绿藻门小球藻科的分类学研究进展

小球藻科物种生境范围广,分布于全球各种淡水、海水及陆生环境中,是多种生态系统的重要组成部分,且以其重要的科学和应用价值成为研究热点。由于个体微小及较强的形态可塑性,小球藻科物种能供分辨的形态特征有限,其经典分类学研究和物种鉴定存在诸多困难。随着基于DNA序列的研究方法在分类学研究中的应用,小球藻科历经多次修订,物种组成发生了很大变化,目前,小球藻科包含约48个属258个种。该科分类仍存在许多悬而未决的问题,如有些属、种的分类地位存疑、分类单元的多系起源问题、一些新支系有待进行物种归类。本文系统总结了小球藻科分类学研究历史和现状,并对其中存在的问题及存疑类群进行阐述,探讨了基因组学数据测序情况及其在分类学上的应用前景,以期为小球藻科的系统分类研究和开发利用提供基础参考资料。     

菌物分类学研究中常见的物种概念

物种是生物多样性与分类学研究的基本单元, 物种识别是生物学研究的基本问题之一。物种的划分一直以来都没有一个明确统一的标准, 这使得分类学多少带有主观的色彩, 并经常被看作艺术而不完全是科学的研究。本文简要概述了菌物分类学研究中常见的3个物种概念, 即形态学种、生物学种和系统发育学种的背景和应用现状, 并通过实例讨论了这3个物种概念的特点及应用中存在的问题, 特别是各个物种概念之间的交错, 以期为菌物分类学研究和物种概念探讨提供参考。     

球状绿藻的隐性生物多样性及其分类学进展

球状绿藻主要指绿藻门中多为单细胞, 形状为球形、近球形, 或由球形衍生出来的其他形状的藻类。球状绿藻分布广泛, 遍布全球, 生活于淡水、海水和亚气生等生境中, 其相似的简单形态下隐藏着复杂的物种多样性。球状绿藻分类学上主要位于绿藻门的两纲四目及其一些独立支系的类群。球状绿藻分类学正由传统的基于形态特征向基于分子信息的复合分类方法转变。球状绿藻隐性的物种多样性涉及约40属, 其中15属是依据新标本材料而建立的新属, 12个属是依据新证据建立的新组合。本文重点介绍了1998年以后在共球藻纲和绿藻纲中新发现和命名的单细胞球状绿藻, 介绍了它们的形态特征、分类学迁移及理由, 特别对常见的小球藻属和栅藻属的分类学概念变迁作了详细介绍, 对一些尚没有中文名的拉丁学名给出了中文命名。另外, 本文讨论了基于DNA的分类学方法在球状绿藻分类学中的应用, 目前系统发育位置的不同已经成为球状绿藻分类的主要依据。目前球状绿藻分类面临的问题是大多分类位置未用分子系统发育方法的验证。 未来, 球状绿藻分类学家应用系统发育研究结合形态学研究探索单细胞球状绿藻的生物多样性。     

山西平陆黄河湿地植物分类学多样性

传统的物种多样性通常使用物种数量指标α和β等多样性指数进行测度,由于其对取样和样本大小有依赖关系且极其敏感,因此取样方法的不同会对多样性的结果产生显著影响。分类学多样性方法基于分类学系统关系测量物种多样性,弥补了传统方法的不足,同时面对各种变量和不受控制的取样具有稳健性,同时也考虑了集合的分类学均匀度。不仅能反映植物群落多样性,还能间接反映环境与扰动间的关系,用于识别生态系统或生境是否处于退化阶段。为了探究平陆黄河湿地的物种多样性,检验分类学多样性方法在植物生态学方面的应用,选取了16个样地进行植物调查,并结合历史资料整理了种子植物名录,结果表明平陆黄河湿地共有植物368种,隶属于36目67科213属。含种最多的科为菊科和禾本科,分别为54种和45种。应用平均分类学差异指数(Δ+)和分类学差异变异指数(Λ+)研究了各样地的植物物种多样性:Δ+和Λ+的理论平均值分别为74.24和480;位于三门峡大坝上游和下游的样地和不同群落类型的分类学多样性均没有显著差异(P0.05)。受人类干扰较大的车村和鳖干平均分类学差异指数值显著较低,Δ+分别为62.28和67.41,位于95%的置信漏斗外;而水分条件较好且人为干扰较少的南沟渡口和三湾湖平均分类学差异指数值最高为分别81.30和79.94。车村的分类差异变异指数值最高为814.44,其物种在不同分类阶元分布最不均一,涧北的分类差异变异指数值最低为423.31,其物种分布相对较均一。传统的多样性方法难以全面的反映某个区域的物种组成、分布和多样性,此外分类学多样性的高低与物种数量的多少没有一定的相关关系,Δ+与S、Λ+与S的相关关系分别为-0.257和-0.187(P0.05)。耕作、生态旅游、日常活动等人为干扰因素可能是造成平陆黄河湿地分类学多样性降低及物种在不同分类等级间分布不均匀的主要原因。     

山西油松林分类学多样性

基于物种分类系统关系的分类学多样性不仅能反映群落内物种分类学之间的差异,而且可以间接反映生态系统或群落是否处于退化阶段。与传统的物种多样性指数相比,分类学多样性指数对不同的取样方法和大小具有较强的稳健性。以山西油松林为研究对象,在山西省范围内选取113个样地进行植被调查,并结合历史资料和相关文献整理了植物名录,野外共记录植物357种,隶属于3门4纲36目71科227属。植物科内属、种的组成差异较大,其中含属、种最多的科是菊科,分别为31属和50种,含种最多的属为蒿属(Artemisia 11种)。选取平均分类学差异指数(Δ~+)和分类学差异变异指数(Λ~+)作为度量群落分类学多样性的指标,同时分析了分类学多样性指数与环境因子的关系,研究结果表明:113个样地的Δ~+值大都位于Δ~+理论平均值上方(89.5%);Λ~+值都位于Λ~+理论平均值上方,这表明山西油松林物种组成的亲缘关系较远,分属不同的分类单元;群落内物种分类单元的均匀度较差,即物种主要集中在几个大的分类单元内,如菊科、蔷薇科、豆科和禾本科等。对分类学多样性指数影响最大的是群落结构因子(胸径、乔木密度和群落物种数),其次是微地形因子(坡向和坡位)。土壤全氮和有机碳与Δ~+呈极显著正相关(P0.01)。宏观地形因子(纬度和海拔)与Δ~+和Λ~+相关性不显著(P0.05)。通过对山西油松林物种的Δ~+和Λ~+研究表明,山西油松林大多处于平稳的成长阶段,物种组成相对稳定,存在一定的物种分类学差异,但主要集中几个大的分类单元。     

物种生物学的过去和现在

物种生物学(Biosystematics)又叫遗传分类学(Genonomy),是根据群体水平的生物学信息如遗传变异性、杂交、繁育对策、竞争和地方性适应等来研究生命有机体的进化和分类的学科。自1920年以来,进化遗传学家提出了有关物种进化的学说、理论和概念,使分类学在思想、理论上产生了一场革命。现在这门学科仍然是生气勃勃。     

在线植物志: 网络时代分类学的方法和实践

全球气候变化、环境污染、资源被过度利用、外来物种入侵和生境丧失威胁着地球上物种的生存。分类学研究的主要任务就是在这些物种即将消失之前去发现、记录和认知它们。社会公众、政府决策部门和科学发展本身都对分类学提出了诸多需求。然而, 当前分类学所面临的困境包括认识上的误区、不科学的评价机制、研究队伍的萎缩以及陈旧的知识管理和发布模式等, 这些因素不仅阻碍了分类学的学科发展, 而且也制约了分类学家履行社会责任。利用现代的网络信息技术, 构建一个覆盖分类学研究工作流程、整合已有在线数据资源、满足分类学研究群体、项目和研究机构共同需求的分类学社区网络, 并最终实现分类学的终极目标--在线植物志, 将会极大地改善分类学的知识产出和应用环境, 提升它在当今科学技术发展条件下的竞争力, 使其真正成为一门21世纪的科学。     

《伯杰氏鉴定细菌学手册》和“伯杰氏国际系统微生物学学会”历史回顾、发展现状及未来展望

2023年是《伯杰氏鉴定细菌学手册》出版一百周年。《伯杰氏鉴定细菌学手册》的诞生，旨在建立起原核微生物分类的明确标准，开启对原核微生物分类学探索的使命。随着生物学、物理学、化学、分子生物学、生物信息学及其相关研究技术的发展及学科交叉，微生物分类学逐渐发展为以系统发育和多相分类为基础、研究微生物物种进化与生物学特性和物种间相关性的学科，因此新发现的微生物物种及其生物学特征信息增加迅猛，该手册在2015年改名为《伯杰氏古菌与细菌系统学手册》，并采用了电子版，使得更新快捷，为原核微生物系统分类学领域注入新的生机和活力。《伯杰氏鉴定细菌学手册》是微生物系统分类学的经典之作，为微生物学者提供微生物物种分类信息的同时，也在引领该领域的学者探索更为广阔的微生物世界。“伯杰氏国际系统微生物学学会”于2009年成立，旨在促进国际微生物领域的学术交流，推动原核微生物系统分类学的发展。本综述全面回顾了《伯杰氏鉴定细菌学手册》和“伯杰氏国际系统微生物学学会”的发展历史及最新进展，并对其未来发展方向进行了展望。     

数量分析方法在种内变异研究中的运用

现代生物分类知识和进化理论的发展,已使越来越多的系统分类学家清醒地意识到:组成同一物种的不同个体或群体并非同一模式原封不动的拷贝,相反,在这些个体与个体之间、群体与群体之间,存在形形色色程度不同的形态变异。这些变异有些源自基因的重组或突变,有些则是环境诱导的产物。对这些形态变异进行研究,不仅有助于我们了解物种形成与进化的机制和途径,揭示各自然因素在物种进化中的作用;同时,对分类学而言,亦将有助     

中国兽类分类与系统演化研究进展

中国兽类(即哺乳动物)种类繁多,对维持生态平衡发挥着重要的作用。自John R.Reeves于1829—1834年在我国广东开展兽类调查以来,近200年我国兽类分类及系统学研究取得了令世人瞩目的进步和发展。目前中国已知的兽类物种数已达686种,约占全世界兽类种数的10%,是世界上兽类物种多样性最丰富的国家之一。随着我国对生态环境保护的重视,生态环境日益改善,但全球气候变化、生境破碎化、人类活动增加及人兽共患重大疫情涌现等问题仍十分突出,兽类多样性调查及分类学研究的必要性越发明显。同时,兽类分类学这门古老而传统的学科也在不断引入各种新方法与技术,如整合分类学、标本数字化、模式标本测序、便携式测序技术及基于深度学习技术的物种识别鉴定等,分类学研究的成果及应用在近年得到了飞速发展。动物分类学作为传统的基础学科,是遗传学、生理学、生态学、医学、药学等现代生物学的基石。然而,由于学科特征和差异等原因,该学科近年来没有得到足够的重视,导致出现了学科萎缩和分类学人才后继无人的危机。因此,从国家层面对分类学、形态学等基础学科的人才培养、课题设置和资金投入等,予以特殊的政策支持,十分必要,也亟待解决。     

植物种内形态变异的机制及其研究方法

一、引言现代生物分类知识和进化理论的发展,已使越来越多的系统分类学家清醒地意识到:组成同一物种的不同个体或居群并非同一模式原封不同的拷贝,相反,在这些个体和居群之间存在着各种形式和程度不同的形态变异。对这些形态变异进行研究,不仅有助于我们了解物种形成与进化的机制和途径,揭示各自然因素在物种进化中的作     

中国海梨甲藻科几种甲藻的分类与形态鉴定

由于生活史特殊以及分类学历史复杂, 国内外有关梨甲藻科物种的分类学研究比较少。本研究通过形态分类学方法, 详细阐述了梨甲藻物种的分类学历史沿革, 对我国海域的11种梨甲藻科物种的孢囊进行了分类学研究。我们认为其中的1种应隶属于球甲藻属(Dissodinium), 其余10种可归为梨甲藻属(Pyrocystis)(包括2个变种, 2个变型), 对每个物种都进行了详细的形态学描述, 认为拟新月球甲藻(Dissodinium pseudolunula)与新月梨甲藻(Pyrocystis lunula)、优美梨甲藻(Pyrocystis elegans)与粗梨甲藻(Pyrocystis robusta)的分类学关系还需要进一步研究。     

基于模式产地的分子证据澄清南平鳞毛蕨的分类学地位

地球上有多少物种一直以来都是人们极度关注的问题, 而存疑物种是造成该问题难以解决的重要阻碍之一。目前, 模式标本是存疑物种得以确定的唯一凭证标准, 然而, 因其特殊的分类学地位而难以进行有效的观察和研究。因此, 前往模式产地寻找存疑物种的原始信息成为最有效的替代途径。随着分子生物学, 特别是DNA条形码技术在物种分类与鉴定中的广泛应用, 准确而快速鉴定存疑物种成为可能。以存疑物种——南平鳞毛蕨(Dryopteris yenpingensis)为例, 利用来自模式产地的分子数据进行DNA条形码分析, 并结合形态学特征澄清了南平鳞毛蕨的分类学地位, 确定南平鳞毛蕨与荔波鳞毛蕨(D. liboensis)为同一物种, 同意将荔波鳞毛蕨作为其异名。研究结果和方法可为今后澄清更多存疑物种的分类学地位提供参考。     

封面故事

正人工繁育的胭脂鱼苗。胭脂鱼是我国也是亚洲特有物种,分布于长江和闽江,在鱼类系统分类学和动物地理学研究上具有重要的科学价值。目前,胭脂鱼在闽江已近绝迹,长江种群也日趋枯竭。该物种已被列为国家二级保护野生动物。以该物种目前面临的生存环境和资源量来看,人工     

我国植物种级水平分类学研究刍议

对洪德元先生最近在《生物多样性》(2016年第24卷第3期)发表的《关于提高物种划分合理性的意见》一文中的部分观点进行了进一步阐述。强调我国植物确实还存在大量种级水平的分类学问题有待解决, 我国植物分类学研究在一些重要发展阶段(如系统阶段和物种生物学阶段)上存在明显缺失, 需要弥补。指出分类学发展到今天, 不宜再强调“经典分类学”和“实验分类学”之分, 应采用多学科手段解决分类学问题; 我国应加强植物分类专著水平的研究工作, 注意培养年轻一辈植物分类学专著工作者; 在分类处理中应用居群概念和统计学方法时应特别谨慎; 在系统植物学中接受物种概念的多元性是必要的, 但要向达到广义的生物学种概念努力, 不宜以有所谓的“归并派”和“细分派”之分为借口而完全主观地划分物种。     

从物种识别到生物多样性评估——DNA条形码与DNA metabarcoding技术

在生命科学研究中,物种识别和生物多样性评估是重要的基础环节。从基于形态学特征分类的经典分类学,到近来被分子分类学家广泛接受的DNA条形码,以及在高通量测序技术基础上衍生出的DNA metabarcoding研究方法,人类正以前所未有的速度与深度重新认识生命世界。DNA metabarcoding可快速、简便、有效地从多物种混合DNA样本中还原其中的生物类群及其居群结构,实现从物种的有效识别到生物多样性的评估。概述了DNA条形码与DNA metabarcoding的概念、技术方法、应用及最新进展。     

线蚓科分类学研究进展

线蚓科隶属于环节动物门环带纲,迄今共记录32属650余种,是该纲的第二大科。它们广泛分布于土壤、海洋、淡水、河口和冰川等。其中,约2/3的线蚓科物种(近500种)为陆生种类,100余种仅分布在海洋中。尽管经历了200多年的探索,线蚓科仍然是认知最少的类群之一。尝试回顾人类对线蚓科环带动物分类学和系统发育学方面的认知历程和积累的知识体系,描述线蚓科关键的形态学分类特征以及线蚓科分类研究遇到的主要问题和障碍,展望了线蚓科分类学未来的研究方向。线蚓科的分类研究尚处于α分类阶段,体现在以物种探索为主和大量的已描述的物种需要验证等。而基于生物学物种概念(生殖隔离)的线蚓科物种探索,虽然有一些合理的逻辑解释,但缺乏严格的科学验证。线蚓科内多数属为复系,表明已建立的线蚓科分类系统仍然不能很好的反映线蚓科的自然进化历史。线蚓科分类面临的主要问题和障碍是未描述种类亟待发掘、已描述的物种需要验证、属/种的厘定以及现代属级概念的建立、DNA分类在线蚓科的应用和线蚓科内的系统发育关系研究亟待开展,以及物种探索的不平衡、经费和研究人才匮乏以及网络分类的缺失等。将分子学数据和系统发育物种概念纳入线蚓科的分类学研究,应该是线蚓科分类的一个方向。通过解读保守基因的信息,可以揭示线蚓科的祖先与它们生活的古环境长期斗争的历史,以及将优良的性状遗传给后代的过程和驱动力。而系统发育物种概念认为物种是拥有共同祖先的,物种仅能通过生殖隔离与系统发育重建一起加以验证。基于系统发育物种概念而构建的线蚓科分类系统,必将能真实的反映线蚓科内各分类单元的亲缘关系和进化轨迹。而将最新的线蚓科分类学知识传播于分类学知识的终端使用者,是线蚓分类学家的职责。这些知识将有助于提高人们对线蚓类在生态系统中功能的了解,如土壤有机质分解、养分矿化和健康评价以及评估气候变化等。     

浅析物种概念的演变历史

本文是一篇关于物种概念演变的简述。生物学家用不同的方法或标准划分物种, 就形成了不同的物种概念, 如生物学物种、形态学物种、生态学物种、进化物种、系统发生或支序物种, 或它们的组合, 等等。它们都揭示了物种属性的特定侧面, 都是不同物种客观存在的真实反映, 但都无法令所有人满意。对真核生物来说, 无论它们在形态上的差别有多大, 生殖隔离(不能产生可育的后代)应该是两个群体能否真正分化成不同物种的关键, 这种隔离机制可以是地理的、行为的或其他方式; 而生殖隔离总会伴随着一些形态或遗传上的变化, 虽然这些特征可能与生殖隔离本身并无多大关系, 但往往成为分类学家或分子进化生物学家区分种的依据,对已经灭绝的化石物种来说, 生殖隔离的物种划分方式就无能为力了。如何准确定义一个物种依然充满着矛盾, 因为基于生殖隔离的物种概念不实用, 而实用的物种概念(如形态学物种)又被认为是人为的。     

中英科研机构五年宏观动物学研究进展比较分析——以中国科学院动物进化与系统学重点实验室和英国自然历史博物馆为例

在全球资源和环境危机下,物种和生态层面的宏观动物学研究已成为可持续发展的重要课题。本文基于英国自然历史博物馆和中国科学院动物进化与系统学重点实验室2009~2013年动物学领域研究进展的可视化对比分析,以揭示两机构近5年宏观动物学研究的现状、热点、差异以及未来发展趋势。分析发现,两机构在动物分类、系统进化与生物多样性等宏观动物学研究方向十分类似;作者聚类方面中国科学院动物进化与系统学重点实验室多侧重于中国昆虫纲研究,而英国自然历史博物馆研究的动物类群更具多样性且地区跨度更广;中国科学院动物进化与系统学重点实验室目前最主要的研究热点乃至未来相当一段时间的研究前沿仍为中国新物种的经典分类学研究;英国自然历史博物馆的研究热点则已转向中国和印度等发展中国家的新物种发现与描记,在经典分类学基础上的物种多样性和系统发育学研究则是英国自然历史博物馆宏观动物学的研究前沿。     

生物多样性事业需要科学、可操作的物种概念

物种概念(species concept)是生物学家们持续关注的中心问题。物种概念决定物种划分, 而物种划分的合理性关系到生物多样性的研究、保护和可持续利用。本文把现有较流行的物种概念分为6类, 并对它们予以述评后指出: 虽然生物学物种概念、遗传学物种概念、进化物种概念、系统发生物种概念等从不同方面认识了物种的客观真实性和物种的本质, 但在实践中都难以操作。绝大多数物种是由分类学家划分的, 但目前所有的分类学物种概念都包含有不同程度的主观因素, 从而造成物种划分的人为性, 对生物多样性研究造成负面影响。因此, 生物多样性事业需要科学、可操作的物种概念。本文在吸收了生物学物种概念、遗传学物种概念、进化物种概念以及系统发生物种概念等的长处, 也分析了它们的不足和问题的基础上提出一个新的物种概念, 即形态-生物学物种概念。最后, 以芍药属(Paeonia)几个物种的处理为例, 说明这一新的物种概念是可操作的, 划分的物种在形态上区别分明, 易于鉴别。更重要的是, 其结果得到基于25或26个单拷贝或寡拷贝核基因DNA序列所作的系统发生分析的强有力支持。各个物种在系统发生树上形成单系和独立的谱系, 表明其间各自形成独立的基因库, 没有基因交换, 它们独立进化, 有各自的生态位和独立的分布区。因此, 利用这一新的物种概念能够达到预期目标。