植物的分類

植物分類學是一門主要研究整個植物界的不同類羣的起源,親緣關係,以及進化發展規律的一門基礎學科。也就是把紛繁複雜的植物界分門別類一直鑑別到種,並按系統排列起來,以便於人們認識和利用植物。

植物的分類

植物分類學

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和內部解剖特徵去分,後來把孢粉形態、地理分佈和古生物學等方面的內容結合進去後,有助於進一步對種類的鑑定和植物演化關係的探討。

背景知識

現在生存在地球上的生物估計有50萬種以上(種子植物250000種左右)。要對數目如此衆多,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、由表及裏地進行分門別類,否則便無從下手。植物分類學內容由三方面組成,它的研究對象爲全世界生活的植物。

分類(Classification)

鑑定(Identification & determination)

命名(nomenclature)

植物分類學是發展較早的一門學科,它的任務不僅要識別物種、鑑定名稱,而且還要闡明物種之間的親緣關係和分類系統,進而研究物種的起源、分佈中心、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。

爲了分類各個植物類羣,人們根據植物類羣範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。瞭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(ICBN)爲(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)

哈欽鬆被子植物系統圖

屬 Genus (Genus)

組 Sectio(Section)

系Series(Series)

種Species(Species)

變種Varietas(Variety)

變型Forma(Form)(一) 植物分類學思想

植物分類學思想的三次飛躍:人爲分類,自然分類,系統分類

三種不同的分類系統:人爲分類系統,自然系統,系統發育系統

分類學史三個時期:

人爲分類系統時期(——1830) (李時珍、林奈)

進化論發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)

系統發育系統時期(1883——) (艾希勒、恩格勒、哈欽鬆、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)

哈欽鬆被子植物分類系統:將雙子葉植物分爲草本支和木本支,分別以木蘭目和毛茛目爲原始起點,平行進化。認爲柔荑花序類植物比較進化,,認爲單子葉植物較雙子葉植物進化,起源於毛茛目。代表着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 :標本室覈對,文獻資料,形態解剖學——形態學分類

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)爲標誌。

5. 分支分類學:以譜系學(geneology),即系統發育的分支式樣爲基礎,旨在建立生物種系發生的譜系關係。

① 內類羣比較法

② 外類羣比較法

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. 種及種下分類羣

1. Species(種):是生物分類的基本單位。它是具有一定的自然分佈區和一定的生理、形態特徵的'生物類羣。同一種中的各個個體具有相同的遺傳性狀,而且彼此雜技可以產生能育後代,但與另一個種的個體雜交,在一般情況下,則不能產生後代(或不育)。種是生物進化與自然選擇的產物。

2. Population(種羣):是物種的結構單元,一個物種是由若干個種羣所組成,一個種羣有由同種許多個體所組成,而各個種羣總是不連續地分佈於一定的區域內(即種的分佈區域)。每一種羣內即是一個集體,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):一個種內的類羣。形態上有差別,分佈上或生態上或季節上有隔離,這樣的類羣稱~

4. Variety(變種)。Varietas.是一個種內有形態變異,變異比較穩定,它分佈的範圍比亞種小得多。是一個種的地方宗(local race)

5. Form(變型):forma.有形態變異,但看不出有一定的分佈區,而是零星分佈的個體,這樣的個體視爲~

6. Cultivar(栽培品種):指爲了農業和園藝上的目的,凡具有任何一種特徵(形態學的、生理學的、細胞化學的或其他)的栽培個體的集合,且被繁殖後(無性的或有性的),仍能保持這種可資區別的特徵。

(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-多個屬性爲其特徵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,易於將它們識別爲該類羣的的成員

2. 近緣種所表現出的變異譜之間有間隙(gaps)

3. 每個種佔據一定的地理區域(或寬或窄),並證明對於他們所遇到的環境是適應的

4. 有性分類羣各個體之間應該能互交繁育,很少甚至於不失去其能育性,與其它種雜交的水平或成功率應有所下降。

命名法規

International cade of botanical nomenclature (ICSN)

1867年的巴黎會議由ndono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、註釋和例證

追溯既往之效,規定:

1. 苔蘚植物和維管植物從1935年起

2. 藻類植物從1958年起,凡新類羣描述要用拉丁文。

1. 林奈的雙名法(bionomial nomenclature)

in (1623)首創。Rivinus(1692)首創(?)。林奈將其完善化。故國際上公認林奈,爲首創雙名法(binomial nomenclature) 的學者並以其在1753年發表的Species Plantarum 一書所載的植物全用雙名法爲起點.凡此書已命名的植物均爲有效名。

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),第三個詞爲命名人。

如 Helianthus annuus 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.則爲3個詞。即屬名+種加詞+亞種或變種加詞。即爲 ~

Panax Pseudo-ginseng Wall. Var. japonicus () 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: 合發表:Cathaya argyrophylla Chun et Kung

鄭萬鈞和 匡可任

作者多於2人可用et al

. 新組合.(Combintio nova);

桃:Amygdalus persica L.後由Batsch.重新組合入李屬us:成uspersica (L.)Batsch.現有的書仍用林奈的命名.而將後者作爲異名. Amygdaluspersica L.(Punus persica Batsch.)

ex:代發表:Thhaloctrum squarrosum willd. 歧序唐鬆草

此種根據Willenow發表文章爲準

3. 法規要點.

(法規是國際植物分類學者命名共同遵循的文獻和規章.)

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.應以了早發表的名稱(不早於1753年林奈的<<植物種志>>一書的年代).並且是按"法規"正確命名的.方爲合用名稱.

④.一個植物合法有效的拉丁學名,必須爲有效發表的拉丁文描寫。

⑤.對於科或科以下各級新類羣的發表,必須指明其命名的模式種.新種一模式標本。

⑥.保留名(nomina conservwnda)是不合命名法規的名稱.按理應不通用通行.但由 於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):爲異名之一.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,原來的拉丁學名爲~

如白頭翁atilla chinensis (Bge.)Regel的基本異名爲

Anemine chinensis Bge .

4. 模式標本.(模式方法)

模式標本:即將種(或種以下分類學羣) 拉丁學名與一個或一個以上選定 植物標本相聯繫,這種選定的標本作爲發表新種的依據,就叫~。

(命名模式:是分類單位性名稱所永久依附 那個分子ent.而不論該名稱正確或爲異名.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)

爲與全模式標本同一號碼的標本.採集時同一號採有幾枝同種植物.裝訂成幾張標本.其中1-2張爲主模式標本,其餘的爲~

3..合用模式標本ype (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爲模式標本時,(同雌.雄株..凡其引用的標本稱爲~

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.稱爲~

5..選定模式標本.(lectotype) (選模式.) (後選模式)

原來發表的文章或著作中,沒有肯定哪一號標本爲模式標本或主模式已丟失.或換切時.以後 學者在原始材料中選用一號標本爲命名模式標本.(可爲等模式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採到同種植物 的標本.並選出一個標本代替模式標本.稱爲,~

7..新模式標本ype

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.重新選定標本作爲模式標本.

模式的方法可用到屬.科和目.

新組合的模式;爲基原異名模式.新名稱的模式是被替代名稱的模式

5.合格發表(Valid publication)

①.合法名.是指符合國際植物學命名法規有關發表方面所有規則的名稱.爲某個分 類羣的可接受的名稱,是正確的名稱,

②.爲了合法名稱必須:

1)合格發表即有效發表.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 有關規則.

3)附有拉丁文特徵摘要或引證前人有效發表的特徵摘要,拉丁文標準不適用於化 石植物,但化石和藻類另外需要附以一幅說明其特徵 的圖.

4)標出命名模式.

5)明確指出它們所建屬 的等級

③.當某一作者採用另一作者創立但尚未有效發表名稱時,兩個作者的名字都出現在 作者引證內,較先作者名+ex+較後作者名

④.完整引證還 需把所發表的地方引證在作者引證後.如ncuhus acris L.,Species plantarum,P554(1753)若發表在不完全被名稱的作者所寫著作裏 就用"in"這個詞.如:Ramatuella virens spruce ex Eichler in Martius, FloaBrasiliensis, 14 (2):100(1867) 新描述 分類羣名稱通常標以.;gen nov . 一個新名稱,即根據以前描述的分類羣來定名.但所有的名稱不同時,用 nov.

⑤.合格發表通常或是通過新分類羣的描述.或者通過引證同一分類羣以前曾合格發表的名稱,而到達目的. 6優先律原則(the principle of priority)

①.採用人爲最早的有效發表合法名稱,(其它爲異名)

②.不能早於林奈的<<植物種志>>(1753.5.1)(泥炭藻科始於Hebwig<<藻綱種志>>(1801.1.1)某些藻類所有真菌和化石植物除外)

③選擇某個分類羣最早的名稱時,只有該等級的名稱或加詞纔可考慮,其發表日期也是以該等級 發表日期爲準 ,未必是名稱或加詞的最早發表日期.通常,當相應等級的最早加詞只存在於一個不適用的組合裏時.就另創這一個新的組合.

④.優先法規只適用於科和其下的各個等級.

⑤.屬以下分類羣的名稱.按國際植物學 命名法規有規則.無論如何.改變某個屬名以後.(如由於發現一個最早,的名稱,)對於它所 包括的種必須創立很多新 的組合.爲避免這種情況.對於一些根據國際植物學命名法規儘管發現是不正確的屬名.但考以別的屬名替換後會引起許多不便 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

~是鑑定植物的工具。常是運用植物形態比較方法,按劃分類羣(科.屬.種等)的標準.和顯著特徵.選用一對明顯不同的特徵.將未知植物(已記載過的).一一區分開來,最後分出其科、屬、種來。

1.類型:

一、提綱式檢索表:

以簡明的最少量識別特徵對分類羣作出排列,其排列順序反映了它們假設的親緣關係。是所有的識別特徵可能是隱蔽的或者難於確定的,這種綱要編寫成的檢索表形式。

二.人爲檢索表

1)單道或連續性檢索表 (二波式son)

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:將特徵不同的一羣植物.用一分爲二 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) (其實應爲son 在其Plantarum Umbelliferarum Distributio Nova(1072)中首次應用)

1).定距檢索表(級次式檢索表)

將每一對互相區別的特徵分開編排在一定的距離處,標以相同的項號,每低一項號退後一字。

每一組特徵寫在右邊一定 的距離處,前有號碼1.2.....與之相對 的一組特徵寫在同樣距離處,每分歧 下一級 一組相對性狀則在上一級的稍後處開始,如此繼續下去,描寫愈來愈短。直到檢索出某類或某種植物的名稱爲止。

優點:對照區別清楚,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

將每一對互相區的特徵編以同樣的項號,並緊接並列,項號雖變但不退格,項未註明應查的下一項號或查到的分類等級。

與上共同之處在於每組相對特徵緊緊相連易於比較 在一組特徵敘述後,爲一數字或名稱。

3).連續平行式檢索表

將一對互相區別的特徵用兩個不同的項號表示,其中後一項號加括弧,以表示它們是相對比的項目。