植物百科介绍
植物分类学
植物分类学是植物学科中最古老和最具综合性的一门分支学科。过去的经典分类大多依据外部形态和内部解剖特征去分,后来把孢粉形态、地理分布和古生物学等方面的内容结合进去后,有助于进一步对种类的鉴定和植物演化关系的探讨。
背景知识
现在生存在地球上的生物估计有50万种以上(种子植物250000种左右)。要对数目如此众多,彼此又千差万别的植物进行研究,第一步必须先根据它们的自然性质,由粗到细、由表及里地进行分门别类,否则便无从下手。植物分类学内容由三方面组成,它的研究对象为全世界生活的植物。 分类(Classification) 鉴定(Identification & determination) 命名(nomenclature) 植物分类学是发展较早的一门学科,它的任务不仅要识别物种、鉴定名称,而且还要阐明物种之间的亲缘关系和分类系统,进而研究物种的起源、分布中心、演化过程和演化趋势。因此,它是一门既有实用价值又富有理论意义的学科。 为了分类各个植物类群,人们根据植物类群范围大小和等级高低给它一定的名称,这就是分类的等级单位。了解和掌握分类的等级单位(阶层)是分类学必须具备的基本知识。
12个主要等级(阶元)
按照国际植物命名法规(ICBN)为(The International Code Of Botanical Nomenclature)的缩写。有关绿色植物命名(包括真菌)共包括12个主要等级(阶元)(Category)。主要分类阶元如下: 门 Divisio或(Phylum) 纲 Classis (class) 目Ordo (order) 科 Familia (Family) 族Tribus(Tribe) 属 Genus (Genus) 组 Sectio(Section) 系Series(Series) 种Species(Species) 变种Varietas(Variety) 变型Forma(Form)
编辑本段植物分类学基础知识
植物分类学的意义
1. 人类衣食住行的需要: (1) 人类生存的需要 (2) 经济发展的需要 (3) 健康长寿的需要 2. 生物学科发展的需要: (1) 植物分类学自身发展的需要: ① 资源清查——植物志的编写 ② 对物种多样性的认识和保护 ③ 探讨植物的起源和演化: A、物种的实质及形成机制 B、各分类群之间的亲缘关系 (2) 其他生物学科发展的需要: 植物地理学 植物生态学 地植物学 植物遗传学 植物生理学 植物化学 植物资源学 环境植物学 园林植物学 药用植物学 资源植物学
植物分类学思想和分类学方法
(一) 植物分类学思想
植物分类学思想的三次飞跃:人为分类,自然分类,系统分类 三种不同的分类系统:人为分类系统,自然系统,系统发育系统 分类学史三个时期: 人为分类系统时期(——1830) (李时珍、林奈) 进化论发表前的自然系统时期(1763——1920) (亚当森、裕苏、拉马克、德堪多、本瑟姆、虎克) 系统发育系统时期(1883——) (艾希勒、恩格勒、哈钦松、塔赫他间、克朗奎斯特、佐恩、诺•达格瑞、斯特宾斯、田村道夫) 四个最引人注目的系统: 1. Cronquist系统(1968,1979,1981) 2. Takhtajan系统(1953,1966,1969,1980) 3. Hutchison系统(1926,1934,1948,1959,1973) 4. 田村道夫系统(1974) 哈钦松被子植物分类系统:将双子叶植物分为草本支和木本支,分别以木兰目和毛茛目为原始起点,平行进化。认为柔荑花序类植物比较进化,,认为单子叶植物较双子叶植物进化,起源于毛茛目。代表着被子植物起源学说中的真花学派。
(二) 植物分类学方法
(1) 经典的方法 :标本室核对,文献资料,形态解剖学——形态学分类 (2) 现代实验分类学方法 1. 栽培观察试验 2. 细胞分类学(染色体分类学)Cytotaxonomy 3. 化学分类学Chemotaxonomy (1) 直接可见物质 (2) 植物本身的产物 ① 初生代谢物 ② 次生代谢物 ③ 带信息分子(DNA、RNA、Protein) 1)protein taxonomy ① Serology (血清学)(1897) ② Electrophoresis (电泳) ③ Amino-acid sequencing(氨基酸顺序) 2)细胞色素C 3)DNA、RNA分子杂交 4. 数量分类学Numerical taxonomy:应用数学理论和电子计算机技术处理生物分类学问题的边沿学科。 1957年诞生(?),索卡尔和斯尼斯《数量分类学原理》(1963)为标志。 5. 分支分类学:以谱系学(geneology),即系统发育的分支式样为基础,旨在建立生物种系发生的谱系关系。 ① 内类群比较法 ② 外类群比较法 ③ 分支图法 ④ 数量分支分类法
三、植物分类的等级
1. 基本等级 界、门(-phyta)、纲(-opsida, -phyceae)、目(-ales)、科(-aceae)、属、种 亚界(-bionta)、亚门(-phytina)、亚纲(-idea, -phycidae)、亚目(-ineae)、亚科(-oideae)、亚属、亚种 2. 完全等级 界、亚界、门、亚门、纲、亚纲、(超目)、目、亚目、科、亚科、族(-eae)、亚族(-inae)、属、亚属、组、亚组、系、亚系、种、亚种、变种、亚变种、变型、亚变型 植物界、有胚植物亚界、维管植物门、种子植物亚门、被子植物纲、双子叶植物亚纲、蔷薇超目、蔷薇目、蔷薇亚目、蔷薇科、蔷薇亚科、蔷薇族、蔷薇亚族、蔷薇属、犬蔷薇系、犬蔷薇亚系、犬蔷薇、黄花变种、黄毛柱变型 Plantae, Embryobionta, Tracheophyta, Spermatophytina, Angiospermopsida, Dicotyledonidae, Rosanea, Rosales, Rosineae, Rosaceae, Rosoideae, Roseae, Rosinae, Rosa, Caninae, Caninae, Canina, Lutetiana, Lasiostylis 3. 种及种下分类群 (1) Species(种):是生物分类的基本单位。它是具有一定的自然分布区和一定的生理、形态特征的生物类群。同一种中的各个个体具有相同的遗传性状,而且彼此杂技可以产生能育后代,但与另一个种的个体杂交,在一般情况下,则不能产生后代(或不育)。种是生物进化与自然选择的产物。 (2) Population(种群):是物种的结构单元,一个物种是由若干个种群所组成,一个种群有由同种许多个体所组成,而各个种群总是不连续地分布于一定的区域内(即种的分布区域)。每一种群内即是一个集体,自成一个繁殖体系,个体之间进行有性繁殖,交流基因,维持种的繁衍。 (3) Subspecies(亚种):一个种内的类群。形态上有差别,分布上或生态上或季节上有隔离,这样的类群称~ (4) Variety(变种)。Varietas.是一个种内有形态变异,变异比较稳定,它分布的范围比亚种小得多。是一个种的地方宗(local race) (5) Form(变型):forma.有形态变异,但看不出有一定的分布区,而是零星分布的个体,这样的个体视为~ (6) Cultivar(栽培品种):指为了农业和园艺上的目的,凡具有任何一种特征(形态学的、生理学的、细胞化学的或其他)的栽培个体的集合,且被繁殖后(无性的或有性的),仍能保持这种可资区别的特征。 (是可以认识的、具有不同性质的种下实体。如无性系,有花能孕的纯系,或以1-多个属性为其特征的异花受精的集合物(assemblages)。 4.确定种的四个主要准绳: (1) 各个体彼此间应有密切的相似性,易于将它们识别为该类群的的成员 (2) 近缘种所表现出的变异谱之间有间隙(gaps) (3) 每个种占据一定的地理区域(或宽或窄),并证明对于他们所遇到的环境是适应的 (4) 有性分类群各个体之间应该能互交繁育,很少甚至于不失去其能育性,与其它种杂交的水平或成功率应有所下降。
四、命名法规
International cade of botanical nomenclature (ICSN) 1867年的巴黎会议由A.P.Decandono等拟定 1930年在英国召开的国际植物学会议修订 1975年列宁格勒第十二届国际植物学会议—第九版(1978) 1981年悉尼第十三届国际植物学会议—第十版 每五年修改一次 75条+无数辅则、注释和例证 追溯既往之效,规定: (1) 苔藓植物和维管植物从1935年起 (2) 藻类植物从1958年起,凡新类群描述要用拉丁文。
1. 林奈的双名法(bionomial nomenclature)
J.Bauhin (1623)首创。Rivinus(1692)首创(?)。林奈将其完善化。故国际上公认林奈,为首创双名法(binomial nomenclature) 的学者并以其在1753年发表的Species Plantarum 一书所载的植物全用双名法为起点.凡此书已命名的植物均为有效名。 双名法:指用拉丁文给植物的种起名字。需用两个拉丁词来表达。第一个词是属名,第二个词是种加词(即种名),第三个词为命名人。 如 Helianthus annuus L.向日葵 ↓ ↓ ↓ 太阳花 一年生的 林奈
2. 三名法.
亚种或变种 名称如不带亚种Subsp或变种(Var.)的缩写词.则为3个词。即属名+种加词+亚种或变种加词。即为 ~ Panax Pseudo-ginseng Wall. Var. japonicus (C.A.Mey) Hoo et Tseng 属名 种加词 种名命名人 变种缩写 变种加词 变种命名人 Panax Pseudo-ginseng Wall. Var. notoginseng (Burkill) Hoo et Tseng Et: 合发表:Cathaya argyrophhylla Chun et Kung 郑万钧 和 匡可任 作者多于2人可用et al Comb.nov. 新组合.(Combintio nova); 桃:Amygdalus persica L.后由Batsch.重新组合入李属.Prunus: 成.Prunuspersica (L.)Batsch.现有的书仍用林奈的命名.而将后者作为异名. Amygdaluspersica L.(Punus persica Batsch.) ex:代发表:Thhaloctrum squarrosum steph.ex willd. 歧序唐松草 此种根据Willenow发表文章为准
3. 法规要点.
(法规是国际植物分类学者命名共同遵循的文献和规章.) ①.每一种植物只有一个合法的拉丁学名.其它名只能作异名或废弃.(异名Synonym) ②.每种植物的拉丁学名包括属名和种加词.另加命名人名. ③.一植物如已见有2个或以上的拉丁学名.应以了早发表的名称(不早于1753年林奈的<<植物种志>>一书的年代).并且是按"法规"正确命名的.方为合用名称. ④.一个植物合法有效的拉丁学名,必须为有效发表的拉丁文描写。 ⑤.对于科或科以下各级新类群的发表,必须指明其命名的模式种.新种一模式标本。 ⑥.保留名(nomina conservwnda)是不合命名法规的名称.按理应不通用通行.但由 于历史上已习惯用久了.经公议可以保留.但这一部分数量不大. 如一些非-aceae 结尾的科 名: Umbelliferae (Apiaceae) Labiatae (Lamiaceae) Cruciferae (Bassicaceae) Leguminosae (Fabaceae) Grramineae (Poaceae) Palmae (Arecaceae) Compositce (Asterraceae) [Gutliferae (clusiaceae) 基本异名.(basionym):为异名之一.即一植物的属名已改.(如重新组合列入另一属.种加词不变.)种加词不改时,原来的拉丁学名为~ 如白头翁.Pulsatilla chinensis (Bge.)Regel的基本异名为 Anemine chinensis Bge .
4. 模式标本.(模式方法)
模式标本:即将种(或种以下分类学群) 拉丁学名与一个或一个以上选定 植物标本相联系,这种选定的标本作为发表新种的依据,就叫~。 (命名模式:是分类单位性名称所永久依附 那个分子.element.而不论该名称正确或为异名.必须是某一分类单位中最典型,最具代表性的分子. (1).全模式标本.(正模式标本.主模式标本.模式标本.)holotype 简写type:由命名人指定的模式标本.用作新种的的描述.命名和绘图. (2).同号模式标本 istype (等模式) 为与全模式标本同一号码的标本.采集时同一号采有几枝同种植物.装订成几张标本.其中1-2张为主模式标本,其余的为~ (3).合用模式标本.syntype (合模式) 当命 名人末指定模式标本时,或者有2号以上的标本被指定为模式标本时,(同雌.雄株..凡其引用的标本称为~ (4).同举模式标本. paratype 命名者在原描述中,除模式标本外同时指出 标本.称为~ (5).选定模式标本.(lectotype) (选模式.) (后选模式) 原来发表的文章或著作中,没有肯定哪一号标本为模式标本或主模式已丢失.或换切时.以后 学者在原始材料中选用一号标本为命名模式标本.(可为等模式or合模式及新模式.) (6).原产地模式(topotype) 当得 不到某种植物的模式标本时.根据记载该植物的模式标本产地采到同种植物 的标本.并选出一个标本代替模式标本.称为,~ (7).新模式标本.neotype 当所有某一植物 的等模式.合模式以及任何原始资料标本都丧失时.重新选定标本作为模式标本. 模式的方法可用到属.科和目. 新组合的模式;为基原异名模式.新名称的模式是被替代名称的模式
5.合格发表(Valid publication)
①.合法名.是指符合国际植物学命名法规有关发表方面所有规则的名称.为某个分 类群的可接受的名称,是正确的名称, ②.为了合法名称必须: 1)合格发表即有效发表.印成材料.通过出售交换或赠送.在植物学界公开, 2)遵照名称形成 有关规则. 3)附有拉丁文特征摘要或引证前人有效发表的特征摘要,拉丁文标准不适用于化 石植物,但化石和藻类另外需要附以一幅说明其特征 的图. 4)标出命名模式. 5)明确指出它们所建属 的等级 ③.当某一作者采用另一作者创立但尚未有效发表名称时,两个作者的名字都出现在 作者引证内,较先作者名+ex+较后作者名 ④.完整引证还 需把所发表的地方引证在作者引证后.如.Ranuncuhus acris L.,Species plantarum,P554(1753)若发表在不完全被名称的作者所写著作里 就用"in"这个词.如:Ramatuella virens spruce ex Eichler in Martius, FloaBrasiliensis, 14 (2):100(1867) 新描述 分类群名称通常标以SP.nov.;gen nov cimb.nov. 一个新名称,即根据以前描述的分类群来定名.但所有的名称不同时,用.nom nov. ⑤.合格发表通常或是通过新分类群的描述.或者通过引证同一分类群以前曾合格发表的名称,而到达目的.
6优先律原则(the principle of priority)
①.采用人为最早的有效发表合法名称,(其它为异名) ②.不能早于林奈的<<植物种志>>(1753.5.1)(泥炭藻科始于Hebwig<<藻纲种志>>(1801.1.1)某些藻类所有真菌和化石植物除外) ③选择某个分类群最早的名称时,只有该等级的名称或加词才可考虑,其发表日期也是以该等级 发表日期为准 ,未必是名称或加词的最早发表日期.通常,当相应等级的最早加词只存在于一个不适用的组合里时.就另创这一个新的组合. ④.优先法规只适用于科和其下的各个等级. ⑤.属以下分类群的名称.按国际植物学 命名法规有规则.无论如何.改变某个属名以后.(如由于发现一个最早,的名称,)对于它所 包括的种必须创立很多新 的组合.为避免这种情况.对于一些根据国际植物学命名法规尽管发现是不正确的属名.但考以别的属名替换后会引起许多不便 的话,此时属名可以保留.而那些正确的属名却反而废弃.风车蕨属.√ Combrretum Loefl(1758) 有几百种 . × Gislea L.(1753) (自林奈时代以来几乎就不使用了)