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2012年2月15日星期三

生物分类-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 (Domain)
  • 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
  • 真菌界
  • 植物界
  • 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。若是同属的生物,其外型或生理等特征则极为相近,是演化的过程中,较具有亲属源的生物,但是它们之间遗传物质尚有差别,而使同属的生物间,虽然能够交配繁殖,但是繁殖的新一代却不具有生殖能力。

生物分类学的基本内容

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本方法。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。

生物分类学的演变历史

      生物的演化经历了许多不同的阶段,生物分类学也如是。从18世纪开始,生物各自依照形态、习性等不同的方法分类。经历了几个世纪的演变,由最初的二界分类直至最新的六界分类和三域分类,人类慢慢的开拓了对不同物种的认识。
      演变至今,最流行的分类是一种五界系统。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。

二界分类系统

         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。

三界分类系统

二界分类系统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。 
  为了解决这个难题,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。

四界分类系统

在三界分类系统,只因真菌类(如我们日常食用的蘑菇以及遗传上常用的实验材料粗糙脉孢菌和面包酵母)固着生活和有细胞壁而归入植物界。
       但真菌细胞壁的化学组成是几丁质(而不是纤维素),储存的是糖原(而不是淀粉),这些都有别于其他植物。真菌虽为异养型,但主要为腐生或寄生,有别于动物的异养摄生或异养摄食;真菌为细胞外消化,即把其消化酶分泌到食物上,在胞外把食物分解后再吸收到胞内供利用,也有别于动物的细胞内消化。
      由于真菌与植物和动物的上述明显差异,所以在1959年惠特克(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。

五界分类系统

魏泰克(R.H.Whittaker,1924—1980)将生物分成五个界.。
目前,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。在这些生物中, 有些似乎应放在动物界,如草履虫、变形虫,有些似乎应放在植物界,如衣藻、团藻,而有些则兼有植物和动物(或真菌)的双重特征,如眼虫和黏菌。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。

六界分类系统

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RNA和蓝绿藻的RNA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。
 在很长一段时间里,(Kingdom)是生物科学分类法中最高的类别。最新的基因研究发现这种分类法并不十分正确,因此引入了域作为生物最高的类别。现有的生物被分入非细胞生物域、真核生物域或原核生物域,没有成型的细胞核的生物(细菌和古细菌)被分入原核生物。只有在真核生物中还有界的分法。

三域分类系统

1970年代卡尔·沃斯(Carl Woese)发现二域说中的原核生物域中的细菌和古细菌应分为两域,因两者在以下方面不相同,因此创立三域说。
三域系统是由Carl Woese在1990年提出的生物分类,将原核生物分成了两大类,起初称为真细菌(Eubacteria)和古细菌(Archaebacteria)。Woese依据16S rRNA序列上的差别,认为这两类生物和真核生物一起从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来,因此将三者各置为一“域”(Domain),作为比界高的分类系统,并分别命名为细菌域(Bacteria)、古菌域(Archaea)和真核域(Eukarya)。
然而,rRNA树有可能将进化太快的类群放错位置(比如微孢子虫)。有人认为生物的根应该在真细菌之内,很多真细菌的类群在古细菌之前分支出来,很晚古细菌和真核生物才彼此分开。

生物分类学演变的比较




林奈
1735
二界
海克尔
1866
三界
柴顿
1937
二帝国
柯普兰
1956
四界
魏泰克
1969
五界
沃斯等人
1977
六界
沃斯等人
1990
三域
无分类原生生物界原核生物帝国原核生物界原核生物界真细菌界细菌域
古菌细菌界古菌域
真核帝国原生生物界原生生物界原生生物界真核域
植物界植物界真菌界真菌界
植物界植物界植物界
动物界动物界动物界动物界动物界


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