已知生物多样性的过去与未来：物种新发现的速度、规律及趋势预测

我们对生物多样性模式的认知主要基于已描述的物种。本研究分析了全球生物已知多样性的增长情况。过去有研究认为，每年新物种发现数量在1900年左右达到峰值，且地球上仅存在约200万种物种。但我们的研究发现，物种描述的总体速率近年来显著加快，过去20年（2000-2020年）每年新增物种数量达到历史最高水平。在此期间，动物、节肢动物、昆虫和甲虫等大类群的物种数量增长最快。不过，物种描述率的长期趋势往往与近期速率和当前丰富度无关，例如真菌的描述率近期有所上升，而昆虫则没有。

研究通过《生命目录》（CoL）等数据库，分析了主要类群的年度物种描述率，仅考虑独特、已接受且现存的物种，排除了病毒。结果显示，全球现存已描述物种数量持续快速增长，近几十年几乎没有放缓迹象，2015年后每年新增物种超过1.6万种，2020年达到17044种的峰值。这与之前认为1900年左右达峰的研究不同，2008年后的描述率超过了20世纪初水平，且在十年尺度上总体仍在加速。

在过去20年，类群的年均物种描述率与其总体丰富度密切相关，即物种最丰富的类群增长最快。例如，动物界是物种最多的界，节肢动物门是动物中最多的门，昆虫纲是节肢动物中最多的纲，鞘翅目（甲虫）是昆虫中最多的目，辐鳍鱼纲是脊椎动物中最多的纲。但这些大类群在2000-2020年新增的物种仍只占其2020年总物种数的15%-21%。

长期来看，不同类群的物种描述率模式差异很大。动物在20世纪初和2000年代出现描述率峰值，两次世界大战期间显著下降，近50年缓慢增长；古菌、细菌和真菌的描述率则持续加速，峰值出现在近20年；植物的描述率在18世纪50年代最高，1910年和2020年出现次高峰，近70年呈上升趋势。动物门中，节肢动物模式与动物界整体相似，软体动物近百年描述率上升，脊索动物在18世纪中期和21世纪有峰值。

未来物种丰富度预测需谨慎。模型分析显示，多数类群适合逻辑斯蒂或冈珀茨增长模型（增长先快后慢趋于稳定）。部分类群预计到2400年物种数将大幅增加，如植物（从36.3万增至53.2万）、真菌（14.2万增至30.7万）、蛛形纲（9.1万增至75.2万）、辐鳍鱼（3.3万增至11.5万）、两栖动物（0.8万增至4.1万）等，且部分类群到2400年可能尚未达到稳定状态。不过，这些预测存在局限性，如数据库收录延迟、同物异名问题、分类努力变化等，且未考虑物种灭绝（“黑暗灭绝”）的影响。

总之，近20年物种描述率达历史最快，未来大型类群仍将保持数量优势，部分类群的物种丰富度可能远超当前认知，但加速物种发现和描述仍需新方法。