猫突然躲起来是病了吗:生物的分类方法?

来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/05/05 13:39:17

生物分类学的概念

生物种类十分丰富,据估计,目前人们已命名的约有200万种,其中动物约有150万种,植物约有50万种。据科学家估计,世界上约有2 000万~5 000万种生物还有待发现和命名。为了研究、保护和利用如此丰富多彩的生物世界,科学家对它们进行比较和梳理,分门别类,逐步建立了生物分类学。

生物分类学是研究生物分类理论和方法的学科。它包括分类、命名和鉴定三个领域。分类是根据生物的相似性和亲缘关系,将生物归入不同的类群(分类单元);命名是根据国际生物命名法给生物分类单元以科学的名称;鉴定则是确定一种生物属于已经命名的分类单元的过程。因此,概括来说,生物分类学是对各类生物进行鉴定、分群归类,按分类学准则排列成分类系统,并对已确定的分类单元进行科学命名的学科。其目的是探索生物的系统发育及其进化历史,揭示生物的多样性及其亲缘关系,并以此为基础建立多层次的、能反映生物界亲缘关系和进化发展的“自然分类系统”。这样就有利于人们认识生物,了解各个生物类群之间的亲缘关系,从而掌握生物的生存和发展规律,为更广泛、更有效地保护和利用自然界丰富的生物资源提供方便。

生物分类的方法

人们在不同的历史时期,都对生物进行过分类。从历史发展上看,在分类方法上有人为分类法和自然分类法两种,这两种方法也代表了分类工作发展的两个阶段。

人为分类法 主要是凭借对生物的某些形态结构、功能、习性、生态或经济用途的认识将生物进行分类,而不考虑生物亲缘关系的远近和演化发展的本质联系,因此所建立的分类体系大都属于人为分类体系。例如,将生物分为陆生生物、水生生物;草本植物、木本植物;粮食作物、油料作物等。另外,18世纪瑞典植物学家林奈(1707—1778)以生物能否运动为标准,将生物划分为动物界和植物界的两界系统。他还根据雄蕊的有无、数目,把植物界分为一雄蕊纲、二雄蕊纲等24个纲。16世纪我国李时珍(1518—1593)在他的《本草纲目》一书中将植物分为五部,即草部、谷部、菜部、果部和木部;将动物也分为五部,即虫部、鳞部、介部、禽部和兽部;人另属一部,即人部。又如,亚里士多德根据血液的有无,把动物区分为有血液的动物和无血液的动物两大类,等等。

自然分类法 1859年达尔文出版了《物种起源》一书,进化论的确立及生物科学的发展,使人们逐渐认识到现存的生物种类和类群的多样性乃是由古代的生物经过几十亿年的长期进化而形成的,各种生物之间存在着不同程度的亲缘关系。分类学应该反映这种亲缘关系,反映生物进化的脉络。

现代生物分类学研究生物的系统发育,特别强调分类和系统发育的关系。在研究分类的过程中,分类学家追求的是划分的分类单元应是“自然”的类群,提出的分类系统力求反映客观实际,也就是说要符合系统发育的原则。因为系统发育的亲缘关系是生物进化过程的实际反映。因此,研究各生物类群的分类学家,都把组建该类群的系统发育作为主要目标,以便在此基础上按照生物系统发育的历史,编制生物的多层次分类系统,即自然分类系统。

植物的自然分类法是以植物的形态结构作为分类依据,以植物之间的亲缘关系作为分类标准的分类方法。从生物进化的理论得知,种类繁多的植物,实际上是大致同源的。物种之间相似程度的差别,能够显示出它们之间亲缘关系上的远近。判断植物之间的亲缘关系的方法,是根据植物之间相同点的多少。例如,菊花和向日葵在形态结构等方面有许多相同点,如它们都具有头状花序,花序下有总苞,雄蕊5枚,花药合生。于是就认为它们的亲缘关系比较接近;而菊花与大豆相同的地方就比较少,如大豆花是大小和形状都不相同的蝶形花瓣,二体雄蕊(花丝9枚合生,一枚离生),于是就认为它们的亲缘关系比较疏远。

近年来,随着科学的发展,植物的分类已经不仅以形态结构为依据,而且得到了生理学、生物化学、遗传学和古植物学等学科的密切配合。各国植物学家正在这方面继续展开深入的研究,以便使植物分类的方法更加完善。

动物的自然分类方法更加复杂,主要是根据同源性进行分类。分类学家必须考虑多种多样的特征,这些特征包括:结构、功能、生物化学、行为、营养、胚胎发育、遗传、细胞和分子组成、进化历史及生态上的相互作用。特征越稳定,在确定分类时就越有价值。

生物分类的依据

目前生物分类已从形态学、比较胚胎学、比较解剖学和古生物学等方面的研究扩展到多个学科。近几十年来,特别是分子生物学的发展,现代分类学家在分类的过程中,广泛采用了生理、生化、免疫学、生态分布、遗传学及分子生物学的技术进行分类学研究,以便获得更为可靠、更为全面的分类学依据,来确定生物间的亲缘关系,使“自然分类”更符合自然的本来面貌。例如,以染色体的形态和数目、减数分裂时染色体的行为方式可获得细胞学依据;以一些代谢的小分子化合物,如植物碱、酚、糖、糖苷等和一些大分子化合物,如DNA、RNA和蛋白质等,通过血清、电泳等方法获得的生化指标可获得生物化学依据;以一些较稳定的同源生物大分子,如血红蛋白、细胞色素等的氨基酸序列、相对应的核苷酸序列在结构上的差异程度可获得分子生物学依据(表2)。这些都可作为分类依据来确定生物类群之间的亲缘关系和演化规律。

以上数据可以作为说明这些生物的同源性及亲缘关系远近的依据,如人和黑猩猩的亲缘关系最近,和猕猴的亲缘关系稍远一点,和酵母菌等的亲缘关系更远。

总之,一切具有种间差异的特征均可作为分类的依据。随着各学科的发展,对生物的认识越来越全面,生物学各学科的发展为生物分类的逐步完善提供了条件,人们才有可能综合各方面的资料,最终建立起一个反映亲缘关系的自然分类系统。
现在生物分类主要是按照瑞典科学家林奈的分类法,
生物定义有七种,是界,门,纲,目,科,属,种。

分类原理

16世纪德国神学家和植物学家O.布龙费尔斯、德国植物学家H.T.博克及L.福克斯等对植物分类都作出了贡献。他们对植物进行了观察和生动逼真的描述并试图编写地方植物志,由此在中欧发现了许多植物的新种。O.布龙费尔斯描述了 260种植物。H.T.博克和L.福克斯描述了 500多种植物。但他们缺少比较一致的分类系统,而且不甚关注属以上的较高分类阶元。O.布龙费尔斯关于属的顺序是随意的,L.福克斯主要按字母排列,只有H.T.博克按植物营养部分的特征及其相互关系,提出了比较符合自然的系统。
意大利植物学家A.切萨皮诺首先在其巨著《植物十六卷》(1583)一书内应用了一致的植物分类法。他为提出一个易于鉴定的系统,借用了亚里士多德通过逻辑区 分的向下分类法。这种方法的特点是两分法,适合于构 想鉴定的关键特征,但易于导致人为分类。A.切萨皮诺 认识到应用逻辑区分最重要的是选择区分特征,并首先 重视了果实的分类价值。由于他在实际分类时先把植物 分成自然类群,然后再寻找适用的关键特征,所以他划 分的32类植物从整体上看是符合自然分类的。尽管他的 分类系统有明显缺点,但对以后200年的植物学,包括对 瑞典的 C.von林奈都很有影响。以后荷兰植物学家M.德 尔奥贝尔进一步探寻植物的自然相似性,并以叶的形态为分类特征。
瑞士植物学家G.博安追随M.德尔奥贝尔的 思路按自然相似性对植物进行从简到繁的排列,同时考 虑了大量不同的特征。有意识地划分了种、属之间的区别,还指出了同种异名现象,但并未描述属的特征。他 描述的植物约有6000种,对每种植物都在属名后面接以 “种加词”。例如在区别两种相似的牧草时就分别给予共同的属名和不同的“种加词”,成为最早的双名法。G.博安的主要目的是想提供一份使用方便的植物名录, 故未提出更高的分类阶元名称。
法国植物学家J.P.de图 内福尔把重点放在“属”上,把相似的植物放在一起,并 用单个名词来代替属名。他划分并描述的 698个属大多 数为以后 C.von林奈所采用。他首先提出属以上的正式分类阶元。但他划分的22个纲和122个组,大多是人为的。
当植物分类不断取得进展时,动物分类却一直停滞 不前。16世纪有几位博物学家描述了鸟、鱼的种类,瑞 士博物学家C.格斯纳编撰了《动物志》,按字母顺序编 排了文献上所有的动物。英国博物学家J.雷首先根据分 类原理进行植物与动物的分类。他比前人更透彻地讨论 了种的概念,这种概念在其后150年内仍被广泛采用。他 对动物分类既采用了亚里士多德的传统分类原理,也采 用新的以解剖学和生理学知识为基础的分类标准。他对 两栖类、爬行类、昆虫的分类,做了许多工作,较前人 更重视以结构(如齿、趾的排列)为依据,而较少采用颜色、大小、习性等。因此他提出的动植物界的某些大类,是较为符合自然分类的。
瑞典植物学家 C.von林奈以雄蕊和雄蕊作为系统分类的基础,根据它们的数目与排列,把植物分成24个纲。1735年,他出版了《自然系统》一书,把自然物分为植物、动物、矿物3大界;把动、植物各分成纲、目、属、种4个阶元,首先实现了植物和动物分类范畴的统一,增强了生物科学的整体性。 C.von林奈对动植物命名时采用由属名和“种加词”组成的双名名称,完善和推广了“双名法”。他起初用单个词代表属名,用几个词简述种的特征。以后改用两个词命名每种植物,并将此种方法扩展到动物方面。他统一采用拉丁文命名。属名采用大写的名词,种名采用小写的形容词。林奈认为种和属都是从一开始就被创造出来的,但他更重视属的作用。他以属作为分类基础,把向下分类法严格限制在属的水平。他强调的是“发现”属而不是“设置”属。林奈在确定属时,首先根据植物的外形,随后再详述其本质。因此,他划分的许多属符合自然分类。但他出于应用方便而划分的“纲”和“目”,则多是人为的。林奈是自A.切萨皮诺以来的动、植物分类知识的集大成者。他对双名法的发展与完善,对分类系统及其方法的建立,使他被公认为近代植物和动物分类学的奠基人。
林奈及其先驱大都认为自然界的多样性反映了某种深刻的顺序或和谐,但却归之为造物主的设计,这种人为 的分类方法使分类系统因人而异,造成许多混乱。从17 世纪末到19世纪,由于向下分类法在实际工作中遇到了 困难,逐渐兴起一种完全不同的方法,即向上分类法或 综合分类法。这种方法把各个种归纳为相似的类群,再 把相似的类群结合成更高的分类阶元。这在原则上是严 格的经验方法,标志着一种全面的方法学上的革命。这 种方法不仅方向相反,而且从依靠单一特征转向利用并 同时考虑多种特征。
法国是欧洲受“本质论”哲学思想影响最少的国家,因而首先发展了这种新的分类方法。法国植物学家P.马尼奥尔在分类时不仅采用果实的特征,而且利用植物各部分的特征,并强调“整体途径”即通过观察归类的重要性。法国博物学家 G.-L.de布丰也强调把相似种归类,把相异种分开,并考虑全部特征的分类方法。法国博物学家M.阿当松首先对逻辑区分的有效性提出了疑问,建议代之以经验的归纳法。法国生物学家 J.-B.de拉马克也主张用归类而不是逻辑区分进行分类。法国动物学家、古生物学家G.居维叶关于各种器官的形态结构与功能之间的相关理论,更促进了分类阶元多特征概念的发展。这样,对特征的评价是根据其是否有助于形成“自然”类群而定的,而且特征的分类价值也随分类阶元的不同而改变。随着新种的不断增加,属的变动也较大,因此,分类的重点也从 C.von林奈的属转到较高的等级——科(family),成为最稳定的分类阶元。
但是经验分类学家根据“相似性”进行归类,并无因果性的关系。直到C.R.达尔文运用进化论明确指出同一分类阶元内各成员间的相似性来自它们共同的祖先,才为进化分类学奠定了基础。

新的分类方法将生物分为6种主要类别,而不是之前的4个界。这些类别分别为Opisthokonta、Amoeboza、Excavata、Rhizaria、Archaeplastide和Chromalveolata。Opisthokonta包括动物、真菌、领鞭虫(choanoflagellates)和Mesomycetozoa;Amoebozoa包括大部分传统的阿米巴虫、粘菌、testate amoebae、一些amoebo-flagellates和几个没有线粒体的种;Excavata包括oxymonads、parabasalids、双滴虫类、jakobids和其他几个异养鞭毛虫属以及Euglenozoa和Heterolobosea;Rhizaria包括有孔虫类、大多数放射虫和具有filose pseudopodia的Cercozoa;Archaeplastida包括Glaucophyta、红藻、绿藻和植物界;Chromalveolata包括Alveolata、cryptophytes、haptophytes和stramenopiles。

现在生物分类主要是按照瑞典科学家林奈的分类法,
生物定义有七种,是界,门,纲,目,科,属,种。

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