鹅观草属的系统发育分析

根据分支系统学的原理和方法, 对禾本科鹅观草属进行了系统发育分析。鹅观草属传统分类上的18 个系被确定为终端类群, 来自形态学、解剖学、细胞学和孢粉学的23 个性状被选作建立矩阵的依据;雀麦族中的短柄草属作为外类群被用于外部性状的极性识别, 过去分析过的性状资料被用于微观特征的极性判断;采用PAUP 程序对矩阵进行运算, 共获得6 个同等简约的谱系分支图, 其中具最低f-比值的图被选作分支分析的基础。结果表明, 分支图上显示的组、系划分与传统分类的基本一致, 各类群间的演化关系与过去凭借单一证据所作的零散推断也基本吻合。所不同的是半颖组各支类群不是共祖起源, 可能具有复杂的内部组成;在个别系间, 分支图展现的类群位置与宏观分析的存在差异。     

单子叶植物科级分类阶元形态性状分支分析

基于93个形态形状,采用13个被子植物基部类群做为外类群,对49个单子叶植物科级分类阶元进行了分支系统学分析。经过简约性分析,得到了1684棵同等最大简约分支树。严格一致树的分支结构图表明：1）古草本类植物和单子叶植物是姐妹群关系;2）具有网状脉的类群,薯蓣科,菝葜科,百部科是单子叶植物的最基部类群。由于性状状态间存在着较多的平行和逆转进化,这在一定程度上影响了系统发育重建的准确性;所选择的性状状态之间的演化很可能是平行的、多次的或者是特化的状态,因此这样复杂的演化关系的探索关键在于找到一些能确切反映其系统演化关系的形态性状。目前很难通过简约化的形态分支分析来解开整个单子叶植物的起源和演化之谜。为了避开对系统学分析造成干扰的误导性状,形态数据结合DNA序列分析很可能是必需的。     

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。     

中国紫金牛属的分支分类学研究

基于60个形态学性状,对中国广义报春花科（Primulaceae s.l.）紫金牛属（Ardisia）90个分类群的系统发育关系运用分支分析方法进行了分析。采用最简约性分析得到了100个同等简约树。50%多数规则一致树的分支结构与以前建立的紫金牛亚属划分系统基本一致。外类群酸藤子属、铁仔属、密花树属聚在分支树的最基部,紫金牛属为一单系类群。形态分支树的一致性指数和保持性指数和各分支内部支持率均较低,只在种与变种或亚种之间获得较高的支持率。高木亚属、腋序亚属、短序亚属、顶序亚属处于分支树较为基部的位置,推测这四个亚属的类群在紫金牛属中较为原始;圆齿亚属和锯齿亚属共同组成一大支,二者亲缘关系紧密,推测这两个亚属为该属中最为进化的类群。结合形态学对属内系统发育关系进行了讨论和推测了一些性状的演化趋势,以期为分类修订提供依据。     

应用聚类分析方法研究鲤亚科鱼类的系统发育

本文把聚类分析方法与分支分类学的特征分析方法相结合,以单源群内各分类单元之间具有共同离征的多少作为聚类的依据,逐步把全部单元聚在一起。因聚类依据为共同离征的多少,因此,在一定程度上,聚类所得分浓图即为该单源群的系统发育图。按上述原理,应用于鲤亚科鱼类的系统发育研究,所得分支图与按分支分类学的简约性原则推导的分支图吻合,但应用聚类分析方法后,可使系统发育关系的推导建立在一定的数学基础上。     

龙胆属的系统发育分析

本文运用支序分类的原理和方法,对龙胆科龙胆属的属下等级进行了重新归类和系统发育分析。龙胆属是一个单系群,以3项近裔共性为归类依据。性状分析作了性状同源性分析和性状极性分析。性状极化主要以外类群比较、性状相关性及染色体资料为依据,其它方法,如生物重演律原则、地理递进原则以及孢粉形态等也被结合使用。分析结果,双蝴蝶属和蔓龙胆属被选择为外类群,71个性状被选择作为建立数据矩阵的基本资料。使用PAUP程序对矩阵进行了运算,得到4个最简约的谱系分支图,它们均具一致性系数0.637,支序长度为160步,f-比值范围为0.179～0.189,其中具最低f-比值的图被选作为类群归类和讨论亲缘关系的基础。在支序图上龙胆属归为15个组;其中5个组又划分为系,共包括23个系,其余组为单型组,故共有33个属下类群。一个严格的一致性谱系分支图总结了所有的一致点,从而支持了支序分析的结果。     

重构符合自然历史的演化树是系统生物学的终极目标

从自然历史的角度,对单系群、特征、系统发育和自然分类系统的概念做出了澄清和解释。自然分类是仅包含单系群全体成员和它们之间亲缘发育关系和自然演化过程的分类。只有包括所有成员在内的单系群才能称为一个自然分类系统。目前生物系统学主要使用分支分析方法重建自然历史演化过程。在编写算法语言和程序时,作者常将注意力集中在形态和分子数据的获得、运算过程和算法的改进,而忽略了支序分类学的简约原则等假设前提和它的理论缺陷。由此在系统发育重建的过程中存在2个常见的误区:(1)在一个单系类群中包括的成员不完全却声称是一个自然系统;(2)将通过数学和程序运算出来的"简约"或最"似然"的亲缘发育关系当作自然系统。自然单系类群往往具有漫长的演化历史,人类无法直接观察和在实验室中重复。利用支序分类原理构建的单系类群的发育关系只是一个单系类群之间的最"简约"或最"似然"的亲缘发育关系,并不能真正反映自然历史的本来面目。古生物学虽然有较好的时空框架,但可提供的特征数量和精度不够。现生生物的各种特征和遗传数据虽然相对充分,但对于具有较长演化历史的类群,由于缺失了大量关键成员,推导出的系统发育关系可能都是并系或复系,无法构成一个自然系统。因此只用现生生物宏观和基因组信息重构具有较长演化历史的生物类群的自然系统是无法实现的。只有利用分子和形态的全证据,从宏观和微观两个层面、古代和现代相结合,采用多种技术和研究手段对一个单系类群的全体成员进行研究,才能真正做到自然分类。在这个过程中可以利用6个原则对分类系统是否符合自然历史发展进行检验。     

贝叶斯推论及其在百合目分子系统学中的应用

贝叶斯推论作为进化生物学的最新进展,在适用复杂模型、大型数据集、计算速度和结果容易解释等方面明显优于其它算法。本文简要介绍了贝叶斯推论原理及其在分子进化和系统发育研究中的重要性,并使用该方法对百合目主要类群的系统发育关系进行了重建。结果显示,百合目rbcL基因最适合的DNA进化模型为GTR I G,贝叶斯法与距离法和最大简约法构建的系统发育树拓扑结构相似,没有显著差异,但是分辨率和支持率明显比后者高。贝叶斯分析结果显示,百合目内划分的7个科,除Smilacaceae科外,其余各科均为高后验概率(PP=1·0)支持的单系类群;文中作者还对各科间的系统关系进行了探讨。     

天南星属的系统发育分析

运用分支分类学方法对天南星属进行了系统发育分析,以天南星属13个组为13个分支分类单位,选择菖蒲属作为外类群,从天南星属植物特征中选取13个性状作为建立数据矩阵的基本资料,并以外类群比较和通行的形态演化规律为依据这些性状进行极化,采用改进后的最大同步法和最小平行进化法进行分类运算,按照最简约的原则,选出演化长度较短的最大同步法谱分支图,作为本文讨论的基础,并在此基础上,探讨了天南星属各组的系统关系。     

羊蹄甲属的系统与生物地理学：1．厚盘组的分支分析

羊蹄甲属厚盘组作为一个分类实体包含有约１８个种,本组植物主要分布于中国南部及中南半岛等地,其中很多种类在其分布区内地理替代现象相当明显。对此组的分支系统学研究,一方面有助于对本组种类系统进化关系的理解,另一方面又为对热带亚热带亚洲大陆各区系之间关系。的理解提供帮助,为本地区的分支生物地理学研究提供材料．本文用３０个形态及叶脉脉序性状对厚盘组进行了分支分析．云南羊蹄甲被选作外类群,内类。群包括龙须藤亚组及攀援羊蹄甲亚组的所有１８个种。分析产生了８个最简约的分支图。分析还表明攀援羊蹄甲单独作为一个亚组是不可取的,厚盘组的分类及生物地理学需要进一步的研究．     

中国蚱科昆虫分布格局的特有性简约性分析

我们用特有性简约性分析方法对中国蚱科昆虫分布格局和各分布区之间的关系进行了探讨。根据蚱科昆虫的分布,构建特有性简约性分析所需的矩阵,以东北区作为外群,用最大简约法通过穷尽式搜索得到分布区分支图。分布区分支图上8大生物地理分布区可分成4个聚类群：第一个聚类群是东北区;第二个聚类群是蒙新区;华中区、华东区及华北区组成第三个聚类群;华南区、西南区及青藏区则组成第四个聚类群。分布区分支图表明东北区与蒙新区比其他生物地理分布区形成要早,其原因我们推测可能与更新世的冰川活动有关。总体上来说,中国蚱科昆虫生物多样性南部比北部丰富,我们认为可从两方面来解释,一是更新世森林避难所的形成,二是生态环境的恶化。     

被子植物系统发育深层关系研究: 进展与挑战

被子植物系统发育学是研究被子植物及其各类群间亲缘关系与进化历史的学科。从20世纪90年代起, 核苷酸和氨基酸序列等分子数据开始被广泛运用于被子植物系统发育研究, 经过20多年的发展, 从使用单个或联合少数几个细胞器基因, 到近期应用整个叶绿体基因组来重建被子植物的系统发育关系, 目、科水平上的被子植物系统发育框架已被广泛接受。在这个框架中, 基部类群、主要的5个分支(即真双子叶植物、单子叶植物、木兰类、金粟兰目和金鱼藻目)、每个分支所包含的目以及几个大分支包括的核心类群等都具有高度支持。与此同时, 细胞器基因还存在一些固有的问题, 例如单亲遗传、系统发育信息量有限等, 因此近年来双亲遗传的核基因在被子植物系统发育研究中的重要性逐渐得到关注, 并在不同分类阶元的研究中都取得了一定进展。但是, 被子植物系统发育中仍然存在一些难以确定的关系, 例如被子植物5个分支之间的关系、真双子叶植物内部某些类群的位置等。本文简述了20多年来被子植物系统发育深层关系的主要研究进展, 讨论了被子植物系统发育学常用的细胞器基因和核基因的选用, 已经确定和尚未确定系统发育位置的主要类群, 以及研究中尚存在的问题和可能的解决方法。     

裸藻类植物的分支系统学研究

本文选取了裸藻类的33个属级分类单位,以及它们的35个性状,利用分支系统学的原理和方法,对性状的演化极性进行了分析,同时对性状间的极性关系进行了和谐性分析,使性状间极性关系处在较为合理的状态,然后建立了分支分析的数据矩阵。应用徐克学建立的“演化极端结合法”进行微机运算．得简约系数远小于1(o．2159)的分支谱系图。根据分支诺系图对裸藻类的系统发育关系进行了探讨,井与已有的关于裸藻类分类系统和演化假设进行了比较。在此基础上按照裸藻类的亲缘关系及单系原则,对裸藻类的分类等级进行了划分,初步提出了建立1门1纲5目的分类系统。按照在分支谱系中的演化地位,认为裸藻属的5个亚属,明显地都应是独立的属。同时对裸藻类的共生起源与演化的关系也进行了讨论。     

海菜花属的分支学研究

本文选取了与海菜花属系统发育有重要关系的19个性状,采用分支分析方法,研究了代表中国海菜花属全部已知分类群的18个居群的系统发育关系;根据简约性原则,构建了18个居群的分支图。结果表明,18个居群可划分为4类,它们分别对应于现知的4个分类学种,而与数值分类学研究中的Q分析结果基本一致;在分类群的划分上,分支分析与Q分析一样有效,并能反映系统发育关系。本文最后对海菜花属的起源和演化作了探索性推测,认为本属可能最迟在白垩纪末起源于冈瓦纳古陆的热带湖沼地区,此后分化成沉水叶多花支、沉水叶单花支和浮水叶单花支繁衍演化。     

斑龙芋属植物的系统发育分析

运用分支分类分析方法对斑龙芋属及其近缘属进行系统发育分析,以4个属的15个种作为15个分支分类单位,选择菖蒲科的菖蒲作为外类群,从斑龙芋属植物特征中选取了14个性状作为建立数据矩阵的基本资料,并以外类群比较和通行的形态演化规律,及核型演化规律为依据对这些性状进行极化,采用改进的最大同步法和最小平行法进行分类运算,按照最简约的原则,运用演化长度较短的最大同步法谱系分支图,作为讨论的基础,讨论了斑龙芋属及其近缘属的系统关系。     

基于nrDNAITS序列数据的兰属系统发育关系的初步分析(英)

现存的兰属分类系统是基于宏观形态学性状、尤其是花粉块的数目以及唇瓣与蕊柱的愈合程度而建立的。兰属因此而划分为 3个亚属 :兰亚属 (subgenusCymbidium) ,大花亚属 (subgenusCyperorchis)和建兰亚属 (subgenusJensoa)。本文运用PCR扩增和直接测序的方法分析兰属 (Cymbidium) 2 7种、3个栽培品种以及 3个外类群的核DNAITS区段序列。通过最简约性分析产生的ITS系统发育树表明 ,兰属的 3个亚属均可能为不自然的类群。大花亚属表现为一复系群 ,兰亚属的冬凤兰 (C .dayanum )隐藏于其中 ;建兰亚属为一并系群 ,它的成员之一兔耳兰(C .lancifolium)偏离出去而成为兰属一最基部的分支 ;兰亚属为一复系群 ,它分为几支而分别与另两个亚属组合在一起。由于兰属ITS序列位点变异率较低 ,最简约性分析产生的几支主要分支均得不到Bootstrap分析的高度支持 ,各亚属内组之间的关系也不明确。研究兰属的系统发育关系还需要新的数据。     

若干有争议的直立人头骨特征在周口店和东非人科成员中的出现情况(英文)

多年来,直立人被看作是一个公认的物种;它曾分布于亚洲和非洲,也可能还曾分布于欧洲。这个物种包括了从距今180万年至距今大约20万年的人科成员。直立人标本彼此之间有着许许多多的相似之处,因此,归属于同一个物种已为众所认可(Howells 1980,Rightmire 1984)。 然而,这一观点好几年来受到一些研究者的质疑(Andrews 1984,Stringer 1984,Wood 1984)。这些研究者使用的是分支系统学方法。使用这种方法是试图复原出演化谱系中分裂出新种和其它分类单元的过程。该方法并不涉及全部相似之点,而是着重于单一的形态性状状态及其变化和分裂情况。依据这一方法,共有的衍生特征或独有的衍生特征对复原物种之间的关系才是有用的。亚洲的与非洲的直立人之间的许多共有性状常只被当作在其它分类单元里也存在的原始性状而已。 根据分支系统学方法,一些研究者(Stringer 1984,Wood 1984)强调:若干0独有的衍生性状状态或特化性仅存在于东亚的直立人之中。Andrews(1984)对原始特征作了进一步地剔除,表列出东亚直立人具有的7个近裔自性:额矢状嵴、顶矢状嵴、厚的颅盖骨、顶骨的角圆枕、枕外隆突点远离枕内隆突点、乳突裂、以及盂内突与鼓板之间的隐窝。 Andrews(1984)根据这些特征提出了一个假说,认为“人类的演化绕过了亚洲     

基于nrDNA ITS 序列数据的兰属系统发育关系的初步分析

现存的兰属分类系统是基于宏观形态学性状、尤其是花粉块的数目以及唇瓣与蕊柱的愈合程度而建立的.兰属因此而划分为3个亚属:兰亚属 (subgenus Cymbidium),大花亚属(subgenus Cyperorchis) 和建兰亚属 (subgenus Jensoa).本文运用PCR扩增和直接测序的方法分析兰属 (Cymbidium) 27种、3个栽培品种以及3个外类群的核DNA ITS 区段序列.通过最简约性分析产生的ITS系统发育树表明,兰属的3个亚属均可能为不自然的类群.大花亚属表现为一复系群,兰亚属的冬凤兰 (C.dayanum) 隐藏于其中;建兰亚属为一并系群,它的成员之一兔耳兰 (C.lancifolium) 偏离出去而成为兰属一最基部的分支;兰亚属为一复系群,它分为几支而分别与另两个亚属组合在一起.由于兰属ITS序列位点变异率较低,最简约性分析产生的几支主要分支均得不到Bootstrap分析的高度支持,各亚属内组之间的关系也不明确.研究兰属的系统发育关系还需要新的数据.     

基于nrDNA ITS序列数据的兰属系统发育关系的初步分析

现存的兰属分类系统是基于宏观形态学性状、尤其是花粉块的数目以及唇瓣与蕊柱的愈合程度而建立的。兰属因此而划分为3个亚属：兰亚属（subgenus Cymbidium),大花亚属（subgenus Cyperorchis)和建兰亚属（subgenus Jensoa）。本文运用PCR扩增和直接测序的方法分析兰属（Cymbidium）27种、3个栽培品种以及3个外类群的核DNA ITS区段序列,通过最简约性分析产生的ITS系统发育树表明,兰属的3个亚属均可能为不自然的类群,大花亚属表现为一复系群,兰亚属的冬凤兰（C.dayanum）隐藏于基点;建兰亚属为一并系群,它的成员之一兔耳兰（C.lancifolium）偏离出去而成为兰属一最基部的分支;兰亚属为一复系群,它分为几支而分别与另两个亚属组合在一起,由于兰属ITS序列位点变异率较低,最简约性分析产生的几支主要分支均得不到Bootstrap分析的高度支持,各亚属内组之间的关系也不明确,研究兰属的系统发育关系还需要新的数据。     

论山毛榉科植物的系统发育

本文运用分支分类学方法,对山毛榉科植物进行了系统发育的分析。山毛榉科作为单元发生群包括柯属、锥属、粟属、三棱栎属、水青冈属和栎属。桦木科和南山毛榉属被选择作为外类群。对大量的性状进行评估之后,选择了25对性状作为建立数据矩阵的基本资料。性状极化以外类群比较为主,同时也采用了化石证据和通行的形态演化的基本原则。数据矩阵由7个分类群、2个外类群和25个性状组成。采用最大同步法、演化极端结合法和综合分析法对该数据矩阵进行了分析。在得到的3个树状分支图中按照最简约的原则,选出演化长度最短的谱系分支图作为本文讨论山毛榉科属间的系统演化关系的基础。关于山毛榉科植物的系统发育,作者的观点如下：(A)现存的山毛榉科的6个属形成了4条平行进化的分支路线,它们分别被处理作4个亚科,即：栗亚科,三棱栎亚科,水青冈亚科和栎亚科;(B)平行进化是山毛榉科植物系统发育过程中的主要形式。生殖过程中的一些特征,如：果实第二年成熟,胚珠通常败育等,是影响山毛榉科植物属间基因交流的主要原因。在现存的山毛榉科植物中,柯属是最原始的类群。三棱栎属和锥属的起源也较早,而栗属、水青冈属和栎属是特化的类群。