分类学的新理论：分支分类学

达尔文进化论为生物分类学提供了坚实的理论基础。为探讨生物之间的亲缘关系,30—40年代分类学界首先形成了进化分类学(Evolutionary Taxonomy);50年代初形成了另一分类学理论:数值分类学(NunericalTaxonomy);到了60年代分类学领域中又出现了另一新理论:分支分类学(CladisticTaxonomy),或称系统发育系统学(Phylogenetic systematics),分(?)分类学的出现随即在分类学界引起了极大反响。     

分子系统学研究进展

分子系统学 ( molecular systematics)是近 30年发展起来的一门综合性前沿学科 ,它在分子水平上对生物进行遗传多样性、分类、系统发育和进化等方面的研究 ,其研究结果对于保护生物多样性 (尤其是遗传多样性 ) ,揭示生物进化历程及机理具有十分重要的意义。1　分子系统学的定义及发展简史分子系统学是通过检测生物大分子包含的遗传信息 ,定量描述、分析这些信息在分类、系统发育和进化上的意义 ,从而在分子水平上解释生物的多样性、系统发育及进化规律的一门学科。它以分子生物学、系统学、遗传学、分类学和进化论为理论基础 ,以分子生物学…     

《植物系统学：系统发育方法》一书简介

Ｗ .Ｓ .Ｊｕｄｄ等著的《植物系统学 :系统发育方法》(ＰｌａｎｔＳｙｓｔｅｍａｔｉｃｓ:ＡＰｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃＡｐｐｒｏａｃｈ)一书将维管植物按照分支分类学研究结果分门别类进行了介绍。该书 1999年出版 ,全书共 8章。第 1章植物系统学 ,介绍植物系统学定义及其研究的重要性 ;第 2章生物系统学的方法与原则 ,解释如何根据系统学证据重建系统发育关系 ;第 3章有花植物的分类与系统 :历史背景 ,概述在系统发育历史背景下应如何看待分类群 ;第 4章分类学证据 :形态结构与生化性状 ;第 5章分子系统学 ,介绍植物系统学的主要证据 ,侧…     

分支系统学评述

本文论述了分支分类学说的主要内容及有关问题。全文包括7方面的内容：(1)分支分类学说 的哲学原理为波普尔的证伪主义科学哲学;(2)分支分析的三个基本原则是近裔共性原则、严格单系 原则及简约性原则;(3)分支分析的工作步骤包括：单系类群的确立、性状分析、分支分析运算、分支图与分类系统的建立及分支图与性状再分析;(4)本文讨论厂分支分类学派、表型分类学派与演化 分类学派;(5)由于板块构造理论及分支分析的兴起,生物地理学发生了重大变化,出现了传统的演化生物地理学、系统发育生物地理学及替代生物地理学争鸣的局面;(6)由于杂交导致性状矛盾,因 此可以由分支分析识别杂种;(7)由科学理论的三条标准来看,分支系统学属于严格意义的科学理论。     

胃磨结构在蟹类分类研究上的意义(甲壳纲:歪尾派)

在早期分类研究工作中,分类学家几乎完全以形态性状为基础划分分类阶元。蟹类的分类研究工作也不例外。随着进化论的创立与发展,分类学家工作目标之一是建立反映系统发育的分类系统。在化石记录缺乏的情况下,要达到这一目标就应该尽可能利用多方面的分类性状。自本世纪以来,蟹类分类系统的研究逐渐地被解剖学、胚胎学、古生物学、     

评亨尼希《系统发育分类学》

本世纪六十年代后期,在生物分类学(或系统学)界兴起了一个新的学派。现在一般都称之为“分支系统学派”(Cladistics)。创导人是德国的昆虫学家和分类学家,威里·享尼希(Willi Hennig)。早在1950年亨尼希就写了一本名为“一种系统发育分类理论的基础”(Grundzuge einer Theorie derphylogenetischen Systematik)的书。书中的观点与当时盛行的综合系统学(Synthetic Systematics)颇多抵触,又是用德文写的,所以并没有引起很多人的重视。     

系统发育系统学——对现代系统生物学的理解与探讨

<正> 物种——系统生物学中的基本分类单元在进行系统发育及分类的研究中,常常要碰到的两个问题是:1.什么是我们进行系统学研究的基本单位?2.什么是系统学研究中所使用的基本信息单位?第一个问题是指各种分类单元,如生物个体,居群,亚种,种,属等等。它们形成系统学分析中可独立存在的一个个实体(entity)。而第二个问题则指我们是根据什么样的信息单位来建立、识别这些实体,并找到这些实体之间的相互关系,也就是重建系统发育。对于第二个问题,简单的回答是:系统学研究中所使用的基本信息单位是性状(character)或性状状态(chara-cter state)。性状本身不能单独作为一个实体存在于系统学的研究体系中,但性状的载体——分类单元则依赖性状与别的载体建立联系。关于性状的一些问题,我们将在以后的篇幅中讨论。本篇的中心是物种及系统生物学中的基本单元。     

分支系统学的外群分析方法中外群性状状态确定的探讨

分支系统学(cladistics)在生物系统学(“分类学”)中已得到广泛的应用,它引起了整个生物系统学理论和方法的巨大变革,且在不断的运用中,其理论和力法得到不断的发展和完善。 Hennig在1953年研究昆虫系统发育的文章中,仍没有讨论性状极性(character polarity)的确定方法,虽然他已明确地认识到单系(monophyly)的确定只能依据离征(apomorphy),只有基于离征建立的系统关系才是真正的系统发育关系(phylogeny)。那么正确地判定祖征(plesiomorphy)和离征就是一个至关重要的问题,也即关系到正确地判定性状极向的问题。极向判定错误,必然导致系统发育关系分析的错误。     

中国植物分类学者的历史与现状

中国植物资源丰富, 长期以来被外国人所关注和研究。直到1916年, 中国植物分类学者才开始独立研究本国植物, 并经历了从民国时期开始自立、到1949年后自主完成《中国高等植物图鉴》《中国植物志》等国家级和相对完整的地方植物志以及中外合作完成英文版的国家植物志Flora of China、再到21世纪新一代学者每年更新《中国生物物种名录》并且开始主导国际性植物分类学研究工作等3个主要时期。统计表明, 超过3,000位中国学者参与过植物命名或植物名称处理等命名相关工作, 近些年更是达到每年新增100人左右的新高。但这种繁荣局面与中国植物分类学的衰退状况彼此矛盾。为了解释这个矛盾, 结合对历史回顾的深入分析说明, 真正能够反映分类学发展程度的量化指标应当是“活跃”分类学者数目。这个数目在21世纪停滞不前, 表明当今的分类学人才队伍建设仍存在不少问题, 特别是新分类群的发表与系统学研究脱节, 对分子系统学证据的应用仍有不足, 以及科研评价体系偏重于论文影响因子等。本文因此提出了当今分类学者应该具备的6条技能标准: (1)具有科学精神和全球视野; (2)掌握学科内知识; (3)掌握学科外知识; (4)具备野外工作技能; (5)具备标本馆和实验室工作技能; (6)掌握文献和数据库检索技能。     

蚜虫的数值分类

辛普森(Simpson,1961)在他的《动物分类学原理》中一开始就写着:“许多权威主张分类工作只要去做,不应该多想。”这表明过去的分类学工作大都是因袭成规,不求甚解。公认林奈是分类学的奠基人,从《自然系统》第10版(1758)算起,这门学科217年来,受到达尔文(1859)《物种起源》,孟德尔(1900)遗传定律,赫胥黎(1940)《新系统学》,麦尔等(1942)《系统学及物种起源》的影响(Heywood,1964称为三次革命),但影响不大,灌输的新血液不多。“人类总是不断发展的,自然界也总是不断发展的,永远不会停止在一个水平上。”近十几年来对分类学的变革已经呼声四起,其中以生物化学方法、数值计算方法、新光学仪器的应用、国际命名法规的改革建议等较为突出。随着其他学科的发展,分类学也在变,有人指出“现在是电子计算机时代。”分类学也要朝这方向发展。     

系统发育系统学——对现代系统生物学的理解与探讨

<正> 引言回顾我国有关生物系统学的研究,我们可以感到,生物学界在这一领域的研究,基本上局限于生物分类学(Classification)的范围.这一点曾被周明镇、张弥曼(1985)指出过.由于政治,经济及科学发展水平诸方面的原因,我国在生物系统学领域的研究发展缓慢,甚少创新,明显地落后于国外同一领域的研究水平.这种缓慢进程也可能还会持续许多年.作为一种尝试,我们用《学报》一角,撰写一些有关生物系统学的短文,在"系统发育系统学"的总标题下,每次以不同的小标题刊出.我们希望这些文章能引起《学报》读者的兴趣,从而扩大有关内容的探讨,起到抛砖引玉的作用.     

中国百合科(广义)植物趋同特征的讨论——浆果和蒴果

分类学家在讨论分类群之间的关系时,首先要分析分类性状的特点。其中有一种性状,所谓趋同性状者(Convergent character),常扰乱我们对分类群之间真正谱系关系的阐明,这是众所周知的事。     

被子植物起源研究中几种观点的思考

对被子植物起源研究中的几种观点进行了讨论。(1)由于被子植物存在着一组共同的性状,它们不可能是从不同祖先起源的,而是有着共同的祖先。被子植物是一个单源起源的类群。现存被子植物分类系统是依据包括形态学(广义)、分子系统学、古植物学和植物地理学等的综合性状建立的,只能表示出现存类群的亲缘关系并且追溯到它们最近的祖先。人们现在还不可能建立一个包括全部已绝灭的类群和现代生存类群的谱系发生系统。因此,现存被子植物分类系统只能看作是“亲缘”系统。(2)分析了用于推测被子植物起源时间的分子、化石和地理分布证据。我们认为,要确定被子植物起源时间,植物化石是一类重要证据,但化石只能说是植物本身可保存部分和当时当地所提供的化石条件的综合反映,它们不可能就是植物类群或种的起源时间。人们还必须考虑到化石本身的演化历史。应用分子钟也是一种手段,但误差比较大。如果我们除了利用上述两种资料之外,根据植物类群的现代分布格局及其形成,把植物的演化同地球的历史和板块运动联系起来,以推断它们起源的时间,这无疑会增加其可信度。通过对56个种子植物不同演化水平的重要科属地理分布的研究结果,我们曾提出被子植物的起源时间可能要追溯到早侏罗世,甚至晚三叠世。(3)分析了基于分子证据所提出的被子植物基部类群——ANITA成员(包括无油樟科Amborellaceae、睡莲科Nymphaeaceae、八角目Illiciales、早落瓣科Trimeniaceae、木兰藤科Austrobaileyaceae)的性质,讨论了ANITA成员在现代几个被子植物分类系统中的系统位置的不同观点,评价了它们的形态学(广义)性状。指出ANITA的成员由于包含大量的祖征,是属于原始的类群。但由于它们的共有衍征很少,如花粉球形,说明它们在被子植物演化早期就分道扬镳了,沿着不同的传代线分化。因此ANITA是一个源于不同传代线的复合群。     

中国植物分类学中的物种问题

Nooteboom和Peter Raven都认为中国的分类学家往往持有狭隘的物种概念,而这是由于他们缺 少足够的标本,尤其是模式标本,因而不能充分研究种的变异性。Raven说这使他相信中国植物分类学 中真正的物种概念颇有模式概念的色彩。他们的说法不无道理。的确,中国的植物区系中可能有大量 的种其真实身份还有讨论的余地。根据单个性状或完全按营养器官性状来命名新种是常有的事。有些 学者甚至把发表新种作为其分类工作的主要目标。现有的、为数非常有限的关于中国植物变异式样研 究的证据证明有些“种”实际上是生态宗(Clinopodium)、地理宗(Cunninghamia和Indigofera)或呈地形 梯度变异式样的分类群(Lespedeza和Rhododendron)而已。根据表型的可塑性变化而命名的种曾经或 仍然被作为“好种”对待(Rorippa)。具各种不同叶形特性的种间杂种的分离系被命名为不同的种 (Ilex)。分类学上本来就已经很复杂的无融合生殖复合体由于新种的不断增加而变得更加复杂 (Malus)。对一个具有复杂变异式样的种的精心研究导致对25个种名的归并,其中有10个是80年代 由中国分类学家发表的(Clematoclethra)。诸如此类的例子随着研究工作的扩大而势必大量增加。传统 植物分类学主要或完全以形态性状为依据。外部形态性状具有比较容易观察和记录的优点。分类学种 概念能满足多种用途分类的需要。但如果把分类学种概念说成是完全凭分类学家个人的主观判断或甚 至偏爱而很难有是非之分就颇成问题了。现在比过去任何时候都有条件对种这个分类阶元作客观的解 释。正确的物种概念来自对植物变异式样及其分类学价值的正确和充分的理解。因此,作为标本室分 类学家,首先要研究尽可能多的标本。其次,尽可能收编来自其他方面的证据是十分可取的。这些证据 即使不是很有用的分类性状,对更好地了解或解释类群的变异式样往往具有重要的意义。分类学家可 借以发现他所寻找的分类群在表型或基因型变异上的间断。对这两种间断的合理应用将导致在许多属内种级水平的更加合理的分类。     

分类学发展史概略和坚持分类学的完整概念

温故而知新。本文以历史进程为序,根据分类学中的重大事件,粗线条勾画出一个框架以反映分类学发展的的轨迹。包括以下几个部分:古代至林奈之前的生物分类;近代分类学科的诞生;进化理论的确立与修正及其深远影响;分类学的蓬勃发展(居群概念、新系统学与Biosystematics,细胞分类法与化学分类法,学派争鸣促进分类学繁荣);分子生物学为分类学注入强大活力。在讨论部分论述了坚持分类学的完整概念,不宜将分类的某个依据和方法理解和翻译为某个分类学,如chemotaxonomy,cytotaxonomy,DNA taxonomy应理解和翻译为某个分类方法,而不是"化学分类学","细胞分类学","DNA分类学"等,说明了其理由和依据。对于林奈创立了二名法、将二名法理解为物种的学名是由属名+种名组成等一些不确切的说法给予了澄清。     

国际植物命名法规简介(Ⅰ)

一、前言任何生物(包括人类自己本身)各自都需要一个名称,但如何给这些生物命名,使人类得以共同交流知识,不至于产生同一种生物有不同的名称,或者不同种的生物有相同的名称,这是生物学家的一项重要任务,因此“命名”工作也是生物分类学的不可分割     

钝头蛇类系统学研究进展

钝头蛇类不同类群在外形、色斑及鳞被特征上有很高的相似度,关于其种属划分长期以来一直存在争议。本文根据已有文献资料及笔者自己的研究成果,主要从形态学和分子系统学方面叙述了钝头蛇类分类学的研究进展,从属以上、属级以及种级分类阶元叙述其研究历史及成果,主要进展如下:1整个亚洲食螺蛇类(钝头蛇类)构成一个科,即钝头蛇科(Pareatidae),而非隶属于游蛇科(Colubridae)的钝头蛇亚科(Pareatinae);2单楯蛇属(Aplopeltura)和弱钝头蛇属(Asthenodipsas)为有效属,最大的钝头蛇属(Pareas)理论上可进一步分为两个属,但需要更充分的分子系统学与形态学资料验证;3分子系统学研究结果提示台湾钝头蛇(P.formosensis)与中国钝头蛇(P.chinensis)不构成单系,应恢复后者的有效性;4综合分类学研究恢复了Asthenodipsas tropidonotus的有效性,并设立新种A.lasgalenensis。本文同时提出了钝头蛇类分类学研究中存在的主要问题,即中国钝头蛇种组(Pareas chinensis species group)的内部分类关系需进一步厘定。     

金缕梅科(广义)的叶结构及分类

金缕梅科(广义)Hamamelidaceae包括29属,约140种。 此科的化石出现得较早,是双子叶植物中的一个比较古老的科。 本文的目的是系统研究此科透明叶的各种性状特征,并检验它们是否具有分类学意义。 本文研究了金缕梅科29属、60余种的叶的各种性状在科内的分布及演化趋势,并根据这方面的证据对此科的分类提出一些修正意见,系统描述部分介绍了金缕梅科各属叶的形态特征。     

中国科学院植物研究所系统与进化植物学开放研究实验室设备开放试行办法

本开放研究实验室以系统与进化植物学和保护生物学为主要方向,涉及生物多样性、系统发育、数量分类学、细胞分类学、居群(群体)生物学,物种生物学和分子系统学等研究领域。现由下列实验室组成:比较解剖与胚胎学实验室、细胞学实验室、同工酶实验室、DNA实验室、数量分类学与信息系统实验室。     

计算机辅助分支分析：方法和程序

数量分类学和分支分类学理论建立与发展为生物分类学提供了新的方法论基础。目前,这两种分类手段都已渗透到众多的研究领域中,并且两者间也逐渐产生了相互结合的趋势,即不断发展的数量分支分类学(numerical cladistic taxonomy)方法。事