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植物界

植物界(plant kingdom)为生物的一界。能够通过光合作用制造其所需要的有机物的生物的总称。在不同的生物分界系统中,植物的概念及其所包括的类群也不一样,如将生物分为植物和动物两界时,植物界包括藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类和种子植物;在五界的系统中,植物界仅包括多细胞的光合自养的类群,而菌类、地衣和单细胞藻类以及原核的蓝藻则不包括在内。(注:天麻,、水晶兰等部分腐生植物虽然不能光合作用,属于异养生物,但仍属于植物界。)

植物界和其他生物类群的主要区别是含有叶绿素,能进行光合作用,自己可以制造有机物;此外,它们绝大多数是固定生活在某一环境,不能自由运动(少部分低等藻类例外),细胞具细胞壁;细胞具全能性,即由1个植物细胞可培养成1个植物体等。

植物覆盖着地球陆地表面的绝大部分,并且在海洋、湖泊、河流和池塘中也是如此。它们的大小、寿命差异很大,从微小的肉眼看不见的藻类到海洋中的巨藻和陆地上庞大的、寿过几千年的“世界爷”(北美红杉)都是植物。植物在自然界生物圈中的各种大大小小的生态系统中几乎都是唯一的初级生产者。植物和人类的关系极为密切,它是人类和其他生物赖以生存的基础。

分类方法

【人为】人们为了自己工作或生活上的方便,仅依植物的形态,习性,生态或用途上的一两个特征或特性为标准,不考虑植物之间的亲缘关系,而对植物进行分类的方法,称人为分类法.例如将植物分为水生,陆生;木本植物,草本植物;栽培植物,野生植物等等.栽培植物分成粮食作物,油料作物,纤维作物等,果树分为仁果类,核果类,坚果类,浆果类,柑果类等.明朝李时珍所著《本草纲目》(1578年),将所收集的1000余种植物分为草,谷,菜,果,木五部三十类.清代吴其浚在其《植物名实图考》中,也将植物分为谷,蔬,山草,隰草,石草,水草,蔓草,芳草,毒草,群芳,果,木12类.古希腊亚里士多德的学生德奥弗拉斯特(Theophrastus,370~285 B.C.))将植物分为乔木,灌木和草本三大类.瑞典博物学家林奈(Linnaeus 1707~1778)1753年撰写了巨著《植物种志》(Species Plantarum),他是根据雄蕊的有无,数目及着生情况,将植物分为24纲,依雌蕊,果实和叶子的特征分别作为目,属,种的分类标准.人为分类法建立的分类系统不能反映植物间的亲缘关系和进化情况,常把亲缘关系很远的植物归为一类,而亲缘关系很近的则又分开.但是它们在人类的生产和生活等实际应用中都起了重要作用,并为科学的分类积累了丰富的资料和经验。

【自然】按照植物间在形态,结构,生理等方面相似程度的大小,力求反映其在进化过程中彼此亲缘关系的远近疏密的分类方法.这种分类方法是以形态学特征为基础,综合解剖学,细胞学,遗传学,生物化学,生态学,古植物学等学科的研究成果而进行的分类.按照生物进化的观点,地球上的植物都来源于共同的祖先而具有相似的遗传特性,表现出形态,结构,习性,代谢物等方面相似.因此,根据植物间相同点的多少就可判断彼此间的亲疏程度,推断它们的亲缘关系.但是,由于千百万年来植物的变化发展很复杂,古代的种绝大部分已绝灭,偶有化石遗留也很有限,要解决整个进化问题还有相当的难度.以自然分类方法建立的分类系统众多,如恩格勒系统,哈钦松系统,塔赫他间系统,克郎奎斯特系统等.这些系统虽距建立起一个客观而完备的自然进化系统还有相当的距离,且各系统间还有不少相悖的理论和观点,但它们比起人为的分类系统,显然是一个质的飞跃.植物分类学的发展也是随着一些相关学科的发展而不断进步的.传统的植物分类是以植物的形态特征为主要依据,即根据花,果实,茎,叶等器官的形态特征进行分类.分子生物学乃至计算机科学等学科的出现和发展,为植物分类学提供了更丰富的研究方法和成果,为深入研究物种形成和演化发展规律,进一步澄清一些有争议类群间的分类关系等方面提供了有力的证据.我们相信随着科学的发展,国内外研究人员的努力,调查采集工作的深入开展,植物化石的不断发掘等,对植物真实历史的研究,将会不断取得新的进展,创立起一个更能反映客观进化的,较为完善的植物分类系统则是迟早的事。

界门纲目科属种

生物分类学是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。瑞典生物学家林奈将生物命名后,而后的生物学家才用域、界(Kingdom)、门(Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)加以分类。

最上层的界,由怀塔克所提出的五界,比较多人接受,分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。 从最上层的“界”开始到“种”,愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。

当前最流行的分类是一种五界系统,分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。五界系统反映了生物进化的三个阶段和多细胞阶段的三个分支,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。例举:斑马鱼的界门纲目科属种:动物界,脊椎动物门,硬骨鱼纲,鲤形目,鲤科,短担尼鱼属。

界

中文名 界(域)、门、纲、目、科、属、种 有两、三、四、五、六界之分
外文名 Kingdom、Phylum、Class、Order、Family、Genus、Species 门隶于界
隶 属 生物分类学 纲隶于门
目隶于纲
科隶于目,近缘的属归合为科
属隶于科,近缘的种归合为属
种(物种)是基本单元

目录

1 分类系统

2 生物分类学的历史

两界 人类早期分类
三界 近现代的分类
四界 生物分类学的基本内容
五界
两总界五界
六界

分类系统

两界

瑞典生物学家林奈(1707~1778),瑞典植物学家林奈注意到周围的生物有固着不动和自养型的植物,也有自由行动和异养型的动物。因此,他把整个生物分成相应的两大类:植物界和动物界,即所谓的两界分类系统。该系统把细菌类、藻类和真菌类归入植物界,把原生动物类归入动物界。在分类上,这个系统自问世以来,一直沿用到20世纪50年代。

三界

林奈把生物分为两大类群:植物界和动物界。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。

为了解决具备动物和植物双重特征的中间类型生物分类难的问题,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,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50年代,才开始流行了一段时间,为不少教科书所采用。

四界

在三界分类系统,由于真菌与植物和动物在结构、营养方式上和消化方式上的明显差异,所以在1959年魏泰克(R·H·Whittaker)提出了另立1个真菌界的四界(原生生物界、真菌界、植物界和动物界)分类系统。

五界

魏泰克(R.H.Whittaker,1924—1980)将生物分成五个界。

生物分类学上使用较广的是五界分类系统,它是由美国生物学家魏泰克(R.H.Whittaker,1924—1980)在1969年提出的。魏泰克在已区分了植物与动物、原核生物与真核生物的基础上,又根据真菌与植物在营养方式和结构上的差异,把生物界分成了原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界。

其中的原生生物界包括一切真核的单细胞生物和没典型细胞分化的多细胞生物。魏泰克认为,这些生物处于进化的低级阶段,它们之间是没有清楚界限的,因此,可以放在一个界中。但是,有些分类学家则主张将它们分别放到动物界或植物界中,对于那些同时具有动物和植物两方面特征的生物,可以既收入植物界,也收入动物界,承认它们的“双重身份”。

五界系统按复杂性增加的三个层次排列生命:原核的单细胞(原核生物界);真核的单细胞(原生生物界);真核的多细胞(植物界、真菌界和动物界)。

随着生物层次的上升,生物变得愈加多样化,因为生物结构和功能复杂性的增加,变异的机会增多。多细胞生命的三个界代表了一种生态的和形态的分类。植物(生产)、真菌(还原)和动物(消费)代表了我们这个世界上三种主要生存方式。

五界系统:原核生物界、原生生物界、植物界、菌物界、动物界。

两总界五界

中国学者陈世骧等认为,上述五界分类系统把原生生物界列为一个中间阶段,削弱了原核与真核两个基本阶段的对比性;在原核生物界和原生生物界内,也没有考虑生态关系。为此,去掉原生生物界而成为两总界五界分类系统:原核总界(分为细菌界和蓝藻界)和真核总界(分为植物界、真菌界和动物界);原来属于原生生物界的生物,依情况分属到植物界、真菌界和动物界。

六界

随着分子生物学技术的进步,人们发现在五界分类系统中,原核界的细菌在形态上尽管很相似,但根据分子水平上的差异可明显分成两大类:古细菌和真细菌。例如,在古细菌中,存在TATA键合蛋白盒子(ATTA box-bindingprotein),这也是真核生物中RNA多聚酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的基本转录因子,但在真细菌中却没有这种转录因子。又如,在核糖体RNA(rRNA)的同源性上,在细胞壁和细胞膜的成分上,以及在转移RNA(tRNA)稀有碱基的差别上,古细菌和真细菌都有明显不同;这个不同甚至要超过它们各自与真核生物的不同。所以,沃斯(C·R·Woese)认为,应把原核生物界分类两界:古细菌界和真细菌界。古细菌界的细菌主要生活在一些极端环境中,如沼泽地底层(甲烷细菌)、热泉(如布氏火盘菌,最适生长温度达105 ℃)等。真细菌界的细菌为常见类型,有共生的,如遗传研究的重要细菌大肠杆菌;有寄生和致病的,如沙门氏菌和葡萄球菌。真细菌界还包括蓝绿藻。

关于六界间的生物在进化上的关系,沃斯根据它们在分子水平上的差异认为,所有生物有3种最基本的类型:古细菌、真细菌和最简单的真核生物。由于它们彼此间在分子水平上的差异大小近于相等,所以它们可能或多或少直接起源于地球上的原始生命,即原始生命在自然选择过程中,或迟或早地出现了这3种类型的独立进化途径。

开始,可能古细菌在地球上占优势,因为它们的代谢很好地适应了原始地球条件(富有二氧化碳,缺氧、高温)。往后,当氧成为大气的主要成分和地球温度逐渐变冷时,适合于需氧和较低温度的真细菌又可能占优势。关于真核细胞的起源一直是个谜。根据分析,真核生物叶绿体的DNA和蓝绿藻的DNA极为相似,而有些真核细胞的基因又与古细菌的极为相似,所以最简单的真核生物可能有复杂的起源,即原始生命、古细菌和真细菌都可能参与了这一过程,再后,最简单的真核生物,在长期的自然选择过程中又进化成四界:原生生物界、植物界、真菌界和动物界。

病毒是结构上极为简单的非细胞生物。病毒是生物,是因它具有生命的某些特征,如借助于宿主细胞可以进行繁殖,以产生更多的病毒。但其简单的结构,到底是原始地球上的最初生命形式,还是原核界生物退化的产物,现尚无定论,从而也还不能确定其分类地位。

生物分类学的历史

人类早期分类

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,和林奈的六纲系统比较,只少了两栖和蠕虫两个纲。

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。

近现代的分类

17世纪末,英国植物学者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》是林奈以前的一本最全面的植物分类总结,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:第一是建立了双名制,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。第二是确立了阶元系统,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。林奈在1753年印行的《植物种志》和1758年第10版《自然系统》中首次将阶元系统应用于植物和动物。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,其中六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。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。

由于林奈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,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。

生物分类学的基本内容

总分类

分类系统是阶元系统,通常包括七个主要级别:种、属、科、目、纲、门、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。

列入阶元系统中的各级单元都有一个科学名称。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。

学名命名

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。变种学名亦采取三名制,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。一个学名只能用于一个对象(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。“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。

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。

物种的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。

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。

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。

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三大流派,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。

特征对比是分类的基该方法。所谓对比是异同的对比:“异”是区分种类的根据,“同”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。

林奈把生物分为两大类群:固着的植物和行动的动物。

最初的问题产生于中间类型,如眼虫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。

植物界的分类系统有:恩格勒分类系统 和 克朗奎斯特分类法。

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