橫斷山為什麼會有這麼多的高山植物呢?這個問題成為了當代演化生物學者關注的一個焦點,也是〈古〉一文裡最重要的一個科學命題。以丁文娜博士和星耀武博士組成的研究團隊選取 18 個分布在青藏高原、喜馬拉雅山和橫斷山的代表性植物分類群,分析它們的 DNA 序列、重建親緣關係樹,確定了各分類群內物種之間的關係以及它們各自的演化軌跡。然後利用化石作為新物種產生所需的時間基準,研究團隊得以可靠地推論出物種之間共同祖先的起源時間,並依此將植物分化歷史與橫斷山地質歷史上的關鍵事件聯結起來。這種結合分子親緣關係學與古生物學的方法讓研究人員能夠估算出物種分化率,以及新物種從一個地區傳播到其他地區的頻度,幫助我們瞭解氣候和環境變化如何影響地球上的生命。
Ding, W. N., Ree, R. H., Spicer, R. A., Xing, Y. W. (2020). Ancient orogenic and monsoon-driven assembly of the world’s richest temperate alpine flora. Science, 369(6503), 578-581.
Many beloved garden flowers originated in this mountain hot spot—the oldest of its kind on Earth. https://www.sciencemag.org/news/2020/07/many-beloved-garden-flowers-originated-mountain-hot-spot-oldest-its-kind-earth
二○二二年,研究人員在此問題似乎終於有新的突破。通過 DNA 定序技術,他們從東亞常綠闊葉林裡挑出了二百九十一個優勢分類群(根據粗略的統計,東亞常綠闊葉林裡有大約二千九百個開花植物分類群,分別隸屬於一百四十七個科和七百六十個屬。而此取樣約占所有分類群的百分之十),為它們個別進行親緣關係的重建以及定年分析。然後透過綜合分析(meta-analysis)的方法,統整出了東亞常綠闊葉林發育的時間規律。
《島之生》成為生物地理學的經典,其深邃與比較的視野會由著名的演化學者、螞蟻專家、生物多樣性概念的提出者以及普立茲獎得主威爾森(E. O. Wilson, 1929-2021)所繼承,並在其與羅伯特.麥克阿瑟(Robert MacArthur)合撰之《島嶼生物地理學之理論》(The Theory of Island Biogeography, 1967)中發揚光大。
虎克(Joseph Dalton Hooker, 1817-1911)為十九世紀下半葉英國最重要的植物學者;一八四七年間,他赴喜馬拉雅山區,展開為期三年的植物學探險。長期主掌皇家邱園(Royal Botanical Gardens at Kew)的他,為達爾文好友,也是演化論得以形成與傳播的重要推手。
威爾森(Ernest Henry Wilson, 1876-1930)同樣是英國人;在邱園受過植物採集的訓練後,於一八九九年被著名的園藝公司 James Veitch & Sons 僱用,前往中國採集,開啟其東亞首屈一指之「植物獵人」的傳奇生涯。從一九〇七年起,他開始為哈佛大學的阿諾德樹木園(Arnold Arboretum)採集,重點仍放在東亞,並於一九一八年時來到臺灣採集,稱臺灣的森林是「東亞最美麗者」(the finest forest in East Asia)。
生涯最為坎坷者則是洛克(Joseph Charles Rock, 1884-1962)。洛克生於奧地利維也納,年少時,不滿家中為其做的職涯規畫,他憤而逃家。在歐陸各國流浪後,他來到美國,又前往夏威夷。一九一七至一九二〇年間,他投入夏威夷的植群研究,其成果引起美國農業部的注意。後續十三年,他前往於雲南及其周邊,為美國農業部(United States Department of Agriculture, USDA)、哈佛大學的阿諾德樹木園及其他機構採集植物。他的興趣也擴延至當地原住民納西族的社會與文化。一九六二年,終身未婚的洛克於夏威夷過世,他是世界首屈一指之中國西南植物相及納西族研究的權威。
當時離達爾文一八五九年出版《物種起源》已過了將近半世紀;就科學社群而言,關心的已不再是物種是否演化,反倒是人類該如何操控演化。隨著遺傳學逐步羽翼豐滿,各種新奇的演化理論紛紛出籠。例如,允為遺傳學奠基者之一的德佛里斯(Hugo de Vries, 1848-1935),主張物種並非如達爾文以為的緩慢且漸進的演化,反倒是以跳躍式的突變(mutation)。
以地理學的術語,在探究臺灣與橫斷山之間的關聯時,旨价當中經歷了所謂的尺度縮放(scaling)。什麼是尺度縮放?各位應當都有使用 google map 的經驗。為了要搞清楚自己的位置,我們會不時調整右下角的尺度,把地圖拉近或拉遠一些,這便是尺度縮放。那麼,尺度縮放與間斷分布有何關聯?如前所述,間斷分布的核心「是相距甚遠的地點可發現相似的物種」,但什麼是相似性呢?各位應該都有類似經驗——當站在遠處端詳一對同卵雙胞胎時,會覺得兩人看起來非常類似;然而一旦靠近些,又會發現當中存有不少差異。換言之,「像不像」的判斷會涉及觀看者到底站多遠,也就是取決於你所採取的尺度。
在《帝國、氣象、科學家:從政權治理到近代大氣科學奠基,奧匈帝國如何利用氣候尺度丈量世界》(Climate in Motion: Science, Empire, and the Problem of Scale)中,環境史家黛博拉.柯恩(Deborah Coen)重探了尺度縮放此地理學概念。她指出,「尺度縮放是一種軀體學習的體驗」,「為了將自己定位於遙遠的地方或是久遠的過去,我們必須依賴他人的知識。這也使得尺度縮放成為一種社會過程,通常以衝突和協調為其特色。」她也提醒讀者,尺度縮放也是個「情感過程」,