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分类学是综合性学科生物学的各个分支从古老的形态学到现代分子生物学的新成就都可吸取为分类依据分类学亦有其自己的分支学科如以染色体为依据的细胞分类学或染色体分类学以血清反应为依据的血清分类学以化学成分为依据的化学分类学等等动物植物和细菌作为三门分类学各有其特点病毒分类则尚未正式采用双名制和阶元系统

基本简介

分类学 taxonomysystematics
分类学是区分事物类别的学科.
英文分类学taxonomy指动植物分类, systematics指系统分类.
鉴定描述命名类即归类按一定秩序排列类群也是系统演化
广义分类学观点分类学就是系统学指分门别类的科学
分类学(广义分类学)包括许多细分学科,例如:
信息分类学information taxonomy数值分类学numerical taxonomy农业生态分类学agro-ecological taxonomy经典分类学Classical Taxonomy现代分类学Modern Taxonomy土壤分类学Soil Taxology化学分类学chemical taxonomy分子分类学molecular taxonomy教育目标分类学taxonomy of educational objectives犯罪分类学criminal taxology等等
狭义分类学特指生命分类学.
狭义分类学包括生物分类学Biotaxy微生物分类学microbial taxonomy动物分类学animal taxonomy植物分类学plant taxonomy脊椎动物分类学Vertebrate Taxology鱼类分类学Fish Taxonomy昆虫分类学entomological taxonomy鸟类分类学Birds Taxonomy寄生虫分类学Parasite Taxology病毒分类学Virus Taxology实验分类学Experimental Taxonomy种子植物分类学Taxonomy of Seed Plants被子植物分类学Angiosperm Taxonomy遗传分类学genetic taxonomy进化分类学evolutionary taxonomy等等
分类学,英文taxonomy特指生物分类学
生物分类学研究活着的和已灭绝的动植物分类的科学即研究动物植物的鉴定命名和描述把物种科学地划分到一种等级系统以此反映对其系统发育的了解情况
分类学

分类学

研究生物分类的方法和原理的生物学分支分类就是遵循分类学原理和方法对生物的各种类群进行命名和等级划分分类学曾被称为系统分类学但它与系统学很易混淆系统学是研究生物的分异度多样性以及它们中间的任何一个类群和其他所有类群的各种关系的科学曾称为分类系统学三者的共同目的是从理论上和实践上阐明种类之间的关系或亲缘关系建立自然系统确定各类群的命名和排序总结其进化历史
地球上现生的物种以百万计千变万化各不相同如果不予分类不立系统便无从认识难以利用分类系统是生物种类的查找系统可借以认识和查取有关资料分类的对象是形形色色的种类都是进化的产物分类学在于阐明种类之间的历史渊源使建立的分类系统反映进化历史因而从理论意义上说分类学是生物进化的历史总结

分类标准

以生物性状差异的程度和亲缘关系的远近为依据将不同的生物加以分门别类的生物学家将地球上现存的生物依次分为界门纲目科属种7个等级其中种是生物分类的基本单位
例如
界所有的动物都属于动物界动物界中包含许多门
门具有一些共同特征来自不同纲的动物归入同一个门
分类学

分类学

纲具有一些共同特征的来自不同目的动物归入同一个纲
目具有一些共同特征的来自不同科的动物归入同一个目
科具有一些共同特征的来自不同属的动物归入同一个科
属一些不同种类的动物例如狗与狼的特征很相似它们归入同一个属
种每只狗是一个动物体所有的狗属于同一个物种
详细的分类为
界 Kingdom
门 Phylum
亚门 Subphylum
总纲 Superclass
纲 Class
亚纲 Subclass
总目 Superorder
目 Order
亚目 Suborder
总科 Superfamily
科 Family
亚科 Subfamily
属 Genus
亚属 Subgenus
种 Species
变种 varietas

历史状态

人类在很早以前就能识别物类给以名称汉初的尔雅把动物分为虫鱼鸟兽 4类虫包括大部分无脊椎动物鱼包括鱼类两栖类爬行类等低级脊椎动物及鲸和虾蟹贝类等鸟是鸟类兽是哺乳动物这是中国古代最早的动物分类四类名称的产生时期看来不晚于西周这个分类和林奈1758的六纲系统比较只少了两个纲两栖纲和蠕虫纲 古希腊哲学家亚里士多德采取性状对比的方法区分物类如把热血动物归为一类以与冷血动物相区别他把动物按构造的完善程度依次排列给人以自然阶梯的概念
17世纪末叶英国植物学者J.雷曾把当时所知的植物种类作了属和种的描述所著植物研究的新方法1682) 是C.von林奈以前的一本最全面的植物分类总结J.雷还提出杂交不育作为区分物种的标准 近代分类学诞生于18世纪它的奠基人是瑞典植物学者林奈林奈为分类学解决了两个关键问题①建立了双名制每一物种都给以一个学名由两个拉丁化名词所组成第一个代表属名第二个代表种名例
分类学

分类学

如Panthera tigris是虎的学名Bombyx mori是蚕的学名②确立了阶元系统林奈把自然界分为植物动物和矿物三界在动植物界下又设有纲目属种四个级别从而确立了分类的阶元系统每一物种都隶属于一定的分类系统占有一定的分类地位可以按阶元查对检索并首先在1753年印行的植物种志和1758年第10版自然系统中应用于植物和动物这两部经典著作标志着近代分类学的诞生 林奈相信物种不变他的自然系统没有亲缘概念其中 6个动物纲是按哺乳类鸟类两栖类鱼类昆虫蠕虫的顺序排列的J.-B.de拉马克把这个颠倒了的系统拨正过来从低级到高级列成进化系统他还把动物区分为脊椎动物和无脊椎动物两类并沿用至今但是由于他的进化观点在当时没有得到公认因而对分类学影响不大直到1859年C.R.达尔文的物种起源出版以后进化思想才在分类学中得到贯彻明确了分类研究在于探索生物之间的亲缘关系使分类系统成为生物系谱系统分类学由此诞生

方法鉴定

分类系统是阶元系统通常包括7个主要级别种属科目纲门界种物种是基本单元近缘的种归合为属近缘的属归合为科科隶于目目隶于纲纲隶于门门隶于界随着研究的进展分类层次不断增加单元上下可以附加次生单元如总纲超纲亚纲次纲总目超目亚目次目总科超科亚科等等此外还可增设新的单元如股群族组等等其中最常设的是族介于亚科和属之间林奈晚年承认种内有变种通常种下分类动物只设亚种单元植物设亚种变种变型等单元细菌设品系菌株等单元 列入阶元系统中的各级单元都有一个科学名称表1是两个简化的例子命名的单元表上从家蚕到动物界从马尾松到植物界不再是抽象的单元而是含有实际种类的物类单元taxa分类工作的基本程序就是把研究对象归入一定的系统和级别成为物类单元所以分类和命名是分不开的
分类学种和属的学名后常附命名人姓氏以标明来源便于查找文献表上家蚕蚕蛾属学名后的L.是命名人林奈Linnaeus的缩写马尾松学名后的Lamb.是命名人兰伯特Lambert的缩写通常除林奈等少数之外一般命名者姓名引用时不应缩写亚种命名采取3名制即在属名种名后再加亚种名例如华南虎和东北虎都是虎的亚种前者的学名是Panthera tigris amoyensis Hilzheimer后者是Panthera tigris altaica Temminck变种学名亦采取 3名制只是在种名与变种之间加上拉丁文变种varietas的缩写var.例如中华按蚊原先鉴定为赫坎按蚊的变种现已分出为独立的种学名曾是 Anopheleshyrcanes var.sinensis Wedemann
分类名称要求稳定一个属或种包括种下单元只能有一个学名如果有两个或多个时便是同物异名必须于其中核定最早提出的学名摒弃较后的异名一个学名只能用于一个对象属或种如果有两个或多个对象者便是异物同名必须于其中核定最早的命名对象而其他的同名对象则另取新名这叫做优先律动物和植物分类学界各自制订了命名法规所以在动物界和植物界间不存在异物同名问题如Cystiphyllum既是褐藻又是古生代珊瑚的属名优先律是稳定学名的重要措施优先律的起始日期动物是1758年植物是1820年细菌则起始于1980年1月1日 法规的另一重要规定是模该方法凡发表新种包括新属和新亚种必须指定一个标本作为命名的模式标本叫做正模简称模本副模是原描述所根据的其他标本特别是和正模同时同地采得的标本配模是副模中选取的与正模异性的标本在模本遗失或未定的情况下可以选取合适标本作为新模以代替正模一般要从原产地和原层位采集与模本产地相同而在以后采得的标本可立为地模模式标本是鉴定的对照标本
鉴定学名是取得物种有关资料的手段即使是前所未知的新种类只要鉴定出其分类隶属亦可预见其一定特征分类系统是检索系统也是信息存取系统许多分类著作如基于区系调查的动植物志记述某一国家或地区的动植物种类情况作为基本资料都是为鉴定查考服务的 物种概念与物种标准物种指一个动物或植物群其所有成员在形态上极为相似以至可以认为他们是一些变异很小的相同的有机体它们中的各个成员间可以正常交配并繁育出有生殖能力的后代物种是生物分类的基本单元也是生物繁殖的基本单元物种概念反映时代思潮在林奈时代人们相信物种是不变的同种个体符合于同一模式模式概念不同于模式标本渊源于古希腊哲学的古老的概念应用到整个分类系统概念假定所有阶元系统中的各级物类单元都各自符合于一个模式对神创论者来讲由各级模式所组成的物类阶元正好说明了造物主的智慧设计模式概念亦是形态学概念所谓模式是指形态模式物种是由形态相似的个体所组成的同种个体符合于同一形态模式这是物种的形态学定义也是形态学标准另一物种标准是杂交不育早在林奈以前J.雷就明确指出物种是繁殖单元同种个体可以交配繁殖异种之间则杂交不育形成生殖隔离生殖隔离和模式概念一样符合于物种不变的观点因为它突出了种间间断无视历史连续 林奈时代的物种概念包含两个基本内容①不变②客观存在由于不变而且是上帝所创造物种当然是客观存在种内形态同一种间生殖隔离则是物种不变的两个标准达尔文的物种概念与此相反它的基本内容是①变②人为单元进化论说明了物种是变的变化中的物种否定了自身的存在达尔文在物种起源内说可见物种这名词我认为是为了方
分类学

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便起见任意地用来表示一群很相似的个体的它在本质上和变种没有区别达尔文不考虑物种定义因为物种既是人为单元便不可能有客观标准更不需要定义他的进化论证明了种间的历史连续却忽视了种间的间断意义
物种之变与不变曾经是进化论和特创论的斗争焦点是势不两立的观点但是分类学的事实说明每一物种各有自己的特征没有两个物种完全相同而每个物种又保持一系列祖传的特征据之可以决定其界门纲目科属的分类地位并反映其进化历史整个阶元系统内各级物类之间的特征关系表现为祖征与新征的对立统一界的特征如细胞壁叶绿体光合作用之作为植物特征对界下单元门纲目科属种)来讲是祖征而在界间对比如植物界与动物界或真菌界对比则又表现为各界的新征界下的各级单元从门到种亦都如此

和达尔文

林奈和达尔文的物种概念是个体概念物种是一群相似的个体20世纪3040年代随着新系统学的发展强调了群体概念物种不是毫不相干的个体而是以个体集合为大大小小的种群单元而存在的物种是种群集团种群是种内的繁殖单元分类学上当前流行的物种定义就是以种群为单元的E.迈尔定义物种是由自然种群所组成的集团种群之间可以相互交流繁殖实际的或潜在的而与其他这样的集团在生殖上是隔离的定义沿用了生殖隔离的标准它所突出的是群体概念生殖隔离作为标准只适用于有性物种不适用于无性物种和化石物种对于无性和化石物种一般是从特征的间断程度以判断种类划分一个比较笼统的定义物种是生命系统线上的基本间断可以适用于一切物种

分类工作

分类工作的基本内容是区分物种和归合物种前者是种级和种下分类后者是种上分类种群概念提高了种级分类水平改进了种下分类其要点是以亚种代替变种亚种一般是指地理亚种是种群的地理分化具有一定的区别特征和分布范围亚种分类反映物种分化突出了物种的空间概念含有两个或多个亚种的物种称多型种不分亚种的物种称单型种形态十分相似但生殖上隔离的物种称姐妹种又称隐种分布区域重叠的物种称同地种分布不重叠的物种称异地种地理亚种都是异地亚种在交接区域常常有中间类型
变种这一术语过去用得很杂有的指个体变异有的指群体类型意义很不明确在动物分类中已废除不用在植物分类中一般用以区分居群内部的不连续变体生态型是生活在一定生境而具有一定生态特征的种内类型常用于植物分类人工选育的动植物种下单元称为品种
由于种内种间变异错综复杂分类学者对种的划分有时分歧很大根据外部形态的异同程度作为划分物种依据而划分的称为形态种由于对各种形态特征的重要性认识不一使划分的种因人而异尤其是分类学者对某些特征的加权常使它们比其他特征更具重要性而造成主观偏见古生物种或化石种中的大多数是以形态特征为依据甚至以硬组织如外壳骨骼等部分形态特征为依据而建立的应归于形态种的范畴植物的各个部分常单独保存为化石某些不属于同一科的生物由于单独保存的叶根等很难确立其系统关系仅以形态相似而建立的属为形态属如栉羊齿Pecopteris等其单独保存的器官可构成器官属如鳞木类的孢子叶化石叫鳞孢叶属Lepidostrobophyllum孢子叶穗化石称鳞孢穗属Lepidostrobus而根座常被称为Stigmaria
另外强调染色体数目如二倍体多倍体无融合生殖种等作为分种依据而将外部形态作为次要特征依据的称为生物学种
植物分类有大种和小种之分归并派主张大种概念又称林奈种把种的范围划得较大,有时甚至很大包括近缘种在内细分派主张小种概念又称约尔丹种常把亚种变种生态型等划分为种种下不再分类动物分类学亦有归并和细分两派但不作大种和小种的区分归并派和细分派的存在说明了分类学家对物种标准还缺少一致的认识作为动物种不同种间不能繁殖但作为植物种则可以杂交而产生有繁殖能力的后代如小麦因此倾向于把二倍体作为种的代表 这一切说明物种的概念及定义并未真正解决同时种上分类亦同样有归并与细分之争例如细分派把猫科分为28个属而极端的归并派只承认一个属

分类方法

一个物种或物类以至整个植物界和动物界都有自己的历史研究系统发育就是探索种类之间历史渊源以阐明亲缘关系为分类提供理论依据尽管在分类学派中有综合进化分类学分支系统学和数值分类学3大流派但在其基本原理上都有许多共同之处不过各自强调不同的方面而已系统分类的要求是
①共同起源每一个物类都有一个起源的问题要求同一系统内的物种或物类必须是起源于共同的祖先的这样才能反映自然系谱这叫做建立单系系统单系是指一个物类起源于一个祖种复系则指起源于两个或多个祖种分类学要求建立单系系统不取复系系统
②分支发展一个新物类的产生最初总是少数在理论上该是一个物种从这个最初的祖种通过分支发展从少到多形成为许多不同支系系统发展是分支发展的过程分支关系反映亲缘关系图1是简化的系统树从A到H代表8个物种或物类A和B的共同祖先在Ⅰ处A和C的在Ⅱ处A和F的在Ⅲ处根据这种分支关系W.亨尼希对亲缘关系下了一个定义当物种A和B来源于某一个共同祖先而这个祖先却不是物种C的祖先时则A和B的关系要比A和C为近因此共同祖先的远近决定亲缘关系的远近他指出所谓单系类群是一些或大或小的类群其群内的物种之间的相互关系比群外的任何物种为近例如图1中ABCDFGCDEFGHABCDE都是这样的单系类群而BCDE由于A的存在DE由于C的存在GH由于 F的存在都不是单系类群这是亨尼希的亦即分支系统学的严格的单系概念
③级进发展或级序发展分支是横的分化级进是纵的上升是生物从低级到高级的发展分支与级进是相辅相成的例如硬骨鱼类在分支发展中有一支演进为两栖类两栖类在分支中有一支演进为爬行类另一支演进为哺乳类而鸟类和哺乳类又再各自分支发展所以分支中有级进级进后再分支系统发育是分支与级进的统一发展过程分支与级进是相对的大分支中有大级进小分支中有小级进 假定图1上的BCDE代表爬行动物的4个支系A是由此分出的鸟类分支按照阶段级进的观点鸟类和爬行类的四支比较代表进化的一个新的阶段必须分列为独立的一个生物群以与其他4支相区别这就是一般所采取的鸟纲与爬行纲并立的传统分类也就是所谓进化分类学的分类进化分类学派认为这个分类并不违反单系系统的原则因为鸟类A作为一个单元源出于同一祖种而爬行类的四个支BCDE作为另一单元同样是出于一个祖种
分支学派把系统图上从同一基点所分出的支系称为姊妹群图1上如Ⅰ处分出的A和B两支Ⅱ处分出的AB和CDE两支以及Ⅲ处分出的 ABCDE和FGH两支都是姊妹群姊妹群在分类上应列为同等级别如果图上 A代表鸟类BCDE代表爬行类 4个支系则A支应与B支同级不能与BCDE四支同级 这是当前系统分类学上的两个学派的分歧分支系统学派以宗谱分支为衡量亲缘的唯一标准而进化分类学派则考虑两个标准宗谱分支和进化水平阶段级进分支与级进交错发展因而在分类工作中经常会遇到一个和两个标准的分歧成为两个学派的争论交点

基该方法

所谓对比是异同的对比异差异性是区分种类的根据同相似性是合并种类的根据分析分类特征首先要考虑反映共同起源的共同特征但有同源和非同源的不同例如鸟类的翼和兽类的前肢是同源器管可以追溯到共同的祖先是同源特征恒温在鸟兽是各别起源并非来自共同祖先是非同源特征系统分类采用同源特征不取非同源性状亨尼希把同源特征分为祖征和裔征两类祖征是来自较早祖先而在后代保持不变的特征裔征是两个姊妹支系来自最近祖先的派生特征不见于较早祖先每一物种或物类都是祖征和裔征镶嵌共同祖征是追溯历史渊源的根据共同裔征是建立单系的根据进化分类学派亦要求采用同源特征但不作特征分类他们从共同性探索共同祖先又从差异性衡量进化水平上面提到鸟类和爬行类的问题已知鸟类和鳄类最近缘按照分支学派的分析两者具有共同的裔征如内鼻孔具次生腭其他爬行类内鼻孔无次生腭在系谱上是一对姊妹支系组成为一个单系群进化分类学派重视特征差距他们根据鸟类具有羽毛前肢特化为翼以及恒温等特征认为两者差距很大反映不同的进化阶段主张鸟类应与鳄目分开而与爬行类包括鳄目并立为纲这是两个学派对特征衡量的分歧也就是宗谱分支与进化水平的分歧
分类特征反映进化历史系统分类要求从历史观点衡量特征价值但特征衡量常会出现分歧重视这一或那一特征会得出不同的分类在某些情况下由于同源和非同源不易区分衡量又会陷入循环论如共同的特征反映共同祖先共同的祖先产生共同特征基于这些情况为了促进分类的稳定性和重复性数量分类学主张总体相似性的观点其方法是采用大量能以数值表示的特征编成符号运用电子计算机求得相似性系数作出分类数量分类不先考虑亲缘但得出的结果在很多情况下和传统分类近似
生命现象的各个方面都可为分类提供特征最常用的是形态尤其是外部形态但目前趋向愈来愈重视生理生化遗传等方面的特征如DNA脱氧核糖核酸的含量比较蛋白质的成分分析染色体的祖型分析以及植物化学成分动物交配行为等等如以蟋蟀鸣声为特征使原先单凭形态特征所未能区分的近缘种类得以鉴别

界级分类

林奈把生物分为两大类群固着的植物和行动的动物两百多年来随着科学的发展人们逐渐发现这个两界系统存在着不少问题但直到20世纪50年代仍为一般教本所遵从基本没有变动 最初的问题产生于中间类型如眼虫Euglena综合了动植物两界的双重特征既有叶绿体而营光合作用又能行动而摄取食物植物学者把它们列为藻类称为裸藻动物学者把它们列为原生动物称为眼虫中间类型是进化的证据却成为分类的难题为了解决这个难题早在19世纪60年代人们建议成立一个由低等生物所组成的第三界取名为原生生物界Protista包括细菌藻类真菌和原生动物这个三界系统解决了动植物界限难分的问题但未被接受整整100年后直到20世纪60年代才开始流行了一段时间为不少教科书所采用
生命的历史经历了几个重要阶段最初的生命应是非细胞形态的生命当然在细胞出现之前必须有个非细胞或前细胞的阶段病毒就是一类非细胞生物只是关于它们的来历是原始类型还是次生类型仍未定论从非细胞到细胞是生物发展的第二个重要阶段早期的细胞是原核细胞早期的生物称为原核生物细菌蓝藻原核细胞构造简单没有核膜没有复杂的细胞器从原核到真核是生物发展的第三个重要阶段真核细胞具有核膜整个细胞分化细胞核和细胞质两个部分细胞核内具有复杂的染色体装置成为遗传中心细胞质内具有复杂的细胞器结构成为代谢中心由核质分化的真核细胞其机体水平远远高出于原核细胞从单细胞真核生物到多细胞生物是生命史上的第四个重要阶段随着多细胞体形的出现发展了复杂的组织结构和器官系统最后产生了高级的被子植物和哺乳动物 植物菌类和动物组成为生态系统的 3个环节绿色植物真核植物和原核蓝藻是自养生物是自然界的生产者它们通过中绿素进行光合作用把无机物质合成有机养料供应自己又供应异养生物菌类细菌和真菌是异养生物自养细菌除外是自然界的分解者它们从植物得到食料又把有机食料分解为无机物质反过来为植物供应生产原料动物亦是异养生物它们是消费者是地球上最后出现的一类生物即使没有动物植物和菌类仍然可以存在因为它们已经具备了自然界物质循环的两个基本环节完成循环过程中合成与分解的统一但是没有动物生物界不可能这样丰富多彩更不可能产生人类植物菌类和动物代表生物进化的3条路线或3大方向
以上是目前对生物进化的阶段和方向的认识是现代界级分类的根据当前最流行的分类是一种五界系统

五界系统

五界系统反映了生物进化的 3个阶段和多细胞阶段的 3个分支是有纵有横的分类它没有包括非细胞形态的病毒在内也许是因为病毒系统地位不明之故它的原生生物界内容庞杂包括全部原生动物和红藻褐藻绿藻以外的其他真核藻类包括了不同的动物和植物不少学者认为不必成立原生生物界而把藻类和原生动物分别划归植物界和动物界成为比较紧凑的四界系统反之也还有不少人主张扩大原生生物界把真菌划归在内成为另一种四界系统
本卷采用六界系统因为任何生物系统都应把病毒连同类病毒包括在内病毒是非细胞生物但不一定代表生命的前细胞阶段六界分类系统在病毒界和细菌界之间还加有问号因为病毒如果是原始生物细菌作为早期的原核生物很可能起源于原病毒原核生物的最早化石记录包括细菌和蓝藻见于30多亿年前的地层中真核生物的最早记录包括金藻和绿藻见于14~15亿年前的地层中 自养的生产者蓝藻和异养的分解者细菌组成为原核时代的两大生态环节正如植物真菌和动物组成为真核生物的三大生态环节这五类生物基于它们的重要时空地位都应独立为界连同病毒综合为六界分类系统
蓝藻显然起源于细菌是细菌的一支真核植物大概起源于原核蓝藻是蓝藻的一支见细胞起源从真核植物又分支发展为真菌和动物一般说来植物细胞有细胞壁叶绿体,真菌细胞有壁无叶绿体动物细胞无壁无叶绿体如果把原核的蓝藻和动植物的中间类型裸藻都归在植物界内列为蓝藻门和裸藻门真菌和动物的中间类型粘菌以及真菌和藻类共生的地衣归在真菌界内则可成为一种四界系统
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