植物分類學是植物學科中最古老和最具綜合性的一門分支學科。過去的經典分類大多依據外部形態(tài)和內部解剖特征去分,后來把孢粉形態(tài)植物分類、地理分布和古生物學等方面的內容結合進去后,有助于進一步對種類的鑒定、植物演化關系的探討和植物的分類?,F存于地球上的植物,估計約為50余萬種,整個植物界通常被分為16門。1. 裸藻門Euglenophyta2. 綠藻門Chlorophyta3. 輪藻門Charophyta4. 金藻門Chrysophyta5. 甲藻門Pyrrophyta 藻類6. 褐藻門Phaeophyta (spore plant) 植物7. 紅藻門Rhodophyta 隱花植物 低等植物8. 藍藻門Cyanophyta (孢子植物) (無胚植物)9. 細菌門Bacteriophyta10. 粘菌門Myxomycophyta 菌類11. 真菌門Eumycophyta 植物12. 地衣門Lichens13. 苔蘚植物門Bryophyta14. 蕨類植物門Pteridophyta (seed plant) 頸卵器植物 高等植物15. 裸子植物門Gymnospermae 顯花植物 維管植物 有胚植物16. 被子植物門Angiospermae
植物分類學是一門主要研究整個植物界的不同類群的起源、親緣關系以及進化發(fā)展規(guī)律的一門基礎學科。也就是把紛繁復雜的植物界分門別類一直鑒別到種,并按系統排列起來,以便于人們認識和利用植物。
基本簡介
植物分類學是植物學科中最古老和最具綜合性的一門分支學科。過去的經典分類大多依據外部形態(tài)和內部解剖特征去分,后來把孢粉形態(tài)、地理分布和古生物學等方面的內容結合進去后,有助于進一步對種類的鑒定、植物演化關系的探討和植物的分類。
背景知識
現在生存在地球上的植物估計有50萬種以上(種子植物250000種左右)。要對數目如此眾多,彼此又千差萬別的植物進行研究,第一步必須先根據它們的自然性質,由粗到細、由表及里地進行分門別類,否則便無從下手。植物分類學內容由三方面組成,它的研究對象為全世界生活的植物。
分類(Classification)
鑒定(Identification&determination)
命名(nomenclature)
植物分類學是發(fā)展較早的一門學科,它的任務不僅要識別物種、鑒定名稱,而且還要闡明物種之間的親緣關系和分類系統,進而研究物種的起源、分布中心、演化過程和演化趨勢。因此,它是一門既有實用價值又富有理論意義的學科。
為了分類各個植物類群,人們根據植物類群范圍大小和等級高低給它一定的名稱,這就是分類的等級單位。了解和掌握分類的等級單位(階層)是分類學必須具備的基本知識。
12個主要等級(階元)
按照國際植物命名法規(guī)(ICBN)為(The International Code Of Botanical Nomenclature)的縮寫。有關綠色植物命名(包括真菌)共包括12個主要等級(階元)(Category)。主要分類階元如下:
門 Divisio或(Phylum)
綱 Classis (class)
目Ordo (order)
科 Familia (Family)
族Tribus(Tribe)
哈欽松被子植物系統圖
屬 Genus (Genus)
組 Sectio(Section)
系Series(Series)
種Species(Species)
變種Varietas(Variety)
變型Forma(Form)
基礎知識
它的意義
1. 人類衣食住行的需要:
(1).人類生存的需要
(2).經濟發(fā)展的需要
(3).健康長壽的需要
2.生物學科發(fā)展的需要:
(1). 植物分類學自身發(fā)展的需要:
① 資源清查——植物志的編寫
② 對物種多樣性的認識和保護
③ 探討植物的起源和演化:
A、物種的實質及形成機制
B、各分類群之間的親緣關系
(2). 其他生物學科發(fā)展的需要:
植物地理學
植物生態(tài)學
地植物學
植物遺傳學
植物生理學
植物化學
植物資源學
環(huán)境植物學
園林植物學
藥用植物學
資源植物學
它的思想和方法
(一 )植物分類學思想
植物分類學思想的三次飛躍:人為分類,自然分類,系統分類
三種不同的分類系統:人為分類系統,自然系統,系統發(fā)育系統
分類學史三個時期:
人為分類系統時期(——1830) (李時珍、林奈)
進化論發(fā)表前的自然系統時期(1763——1920) (亞當森、裕蘇、拉馬克、德堪多、本瑟姆、虎克)
系統發(fā)育系統時期(1883——) (艾希勒、恩格勒、哈欽松、塔赫他間、克朗奎斯特、佐恩、諾·達格瑞、斯特賓斯、田村道夫)
四個最引人注目的系統:
1.Cronquist系統(1968,1979,1981)
2.Takhtajan系統(1953,1966,1969,1980)
3.Hutchison系統(1926,1934,1948,1959,1973)
4.田村道夫系統(1974)
哈欽松被子植物分類系統:將雙子葉植物分為草本支和木本支,分別以木蘭目和毛茛目為原始起點,平行進化。認為柔荑花序類植物比較進化,,認為單子葉植物較雙子葉植物進化,起源于毛茛目。代表著被子植物起源學說中的真花學派。
(二 )植物分類學方法
1. 經典的方法 :標本室核對,文獻資料,形態(tài)解剖學——形態(tài)學分類
2.現代實驗分類學方法
1.栽培觀察試驗
2.細胞分類學(染色體分類學)Cytotaxonomy
3.化學分類學Chemotaxonomy
1. 直接可見物質
2. 植物本身的產物
①初生代謝物
②次生代謝物
③帶信息分子(DNA、RNA、Protein)
1)protein taxonomy
① Serology (血清學)(1897)
② Electrophoresis (電泳)
③ Amino-acid sequencing(氨基酸順序)
2)細胞色素C
3)DNA、RNA分子雜交
4.數量分類學Numerical taxonomy:應用數學理論和電子計算機技術處理生物分類學問題的邊沿學科。
1957年誕生(?),索卡爾和斯尼斯《數量分類學原理》(1963)為標志。
5. 分支分類學:以譜系學(geneology),即系統發(fā)育的分支式樣為基礎,旨在建立生物種系發(fā)生的譜系關系。
① 內類群比較法
② 外類群比較法
③ 分支圖法
④ 數量分支分類法
植物分類的等級
1. 基本等級
界、門(-phyta)、綱(-opsida,-phyceae)、目(-ales)、科(-aceae)、屬、種
亞界(-bionta)、亞門(-phytina)、亞綱(-idea,-phycidae)、亞目(-ineae)、亞科(-oideae)、亞屬、亞種
2. 完全等級
界、亞界、門、亞門、綱、亞綱、(超目)、目、亞目、科、亞科、族(-eae)、亞族(-inae)、屬、亞屬、組、亞組、系、亞系、種、亞種、變種、亞變種、變型、亞變型
植物界、有胚植物亞界、維管植物門、種子植物亞門、被子植物綱、雙子葉植物亞綱、薔薇超目、薔薇目、薔薇亞目、薔薇科、薔薇亞科、薔薇族、薔薇亞族、薔薇屬、犬薔薇系、犬薔薇亞系、犬薔薇、黃花變種、黃毛柱變型Plantae,Embryobionta,Tracheophyta,Spermatophytina,Angiospermopsida,Dicotyledonidae,Rosanea,Rosales,
Rosineae,Rosaceae,Rosoideae,Roseae,Rosinae,Rosa,Caninae,Caninae,Canina,Lutetiana,Lasiostylis
3. 種及種下分類群
(1). Species(種):是生物分類的基本單位。它是具有一定的自然分布區(qū)和一定的生理、形態(tài)特征的生物類群。同一種中的各個個體具有相同的遺傳性狀,而且彼此雜交可以產生能育后代,但與另一個種的個體雜交,在一般情況下,則不能產生后代(或不育)。種是生物進化與自然選擇的產物。
(2). Population(種群):是物種的結構單元,一個物種是由若干個種群所組成,一個種群有由同種許多個體所組成,而各個種群總是不連續(xù)地分布于一定的區(qū)域內(即種的分布區(qū)域)。每一種群內即是一個集體,自成一個繁殖體系,個體之間進行有性繁殖,交流基因,維持種的繁衍。
(3). Subspecies(亞種):一個種內的類群。形態(tài)上有差別,分布上或生態(tài)上或季節(jié)上有隔離,這樣的類群稱~
(4). Variety(變種)。Varietas.是一個種內有形態(tài)變異,變異比較穩(wěn)定,它分布的范圍比亞種小得多。是一個種的地方宗(local race)
(5). Form(變型):forma.有形態(tài)變異,但看不出有一定的分布區(qū),而是零星分布的個體,這樣的個體視為~
(6). Cultivar(栽培品種):指為了農業(yè)和園藝上的目的,凡具有任何一種特征(形態(tài)學的、生理學的、細胞化學的或其他)的栽培個體的集合,且被繁殖后(無性的或有性的),仍能保持這種可資區(qū)別的特征。
(是可以認識的、具有不同性質的種下實體。如無性系,有花能孕的純系,或以1-多個屬性為其特征的異花受精的集合物(assemblages)。
4.確定種的四個主要準繩:
(1). 各個體彼此間應有密切的相似性,易于將它們識別為該類群的的成員
(2). 近緣種所表現出的變異譜之間有間隙(gaps)
(3). 每個種占據一定的地理區(qū)域(或寬或窄),并證明對于他們所遇到的環(huán)境是適應的
(4). 有性分類群各個體之間應該能互交繁育,很少甚至于不失去其能育性,與其它種雜交的水平或成功率應有所下降。
命名法規(guī)
International cade of botanical nomenclature (ICSN)
1867年的巴黎會議由A.P.Decandono等擬定
1930年在英國召開的國際植物學會議修訂
1975年列寧格勒第十二屆國際植物學會議—第九版(1978)
1981年悉尼第十三屆國際植物學會議—第十版
每五年修改一次
75條+無數輔則、注釋和例證
追溯既往之效,規(guī)定:
1.苔蘚植物和維管植物從1935年起
2.藻類植物從1958年起,凡新類群描述要用拉丁文。
(1). 林奈的雙名法(bionomial nomenclature)
J.Bauhin (1623)首創(chuàng)。Rivinus(1692)首創(chuàng)(?)。林奈將其完善化。故國際上公認林奈,為首創(chuàng)雙名法(binomial nomenclature) 的學者并以其在1753年發(fā)表的Species Plantarum 一書所載的植物全用雙名法為起點.凡此書已命名的植物均為有效名。
雙名法:指用拉丁文給植物的種起名字。需用兩個拉丁詞來表達。第一個詞是屬名,第二個詞是種加詞(即種名),第三個詞為命名人。
如Helianthusannuus L.向日葵
↓ ↓ ↓
太陽花一年生的 林奈
(2). 三名法.
亞種或變種 名稱如不帶亞種Subsp或變種(Var.)的縮寫詞.則為3個詞。即屬名+種加詞+亞種或變種加詞。即為 ~
Panax Pseudo-ginseng Wall. Var. japonicus (C.A.Mey) Hoo et Tseng
屬名 種加詞 種名命名人 變種縮寫 變種加詞 變種命名人
Panax Pseudo-ginseng Wall. Var. notoginseng (Burkill) Hoo et Tseng
Et: 合發(fā)表:Cathaya argyrophylla Chun et Kung
鄭萬鈞和匡可任
作者多于2人可用et al
Comb.nov.新組合.(Combintio nova);
桃:Amygdalus persica L.后由Batsch.重新組合入李屬.Prunus:成.Prunuspersica (L.)Batsch.現有的書仍用林奈的命名.而將后者作為異名. Amygdaluspersica L.(Punus persica Batsch.)
ex:代發(fā)表:Thhaloctrum squarrosum steph.ex willd. 歧序唐松草
此種根據Willenow發(fā)表文章為準
(3). 法規(guī)要點.
(法規(guī)是國際植物分類學者命名共同遵循的文獻和規(guī)章.)
①.每一種植物只有一個合法的拉丁學名.其它名只能作異名或廢棄.(異名Synonym)
②.每種植物的拉丁學名包括屬名和種加詞.另加命名人名.
③.一植物如已見有2個或以上的拉丁學名.應以了早發(fā)表的名稱(不早于1753年林奈的<<;植物種志>>;一書的年代).并且是按法規(guī)正確命名的.方為合用名稱.
④.一個植物合法有效的拉丁學名,必須為有效發(fā)表的拉丁文描寫。
⑤.對于科或科以下各級新類群的發(fā)表,必須指明其命名的模式種.新種一模式標本。
⑥.保留名(nomina conservwnda)是不合命名法規(guī)的名稱.按理應不通用通行.但由 于歷史上已習慣用久了.經公議可以保留.但這一部分數量不大.
如一些非-aceae 結尾的科 名:
Umbelliferae (Apiaceae) Labiatae (Lamiaceae)
Cruciferae (Bassicaceae) Leguminosae (Fabaceae)
Grramineae (Poaceae) Palmae (Arecaceae)
Compositce (Asterraceae) [Gutliferae (clusiaceae)
基本異名.(basionym):為異名之一.即一植物的屬名已改.(如重新組合列入另一屬.種加詞不變.)種加詞不改時,原來的拉丁學名為~
如白頭翁.Pulsatilla chinensis (Bge.)Regel的基本異名為
Anemine chinensis Bge .
(4). 模式標本.(模式方法)
模式標本:即將種(或種以下分類學群) 拉丁學名與一個或一個以上選定植物標本相聯系,這種選定的標本作為發(fā)表新種的依據,就叫~。
(命名模式:是分類單位性名稱所永久依附 那個分子.element.而不論該名稱正確或為異名.必須是某一分類單位中最典型,最具代表性的分子.
1..全模式標本.(正模式標本.主模式標本.模式標本.)holotype 簡寫type:由命名人指定的模式標本.用作新種的的描述.命名和繪圖.
2..同號模式標本 istype (等模式)
為與全模式標本同一號碼的標本.采集時同一號采有幾枝同種植物.裝訂成幾張標本.其中1-2張為主模式標本,其余的為~
3..合用模式標本.syntype (合模式)
當命 名人末指定模式標本時,或者有2號以上的標本被指定為模式標本時,(同雌.雄株..凡其引用的標本稱為~
4..同舉模式標本. paratype
命名者在原描述中,除模式標本外同時指出 標本.稱為~
5..選定模式標本.(lectotype) (選模式.) (后選模式)
原來發(fā)表的文章或著作中,沒有肯定哪一號標本為模式標本或主模式已丟失.或換切時.以后 學者在原始材料中選用一號標本為命名模式標本.(可為等模式or合模式及新模式.)
6..原產地模式(topotype)
當得 不到某種植物的模式標本時.根據記載該植物的模式標本產地采到同種植物 的標本.并選出一個標本代替模式標本.稱為,~
7..新模式標本.neotype
當所有某一植物 的等模式.合模式以及任何原始資料標本都喪失時.重新選定標本作為模式標本.
模式的方法可用到屬.科和目.
新組合的模式;為基原異名模式.新名稱的模式是被替代名稱的模式
5.合格發(fā)表(Valid publication)
①.合法名.是指符合國際植物學命名法規(guī)有關發(fā)表方面所有規(guī)則的名稱.為某個分 類群的可接受的名稱,是正確的名稱,
②.為了合法名稱必須:
1)合格發(fā)表即有效發(fā)表.印成材料.通過出售交換或贈送.在植物學界公開,
2)遵照名稱形成 有關規(guī)則.
3)附有拉丁文特征摘要或引證前人有效發(fā)表的特征摘要,拉丁文標準不適用于化 石植物,但化石和藻類另外需要附以一幅說明其特征 的圖.
4)標出命名模式.
5)明確指出它們所建屬 的等級
③.當某一作者采用另一作者創(chuàng)立但尚未有效發(fā)表名稱時,兩個作者的名字都出現在 作者引證內,較先作者名+ex+較后作者名
④.完整引證還 需把所發(fā)表的地方引證在作者引證后.如.Ranuncuhus acris L.,Species plantarum,P554(1753)若發(fā)表在不完全被名稱的作者所寫著作里 就用in這個詞.如:Ramatuella virens spruce ex Eichler in Martius, FloaBrasiliensis, 14 ⑵:100(1867) 新描述 分類群名稱通常標以SP.nov.;gen nov cimb.nov. 一個新名稱,即根據以前描述的分類群來定名.但所有的名稱不同時,用.nom nov.
⑤.合格發(fā)表通?;蚴峭ㄟ^新分類群的描述.或者通過引證同一分類群以前曾合格發(fā)表的名稱,而到達目的. 6優(yōu)先律原則(the principle of priority)
①.采用人為最早的有效發(fā)表合法名稱,(其它為異名)
②.不能早于林奈的<<;植物種志>>(1753.5.1)(泥炭藻科始于Hebwig<<;藻綱種志>>(1801.1.1)某些藻類所有真菌和化石植物除外)
③選擇某個分類群最早的名稱時,只有該等級的名稱或加詞才可考慮,其發(fā)表日期也是以該等級 發(fā)表日期為準 ,未必是名稱或加詞的最早發(fā)表日期.通常,當相應等級的最早加詞只存在于一個不適用的組合里時.就另創(chuàng)這一個新的組合.
④.優(yōu)先法規(guī)只適用于科和其下的各個等級.
⑤.屬以下分類群的名稱.按國際植物學 命名法規(guī)有規(guī)則.無論如何.改變某個屬名以后.(如由于發(fā)現一個最早,的名稱,)對于它所 包括的種必須創(chuàng)立很多新 的組合.為避免這種情況.對于一些根據國際植物學命名法規(guī)盡管發(fā)現是不正確的屬名.但考以別的屬名替換后會引起許多不便 的話,此時屬名可以保留.而那些正確的屬名卻反而廢棄.風車蕨屬.√ Combrretum Loefl(1758) 有幾百種 .
× Gislea L.(1753) (自林奈時代以來幾乎就不使用了)
植物檢索表編制和使用
~是鑒定植物的工具。常是運用植物形態(tài)比較方法,按劃分類群(科.屬.種等)的標準.和顯著特征.選用一對明顯不同的特征.將未知植物(已記載過的).一一區(qū)分開來,最后分出其科、屬、種來。
1.類型:
一、提綱式檢索表:
以簡明的最少量識別特征對分類群作出排列,其排列順序反映了它們假設的親緣關系。是所有的識別特征可能是隱蔽的或者難于確定的,這種綱要編寫成的檢索表形式。
二.人為檢索表
1)單道或連續(xù)性檢索表 (二波式.R.Morison)
A.定距檢索表.(鋸齒式.內縮式)
B.平行檢索表(階層式)
2)多道檢索表
A.刀仞穿孔檢索表
B.主體穿孔檢索表.
C.表格式檢索表
D.側面檢索表.
2.編制和使用:
二歧分類法:將特征不同的一群植物.用一分為二 方法.逐步對比排列.進行分類,稱~.根據~可將自然界 植物列成分類檢索表.又名拉馬克式二歧分類法(1744-1829) (其實應為R.Morison 在其Plantarum Umbelliferarum Distributio Nova(1072)中首次應用)
1).定距檢索表(級次式檢索表)
將每一對互相區(qū)別的特征分開編排在一定的距離處,標以相同的項號,每低一項號退后一字。
每一組特征寫在右邊一定 的距離處,前有號碼1.2.....與之相對 的一組特征寫在同樣距離處,每分歧 下一級 一組相對性狀則在上一級的稍后處開始,如此繼續(xù)下去,描寫愈來愈短。直到檢索出某類或某種植物的名稱為止。
優(yōu)點:對照區(qū)別清楚,使用便當
缺點:種類較多時,左邊空白太浪費篇幅,每組對句兩邊部分難翻書尋找。
2).平行檢索表
將每一對互相區(qū)的特征編以同樣的項號,并緊接并列,項號雖變但不退格,項未注明應查的下一項號或查到的分類等級。
與上共同之處在于每組相對特征緊緊相連易于比較 在一組特征敘述后,為一數字或名稱。
3).連續(xù)平行式檢索表
將一對互相區(qū)別的特征用兩個不同的項號表示,其中后一項號加括弧,以表示它們是相對比的項目。
檢索表
常見的植物分類檢索表有定距式(級次式)、平行式和連續(xù)平行式三種:
一、以植物莖的形態(tài)來分類 1.喬木 有一個直立主干、且高達5米以上的木本植物稱為喬木。與低矮的灌木相對應,通常見到的高大樹木都是喬木,如木棉、松樹、玉蘭、白樺等。喬木按冬季或旱季落葉與否又分為落葉喬木和常綠喬木。 2.灌木 主干不明顯,常在基部發(fā)出多個枝干的木本植物稱為灌木,如玫瑰、龍船花、映山紅、牡丹等。 3.亞灌木 為矮小的灌木,多年生,莖的上部草質,在開花后枯萎,而基部的莖是木質的,如長春花、決明等。 4.草本植物 草本植物莖含木質細胞少,全株或地上部分容易萎蔫或枯死,如菊花、百合、鳳仙等。又分為一年生、二年生和多年生草本。 5.藤本植物 莖長而不能直立,靠倚附它物而向上攀升的植物稱為藤本植物。藤本植物依莖的性質又分為木質藤本和草質藤本兩大類,常見的紫藤為木質藤本。 藤本植物依據有無特別的攀援器官又分為攀緣性藤本,如瓜類、豌豆、薜荔等具有卷須或不定氣根,能卷纏他物生長;纏繞性藤本,如牽?;ā⑷潭?,其莖能纏繞他物生長。 二、以植物的生態(tài)習性來分類 1.陸生植物 生于陸地上的植物。 2.水生植物 指植物體全部或部分沉于水的植物,如荷花、睡蓮等。 3.附生植物 植物體附生于它物上,但能自營生活,不需吸取支持者的養(yǎng)料為生的植物,如大部分熱帶蘭。 4.寄生植物 寄生于其他植物上,并以吸根侵入寄主的組織內吸取養(yǎng)料為自己生活營養(yǎng)的一部分或全部的植物,如桑寄生、菟絲子等。 5.腐生植物 生于腐有機質上,沒有葉綠體的植物,如菌類植物、水晶蘭等。 三、以植物的生活周期來分類 1.一年生植物 植物的生命周期短,由數星期至數月,在一年內完成其生命過程,然后全株死亡,如白菜、豆角等。 2.二年生植物 植物于第一年種子萌發(fā)、生長,至第二年開花結實后枯死的植物,如甜菜。 3.多年生植物 生活周期年復一年,多年生長,如常見的喬木、灌木都是多年生植物。另外還有些多年生草本植物,能生活多年,或地上部分在冬天枯萎,來年繼續(xù)生長和開花結實。
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