雄性“交配”。这不完全是处女生殖，但由于雄性不使卵受精，这也不是杂交。嘿建议，严格遵循生物物种概念的人可能还必须将一些狗品种归类为独立的物种，因为吉娃娃跳不高，无法与獒犬繁殖出幼犬。
根据生物物种概念的批评者，一个更普遍的问题是，它并不能真正帮助科学家弄清楚一个物种在哪里结束，另一个物种在哪里开始。确定一个物种的不同种群是否杂交充其量是困难的，特别是对于研究博物馆标本的科学家来说。弄清楚化石物种的性生活几乎是不可能的。
受其化石研究的影响，20世纪伟大的古生物学家之一乔治·盖洛德·辛普森于1951年提出了他的“进化物种”概念。它将物种定义为一个谱系——即共同祖先的后代——它保持着独特的身份并随着时间推移遵循着共同的进化路径。时间线的加入适应了科学家们仅限于研究化石（通常是灭绝物种）的需求。辛普森的概念也足够宽泛，可以容纳无性和单性生殖物种。但就提供识别物种的明显标准而言，它并没有多大改进。
受到这些努力的诱惑，自1960年代开始，一小批进化思想家展开了一场追寻，寻找黑尔所称的“大一统”——一个能够解决自然界所有模糊复杂性并“解决物种问题”的魔力公式。他们最终得到的是一堆字母汤： “表型”概念主要根据生理特征的观察差异来定义物种。“遗传”概念更强调DNA。“生态”概念侧重于生态位或适应区。而“系统发育”概念将血统与物理特征的“可诊断”差异结合起来。但所有这些概念都存在任意的划分点、可疑的假设以及完全无效的情况。一位强大的批评者，直到2005年去世（享年101岁），是梅尔，他坚持生物物种概念。他嘲笑对手是“空想分类学家”，并声称他们中的一些人“从未亲自分析过任何物种群体或研究过自然界的物种”。
未能明确“物种”一词的定义，至今仍困扰着许多进化生物学家。物理学家有原子，分子生物学家有DNA。一些进化生物学家担心，未能以同样的精确度定义他们的基本研究单位，会让他们面临被批评为不从事硬科学的风险。例如，在科罗拉多州，州和联邦渔业专家最近在五年内每年花费数十万美元，以恢复一种濒危虹鳟亚种——绿背虹鳟的种群。然而在2007年，基因分析表明，大多数受保护的鱼类属于一种更为常见的亚种——科罗拉多河虹鳟。即使是环保主义者也无法仅凭肉眼辨别出区别。
如果生物学家无法定义它，有时甚至看到也认不出来，那么物种这个概念是真实的吗？在许多情况下，尤其是在昆虫中，不同的物种除了生殖器上的微小差异外，看起来可能完全相同。由于它们对繁殖成功有如此直接的影响，生殖器的进化速度比任何其他动物特征都快，而且方式也更奇特。由于它们可能决定两个个体是否可以杂交，生殖器通常能为物种识别提供可靠的指导。“把生殖器拿出来，”圣巴巴拉自然历史博物馆的甲虫分类学家马克西·波利赫罗纳基斯说，“通常一切都会变得清晰。”
或者不然。使用任何形态特征的困难之一是，世界上没有足够的专家对密切相关物种之间的差异有实际知识，无论是按蚊属（Anopheles）蚊子生殖器上的刚毛图案，还是河豚属（Lagocephalus）河豚背部的刺。即使是这种专业知识也不能保证形态差异会产生绝对的答案。问题总是出在划线的位置：这些差异仅仅是一个物种内个体之间的正常变异吗？还是它们表明个体或变种属于不同的物种？
基因分析听起来像是解决这些混乱复杂问题的完美工具。“DNA条形码”一词表明这个过程就像使用激光扫描仪在超市结账时区分鸡肉面条汤和牛肉大麦汤一样简单。事实上，它既快捷又便宜。基因测序机加上分析，可以在几个小时内以每份10美元的价格对一批样本产生条形码结果。但条形码在指定新物种时很少具有决定性。
条形码通常涉及对动物线粒体中少数短片段DNA进行测序，线粒体是每个细胞内产生能量的微小细胞器。线粒体DNA突变率快，因此是识别物种差异的快速粗略指标。但由于这种DNA只通过母系遗传，它不经过正常的遗传分裂和重组过程。这意味着性状不会逐渐稀释到微不足道的程度。如果两个物种过去曾混杂在一起，这种不当行为的遗传证据可能会像考古记录一样持续10,000年甚至更长时间。这种持久性可能会给人一种误导性的印象，即这些物种今天仍在杂交。例如，条形码表明，草原象和森林象属于同一物种——非洲象（Loxodonta africana）。但来自细胞核的DNA，包括母系和父系，却讲述了一个不同的故事：这两种大象实际上是独立的物种，最近有提议将森林象重新列为非洲森林象（Loxodonta cyclotis）。
即便如此，DNA条形码仍在颠覆分类学，它表明有效的物种可以在没有任何形态差异的情况下存在。在哥斯达黎加的瓜纳卡斯特保护区，一组研究人员在三十年间收集了约45万只毛毛虫，并在人工饲养下培养它们。他们尤其对寄生蜂感兴趣，这些寄生蜂的繁殖策略是在毛毛虫体内或体外产卵。卵孵化出幼虫，幼虫通过吞食毛毛虫的内脏发育，最终以《异形》般的方式破体而出，成为成年苍蝇或黄蜂。最近，研究人员使用条形码技术对16种已为科学家所知一个多世纪的寄生蝇进行了更深入的研究。在这16种寄生蝇中，每一种都隐藏着四到五个隐秘物种的证据，这些物种即使在专家看来也完全相同，但它们的平均遗传距离约为4%。（相比之下，人类和黑猩猩的遗传差异约为2%。）
然后，科学家们回过头来，检查了饲养这些苍蝇的毛毛虫。结果发现，基因不同的个体在生态和行为上也存在差异。研究人员曾认为，最初的16个物种都是广食性的，会寄生任何碰巧在错误时间出现在错误地点的毛毛虫。但新发现的73个物种中，至少有64个实际上是专食性的，每一种都只专注于一到两种毛毛虫。
据宾夕法尼亚大学保护生物学家、瓜纳卡斯特研究团队负责人丹·詹森（Dan Janzen）称，这种区别对于理解生态系统如何运作至关重要。这也是包括詹森在内的生物学家传统上错过的证据。“对我来说，物种是一个非常真实的东西，”他说。但根据“它们在六英尺高的昼行动物看来是什么样子”来区分物种，可能与生物本身没有太大关系。DNA条形码提醒科学家们，他们需要弄清楚“实际上存在什么，而不是我们人类所感知到的”。物种之间的关键区别可能在于气味、季节性时间、发声、对特定猎物的听觉定位或其他一些特征。这些看不见的区别可能在博物馆标本抽屉中不留痕迹，但它们在野外可能决定生死、交配或独居的差异，而且不仅仅是针对物种本身。
例如，全球疟疾区的条形码研究正在将疟蚊（Anopheles）分成多个隐秘物种，这些物种在人类肉眼看来完全相同。我们为什么要关心呢？因为其中一些物种会导致疾病，而另一些则无害。详细了解这些看不见的差异有助于公共卫生工作者更有效地利用有限的资金。结果是，现在许多孩子得以幸存，而在一两年前，他们很可能已经死亡。
另一方面，新物种的增殖也给环保人士带来了新的巨大麻烦，尤其是因为它为环境怀疑论者打开了大门。不久前，《经济学人》的一篇社论指出，科学价值“正在被过度热心的分类学家巧妙地贬值”。该杂志质疑，这些生物是否只是为了帮助保护而被“重新命名”。一些生物学家也对此表示担忧，特别是关于最近被划分为独立物种的某些灵长类动物。他们担心不合理的“物种膨胀”可能会危及他们工作的可信度。野生动物保护协会研究所的肯特·雷德福德说，分类学家可能会变得“像专家证人”。“你知道，‘你告诉我你是否希望它们是独立的物种，我就会告诉你我将使用哪种物种命名哲学来给你想要的答案。’”
有效新物种划分的发现也可能给环保人士带来新的重大难题。那些看似相对健康的个体物种，一旦被划分为多个独立的物种，就可能突然显得濒危。曾经看似足够的保护区可能没有包括后来被证明是必不可少的栖息地。但当基因、形态和行为差异都指向一个新物种时，正如其研究主张将长颈鹿划分为六个物种的遗传学家大卫·布朗所说，这不是重新命名。这是科学。
布朗表示，他的研究团队在开始研究时并不知道会遇到什么。在动物园里，现在被提议作为独立物种的不同长颈鹿类型做了一件传统上将动物定义为单一物种的事情：它们杂交并繁殖出看似可行的后代。因此，过去的分类学家充其量将这些变异归类为亚种，这意味着尽管它们杂交，但在形态或地理上是 distinct的。它们在野外似乎也可能杂交。布朗研究中的遗传证据表明并非如此。即使是相邻的长颈鹿类型也几乎从不杂交。一些在我们看来完全相同的种群，结果却已经各自发展了长达150万年。
这些划分的一个可能解释与气候有关。生活在赤道以南的马赛长颈鹿在12月到3月的旱季产仔，这意味着它们的幼崽在雨季来临并提供新的可供取食的树叶时，正好准备断奶。在赤道以北，网纹长颈鹿生活的地方，旱季从7月开始。这两种物种的杂交后代，其生殖周期是混合的，在动物园里可能表现良好。但在野外，捕食者在幼年长颈鹿生命的第一年就捕杀50%到70%的幼崽。在正确的季节出生，以便有充足的食物来支持快速生长，对幼年长颈鹿的生存至关重要。对我们来说似乎是难以察觉的细微差别的物种差异，对它们来说却绝非如此。
如果人类群体被隔离足够长的时间，他们也可能开始走向隐秘物种形成的进程。去年发表在《美国人类遗传学杂志》上的一项研究利用线粒体DNA论证，非洲南部的科伊桑人（San Bushmen）与其他现代人类隔离了长达11万年，这很可能是因为气候变化在东非和南部非洲之间形成了一片大沙漠。这项研究的作者之一、国家地理基因地理学项目的负责人斯宾塞·威尔斯（Spencer Wells）表示，这种隔离足以启动与其他人类群体分离的进程。没有人真正知道一个孤立的人类群体需要多长时间才能演化成一个独立的物种。“我们知道的是，”威尔斯说，“人类和尼安德特人是不同的物种，而这种分离时间大约是50万年。”
乔迪·海伊说，观察物种就像观察云朵。在晴朗的日子里，它们看起来像是独立的实体，边界清晰。而在其他日子里，它们则堆积成密集的云层，或者有纤细的卷须相互连接。然后我们才会想起它们实际上是湿润、大气中的东西。我们看得越仔细，一切就越发像雾气。
另一方面，智人是一种喜欢分类的物种。“我们的大脑是创造分类的庞大引擎，”海伊说。“我们非常擅长识别各种事物。我们进化出这种能力。”有些时候，精确性很重要：那只蚊子是恶性疟疾的主要传播媒介巨蚊（Anopheles dirus），还是不传播疟疾的哈氏按蚊（A. harrisoni）？但他建议，在许多其他情况下，实用的方法可能是适应不确定性。
“我并不一定在意我所研究的单位的分类学等级是什么，”海伊说，他目前的研究涉及马拉维湖的慈鲷鱼。“我可以深入研究一个种群的趋异程度，而根本不关心它们是否被归类为独立的物种。”这并不是说物种不重要。“那就像说，因为人们对人类生命何时开始存在分歧，所以人类就不重要了，”国家自然历史博物馆的爬行动物专家凯文·德奎罗斯说。对物种等级的关注减少也并没有削弱分类学的价值。当SARS这样的新疾病可能成为流行病时，我们需要专家能够追踪疾病的来源，不仅仅是一般的蝙蝠，而是犀牛蝠属（Rhinolophus）的中华菊头蝠，这一点就变得显而易见。
但海伊建议，与其争论物种之间划线的精确位置，不如减少分类可能更富有成效。他说，分类学家需要停止固执地坚持“大一统”，即涵盖所有物种的终极概念。德奎罗斯补充说，通过对不同群体应用不同的工具和物种概念，他们可能会获得更好的结果。形态学可能对哺乳动物有用，但对细菌无效。遗传学可能对细菌有效，但对大多数化石无效。
海伊强调，回避物种争论并不意味着回避保护或其他科学问题。尽管名称如此，即使是《濒危物种法案》也审慎地避免纠结于物种的定义。相反，它将保护范围延伸到“不同种群片段”的层面，这些片段与其他片段不同，并沿着独立的进化轨迹发展。如果我们推迟保护措施，直到我们确定一个种群的精确分类等级，那么该种群很可能在此期间灭绝。
在不确定性面前采取行动有大量先例。海伊指出，医生可能会对疾病的性质意见不一，但他们却毫不犹豫地为控制疾病的公共卫生措施提供必要的专业知识。气象学家可能会对飓风是否会以4级或5级风力袭击意见不一，但当他们警告我们撤离时，我们仍然会听从。
但对哈佛大学进化论者和分类学家E.O.威尔逊来说，这种思维听起来严重不完整。他说，在微生物迅速开放的世界里，细菌经常交换基因片段，进行分类可能很困难，但答案不是科学家们举手投降。相反，我们必须超越视觉观察，更仔细地研究动物的生活。“这并不意味着我们会一直细分，直到最终有无限数量的物种。一旦达到某个点，你就会发现动物自己知道什么。然后你就会意识到你已经接近真相了。”
河豚骗局
2007年3月的一个晚上，芝加哥一对夫妇坐下来享用一碗由一家中国公司出口的“鮟鱇鱼”制成的汤。他们吃完后不久，脸就开始发烫。妻子不得不住院，并需要康复才能再次行走。加利福尼亚和新泽西的韩国餐馆的顾客也生病了。结果，这种鮟鱇鱼实际上是河豚，根据物种的不同，一条河豚可能含有足以杀死30人的毒素。这是一个严酷的提醒，那些我们看不见甚至尝不出的物种差异，可能会带来严重的后果。
食品和药物管理局的调查人员最初也无法识别该物种。后来，东京国立科学博物馆的河豚权威松浦启一查看了这批货物的照片，并确定罪魁祸首是星点长尾豚（Lagocephalus lunaris）。大多数河豚的毒素存在于器官中，这些器官通常会被丢弃；而在星点长尾豚中，毒素则存在于肉中。据松浦称，泰国渔民捕捞这种鱼时，还会捕捞另外两种河豚，其中一种毒性轻微，另一种则完全无毒。这三种鱼看起来很像，所以有时会被混在一起。
松浦根据形态差异辨认出这种鱼，这些差异对于非专家来说过于模糊而无法辨别：它们背部的刺点图案。消费者在外出用餐时不太可能从这种专业知识中受益，鱼市和餐馆在出售物种方面臭名昭著地一无所知。在一项研究中，基因证据表明，东北地区销售的“地中海红鲻鱼”实际上是加勒比斑点山羊鱼。这让你不禁想：“他们难道不能仔细看看吗？”有人可能会问。但谈到物种差异，仅仅看一眼往往是不够的。
