生物的分类系统.

第八章生物的分类系统•分类的产生世界的多样性人类认识除自身之外的动植物对各种生物加以区别、归类•怎样分类：杨树、蓝藻、中华飞蝗、胡桃、蚯蚓、螃蟹、老鼠、牛、羊、苔藓、雪松、吊兰、仙人掌、鲸鱼、带鱼、扇贝、香菇、黄瓜、银杏、橡胶、莎草、虎、菊花、海马、猿猴、蜻蜓寻找分类依据——建立分类系统区分分类阶元，确认最小分类单元——物种给物种命名一、林耐前的生物分类思想和研究1.从古希腊到16世纪•柏拉图生物分类中物种的区分是建立在共相论的基础上的；将代表种类的典型称作原型，原型是真实存在一成不变的，个别实体是由原型派生出来的偶然现象，不是真实存在的。为分类提供了出发点，那时虽然没有种的概念，但是通过对个体的比较观察，找出共相的种类来，对分类学是十分重要的。按照对分原则将动物划分为互成对比的两类，如陆上动物和水居动物、有翅动物和无翅动物。•亚里士多德认为个体是唯一的实在，共相只不过是一种名称或概念；主张采用尽可能多的特性分类，并根据相同（共性）和相异（个性）的原则建立了动物分类体系的雏形。鉴别和分类方法：按照动物的生活方式、行为、习性、身体各部分的特征和生殖方式作为分类的主要依据；提出了种和属的概念，但是与林耐时代和现在的种属概念相去甚远；按阶梯建立分类系统，以人为顶点，依次为哺乳动物，鸟类爬行类，青蛙乌贼等，蠕虫，植物在最底层；根据动物体内的血液颜色分动物为有红色血液动物与无红色血液动物两大类。有血动物中又分为：胎生四足兽类，包括全部哺乳动物。（亚里士多德正确地将蝙蝠和鲸也列为哺乳动物。）鸟类。卵生四足动物，包括爬虫类和两栖类动物。鱼类。无红色血动物又分为：软件动物类(相当于现在代分类中头足类)。软甲动物类(相当于现在的甲壳动物)。介壳动物类(相当于现在的软体动物类)。虫类(包括现在的昆虫纲、蜘形纲、多足纲类动物)。•狄奥弗拉斯图最早创立双名法，对许多植物进行命名，建立了初步的分类系统。能够区分单子叶和双子叶植物。他将植物分为陆生植物和水生植物两大类。陆生的又分落叶植物和常绿植物。水生植物则又分为淡水植物和咸水植物。根据生理特性，他又分植物为有果实植物和无果实植物、显花植物和隐花植物等。发现了植物的有性生殖现象。2.文艺复兴时期的分类研究•文艺复兴后初步形成了两种不同的分类方法：人为分类法：选取生物器官的形态特征为主要标准，然后将物种人为地划分为不连续的有等级序列的若干类别；人为分类法主张物种是由上帝创造的，因此相互独立而不连续，分类的目的仅是为了方便掌握形形色色的生物界。自然分类法：自然分类系统承认各种生物之间有进化发展关系，然后以多种形态特征作比较，选取其中比较重要的作为分类标准以区分生物，建立分类系统。自然分类法在宗教观念比较开放的国家才能流行。•契沙尔比诺（AndreaCesalpino，1519-1603）：比萨大学医学教授，教皇克莱门特八世的御医以植物的营养器官和生殖器官作为分类标准：果实和根的形态来鉴别和划分植物；将植物分为乔木、灌木、草本，下分别分成各个纲，纲内又分为若干属和种。1583年出版《论植物》一书，根据南欧地区的植物和少数动物建立了第一个近代的生物人为分类系统•马尔比基：意大利医学教授，将动物的呼吸器官的完善程度作为分类的主要标准仿效契沙尔比诺的植物分类按昆虫、鱼类、高等动物、人这种等级序列建立了动物分类系统。•洛比留斯（荷兰，1538-1616）•鲍兴（瑞士，1561-1634）•约翰·雷伊（英国，1627-1705）•鲍兴（KasparBawhin，1560-1624）瑞士科学家，著有《植物图鉴》记载6000余种植物，从简到繁加以归类，进行简要描述并命名，明确对植物进行了属和种的划分，没有提出明确的分类系统。用一个共同的属名和两个不同的种名，以区别两种相似的牧草，首先使用了双名法。他在进行分类时，特别注意植物间的自然相似性，使他成为自然分类的先驱者。•约翰·雷伊（JohnRay，1627-1705）著有《植物的总史》一书，记载植物18655种。没有提出明确的分类系统，但是按照植物的形状划分归类，反对分类中的纯逻辑思维。首先明确了物种的概念并以此作为分类单位：同种生物间可以进行交配，不同种间不能杂交或杂交不孕，用繁育测试实验来证明；各种生物类型之间并不是完全独立的，有大量过渡类型，是由于物种退化形成的。首次明确区分了单子叶植物和双子叶植物。二、林耐及其对分类学的贡献•林耐生平：司马兰德·林耐（CarlvonLinne，1707～1778），瑞典博物学家，动、植物分类学和双名制命名法的创始人。生于瑞典的斯马兰德，父亲是一个穷牧师，按父亲的意愿，叫他当一个牧师，而小林耐却热爱植物。林耐热爱植物是不足奇怪的，他父亲是一个靠经营花园为生的人，林耐从小就是在花丛中长大的。中学读书时，林耐非常喜欢采集动植物标本。中学教师罗特曼发现他的爱好，鼓励他学医，让他住在自己的家中，对他进行辅导，教他用花作区分植物的标志。中学毕业后，从一七二七年到一七三三年，先后在龙德大学、乌鲁萨拉大学学习。他受到医学教授路德比克的赏识，大学还没有毕业就代路德比克讲授植物学。二十五岁那年，他在学校的资助下，独自到瑞典北部的拉普兰地区进行考察，他旅行二千八百多公里，收集了一百多种新植物，回到学校以后写成了《拉普兰植物志》。一七三五年，林耐离开瑞典到荷兰去进修医学。在荷兰莱顿城，他把自己写的《自然系统》一文的手稿送请格罗马博士指教。格罗马看后极为赞赏，自愿出钱帮助出版这篇论文。在荷兰期间，林耐受布尔曼博士聘请经营植物园，有了很好的研究和写作条件。在短短的三年时间里，他写了许多著作，成为一个大有名气的学者。他曾游学欧洲各国，访问过一些著名的植物学家，搜集了大量的植物标本。一七三八年，他回到了瑞典，被选为斯德哥尔摩科学院院长。一七四一年，他被聘为其母校乌普萨拉大学的医学和植物学教授。一七五三年，林耐被选为英国皇家学会的会员。《植物分类》，是林耐生平研究植物的结晶。由于他的伟大贡献，瑞典国王赐予他北极星爵士的头衔。一七五七年，他发表的论文《植物之属性》得到了圣彼得堡帝国科学院奖赏。一七七八年的春天，正当百花盛开，万物生长的时候，林耐与他热爱的大自然长辞了！终年七十一岁。•贡献著作：《自然系统》《植物学基础》《植物学文献录》《植物属志》《植物种志》《克里福园植物志》《植物纲志》建立了统一的人为分类系统；在分类系统中采用以生殖器官为主要标准，确定以雄蕊的数目区别纲，以雌蕊的数目决定目，以花的特征区别属，以叶的特征区别种。在动物分类标准的选定上，林耐兼容并蓄了自然分类法的内容。以动物的心脏、呼吸器官、生殖器官和皮肤特征等多种性状为综合标准，将动物分为六纲。心脏有二心室、二心耳、温血、红色胎生哺乳纲卵生鸟纲心脏有一心室、一心耳、冷血、红色肺呼吸两栖纲腮呼吸鱼纲心脏有一心室、无心耳、冷血、白色有触角昆虫纲有触手蠕虫纲确定了分类等级：将整个自然界划分为有生命和无生命两界，有生命界划分为植物和动物两个亚界，动物亚界划分为24个纲，植物亚界划分为16纲，纲下分目，目下分属，属下分种。确立了纲目属种四级分类序列：种的客观标准就是种内可以自由交配，属目纲的确立都只是根据比较相似性的多少而相对选定的。将他所掌握的7700种植物和4400种动物用双名法统一命名，逐一归纳到他的分类系统中，其工程是浩大的贡献也是巨大的。对人类进行了初步研究，将人与猿同放在“灵长目”中，又将人属分为四大种，可以认为是人类学研究的开端。在生物命名方面也有杰出贡献林耐双名法：1.全世界都采用拉丁文命名；2.属名在前，用名词，其第一个字母大写，种名在后，用形容词，其第一个字母除用人名作纪念等外一般小写（林耐以后，学术界有一致同意改为一律小写；3.双名之后可以附加最初发现这种生物并加以定名的人名。这样双名法简明扼要地表达了分类上的属种关系，例如按双名法对狮、虎、豹命名应写成：动物属名种名普通名（俗名）狮Felisleolion虎Felistigristiger豹Felispardusleopard双名法具有很大的优越性，被广泛使用。1867年在巴黎举行的第一次国际植物学会议上，受到与会代表的一致确认。1905年在维也纳举行的第二次国际植物学会议上还规定：凡经林耐命名的生物种都要以此为标准，以后命名新发现种也要采用林耐的双名法，从而结束了生物学中物种名称的混乱局面。•评价生物分类学之父可同牛顿把宇宙中万千种物体的运动归纳为简明扼要的万有引力定律相媲美。将生物界比较有序地展现在人们面前，为进化论奠定了坚实的基础。将至高无上的人与猿同样列入动物界中，非常可贵。将人、猿、半猿一起归入哺乳纲的最高级，明确指出人类在动物界中的位置。是林耐唯物、进化思想的反应。也有严重缺陷，比如在思想上只注重了物种相互区别的一面，而忽略了相互联系的一面。主张物种不变。对于高等分类阶元（门、纲、目、科）的认识比较模糊在物种起源问题上，最初他是一个神创论者。在大量生物进化事实的冲击下，晚年他的神创论观点发生了动摇。在《自然系统》第10版中，他删去了造物主创造的物种数目始终不变以及不能产生新物种的断言。林耐对生物学的主要贡献在于增强了这门科学的整体性。他首先用“种”的名称，作为分类系统的基础，种是彼此相象、似有共同起源的个体的总和，这些概念一直沿用至今。他建立分类系统的技术，关于命名、描述、鉴定及同义词等较为完整，以后很少修改补充。•文艺复兴后的分类学的特点和贡献：着重于识别生物、区分种类，在此基础上对生物正确命名，并按一定标准分门别类。使表面看起来杂乱无章的生物界进行初步分类整理。使整个生物学术界在世界范围内实现了统一。发现各类生物存在着简单和复杂，低等和高等的区别。三、达尔文进化论对分类学的影响达尔文进化论对分类学的发展有极大的影响，为人们指明了建立真正的自然分类系统的途径。1.达尔文“共同由来”的理论表明，地球上形形色色的生物是演变而来，源于共同的祖先，物种和物种之间，以及属之间和更高分类阶元之间，具有或近或远的亲缘关系。分类学的目的就是要分析种间或属间甚至更高分类阶元之间的历史关系，分析生物种系发育（系统发育）的历史，以此为基础建立生物的自然分类系统。•系统发育或种系发生（phylogeny)：各种生物都有自己的进化发展历史，生物学中称这段历史为系统发育或种系发生。•个体发育或个体发生（ontogeny）：将生物从一个生殖细胞例如受精卵发育成为成年个体的历史称为个体发育。2.达尔文认为物种是一个群体，同一物种群体内部的成员并不完全相同，物种是演变的，为后人研究物种的问题奠定了基础。3.达尔文认为高等分类阶元的物种位于进化系谱的一定位置上，并具有相互的关系。影响后人探索物种演化系谱，建立系统演化树，说明各门或门以下阶元内生物长期的进化过程，以及它们之间的相互关系，这是建立自然分类系统的基础。•门纲目科甚至属内各种生物之间的进化关系，只有一小部分研究得比较清楚，绝大多数生物的进化关系则尚待研究。4.系统分类学代表人物：德国生物学家E·海克尔（ErnstHaeckel,1834-1919)5.19世纪末，注重系统发育的分类学占据了统治地位，对建立自然分类系统起了极大的促进作用。但是其方法主要是胚胎学和比较解剖学的方法，过于强调高等分类阶元的分类，忽视属和种之下的分类，忽视对自然事物的观察整理分类，具有一定的局限性，到20世纪初，这种分类学开始走下坡路。20世纪的分类学1.特点（1）多国科学家合作编撰世界性的动植物志；（2）分类学开始和其他学科相结合，如：遗传学、生态学、地理学、细胞生物学、生理学和分子生物学；（3）研究的问题更加广泛：不仅研究动植物的鉴别、归类和建立分类系统，而且研究物种形成、地理分布等进化问题。2.新系统学旧系统学种从形态上确定种的概念很少涉及地理变异的意义许多种都是从单个或几个标本辨识出来的新系统学生物学物种定义代替形态学物种定义种的概念考虑到生态的、地理的、遗传的等多方面因素以足够的标本为代表的种群（系列的标本）3对最高分类阶元的认识随着对原核生物和真核生物本质的认识，R·A·魏塔尔于60年代后提出无界说