系统发育系统学——对现代生物系统学的理解与探讨(4)科学哲学与生物系统学

<正> 一、科学的哲学问题在讨论各种不同的哲学观点以前,我们首先要强调科学真理的非永恒性:任何科学理论(假说)都不是永恒的,并且只是在一定假设条件下才成立的(这里我们暂不考虑认识论上真理的可知性问题)。科学是一项非常复杂而多变的人类社会活动。它远不象通常人们所想象的那样纯洁无瑕,人类思维的所有无理性都可能以各种方式体现在科学活动     

系统发育系统学——对现代生物系统学的理解与探讨——同源性与简约法则

<正> 本刊上期题为“生物系统学及其不同学派”一文中,我们对现代生物系统学的三大主流学派作了简明的阐述。该文中指出系统学的两个最基本的前提之一是祖先的遗传特征会被其后代所继承(另一前提是:生物演化确曾发生)。这一前提是重建所有生物系统发育的起点。正是由于生物的遗传性,祖先形态的部分信息才得以保存,这使我们能够按照生物的同源性重建生物的发生史。本文将较详细地讨论这一重要概念——同源性以及其判断方法简约法则。     

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。     

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.     

系统发育系统学——对现代系统生物学的理解与探讨(7)

<正> 个体发育与系统发育对系统发育(Phylogeny)和个体发育(Ontogeny)的概念,我们曾经在前面的文章中简单的提及(孟津、王晓鸣,1988),在这篇文章中我们将做较详细的探讨。系统发育与个体发育是生物学中讨论较多的两个概念。这两个概念本身的含义随着演化(evolution)与发育(development)概念的分异而变得明确起来。个体发育指生物个体由受精卵到成体的发育成长过程,而系统发育则指物种的传演(参阅S. Lotrup     

第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论B-5动物科学与生物系统学

14．肺潮气量定义为,在一次吸气过程中进入肺中的空气总量,约等于通常平静呼吸中的呼出气量。     

系统发育系统学——对现代生物系统学的理解与探讨(6)生物分类及相关的单系、并系与复系的问题

<正> 本系列第五篇中(孟津、王晓鸣,1989),我们讨论了对生物系统的不同表达方法,即:系统树与支序图,其中曾提到生物系统分类中的单系的问题。本篇将试图探讨生物分类原理及相关的几个种以上分类单元的重要概念:单系,并系与复系。在本文的讨论中,除非特别指出外,我们则假设生物系统发育(phylogeny)为已知,即:在已知支序图或系统     

基于脂肪酸生物标记与16S rRNA的芽胞杆菌系统发育分析比较

旨在探究脂肪酸作为一种有效的芽胞杆菌分类标记,以25种芽胞杆菌模式菌株为研究对象,对芽胞杆菌进行脂肪酸组分和16S rRNA基因系统进化分析比较。结果表明,脂肪酸系统发育分析能充分体现芽胞杆菌种类间的亲缘关系,并且按生物学特性进行聚类分群,而16S rRNA系统发育仅完美体现出种间的亲缘关系。利用脂肪酸分析可将25种芽胞杆菌完全准确分开,且将生物学特性相同的芽胞杆菌种类聚为一类,如碱性条件下生长良好的4种芽胞杆菌(B.agaradhaerens、B.alacalphilus、B.alkalitelluris和B.fastidiosus)聚为一类,芽胞杆菌为圆形的芽胞杆菌(B.fusiformis、B.odysseyi和B.sphaericus)聚为一类。结果表明,脂肪酸分析不仅根据亲缘关系进行聚类,还可以根据生物学特性对芽胞杆菌进行分类。     

基于mtDNA和rDNA基因序列的中国按蚊属塞蚊亚属种类的系统发育研究（双翅目：蚊科）

【目的】应用mtDNA和rDNA基因特征重建中国按蚊属塞蚊亚属已知种类的系统发育关系, 以阐明亚属内各蚊种的亲缘关系。【方法】对采自中国的按蚊属塞蚊亚属Anopheles (Cellia) 20种蚊的mtDNA-COⅡ和 rDNA-28S-D3序列进行测定和分析, 以按蚊属按蚊亚属Anopheles (Anopheles)的中华按蚊An. (An.) sinensis和赫坎按蚊An. (An.) hyrcanus为外群, 采用COⅡ和D3单基因, 以及“COⅡ+D3”联合数据组以邻接法（NJ）、 最大简约法（MP）、 最大似然法（ML）和贝叶斯法（BI）等重建这些种类的系统发育树。【结果】 mtDNA-COⅡ和rDNA-28S-D3序列的长度范围分别为685 bp和375～410 bp, 在塞蚊亚属蚊种间的遗传距离分别为0.015～0.117和0.003～0.111。各系统树显示外群被合理分开,除在COⅡ树中新塞蚊系为并系外,各系均聚为单系群,新迈蚊系和迈蚊系亲缘关系最近。联合数据组构建的系统合意树显示中国塞蚊亚属各蚊种形成4支,除伪威氏按蚊与多斑按蚊种团未聚为单系群外,其他各种团和复合体成员种均分别聚在一起,各分支的置信值均大于50%。【结论】本研究获得的分子系统发育树清楚地显示了中国按蚊属塞蚊亚属各种类及系之间的系统发育关系, 对其分类和防治研究具有参考价值。     

系统发育系统学——对现代系统生物学的理解与探讨(5)支序图、系统树及祖裔关系

<正> 在重建系统发育关系的研究中,对于祖裔关系的认识存在两种主要的不同派别,即传统的演化论学派和支序学派。传统的演化论学派认为,通过古生物资料来找到系统发育中的实际祖先类型是重建生物系统发育的一个基本内容,而祖先类型是有可能被认识到的(Bretsky,1979;Gingerich,1979)。支序学派并不迥避对祖—裔关系的讨论,因为支     

生物课堂教学的优化与科学素质的培养

本文从科学素质教育的重要性,生物课堂教堂的中心任务出发,阐述了优化课堂教学模式是培养科学素质的基础,优化课堂教学过程是培养科学素质的核心,并提供教学实例,探讨了科学素质培养的有效途径和方法。     

线蕨属（水龙骨科）的系统发育研究：来自叶绿体rbcL和rps4-trnS序列的证据

线蕨属Colysis 植物主要分布于亚洲热带和亚热带地区,少数种类分布至非洲、澳大利亚(昆士兰)及新几内亚地区.自1849年成立以来,线蕨属的分类范畴和系统位置一直有待确定.本文利用叶绿体基因组的rbcL、rps4基因和rps4-trnS基凶间隔区序列,运用最大简约法和贝叶斯方法分析了线蕨属及其近缘类群的系统演化关系.研究结果显示:(1)线蕨属和薄唇蕨属Leptochilus(含似薄唇蕨属Paraleptochilus)组成一个支持率很高的单系分支(C-L Clade),但是薄唇蕨属的成员位于线蕨属的不同支系内,支持线蕨属和薄唇蕨属合并为一个属;(2)瘤蕨属Phymatosorus单独形成一个单系分支;(3)星蕨属Microsorum是一个多系类群,除Microsorium linguiforme、M.varians和M.pustulatum与马来群岛的Lecanopteris聚在一起外,其他的星蕨属成员均位于不同的支系上.本文的系统发育分析结果为线蕨属和薄唇蕨属的分类处理提供了分子系统学的证据.     

基于分形方法探讨槭属（Acer Linn.）植物叶片的形态多样性及其系统学意义

采用数量性状测量法分析了槭属(Acer Linn.)8种1变种1变型的叶片形态性状差异,并采用分形方法对供试种类局部叶脉和叶片轮廓进行分维值计算;在此基础上,对供试槭属植物叶片的形态多样性进行比较,并讨论了分形理论在叶片形态特征的定量分析及植物系统学研究中的意义。叶片数量性状的测量结果表明：供试种类叶片的矩形度和叶形系数呈显著正相关,纵横轴比与一级脉角呈显著负相关,这些叶片形态参数的变异程度与叶片的形态多样性有关,虽然能在一定程度上反映槭属植物的叶形及叶脉结构变化,但难以充分反映叶片的变异细节及本质特征。分维值的计算结果表明：供试种类的叶片轮廓和局部叶脉的分维值呈显著负相关;叶片轮廓分维值在种间及种内均有显著差异(P<0.05),但部分种类间局部叶脉分维值差异不显著(P>0.05);鸡爪槭(A. palmatum Thunb.)的叶片轮廓和局部叶脉的分维值变异系数显著高于其他供试种类,表明其种内叶片变异的多样性相对较高。根据叶片轮廓和局部叶脉的分维值,可将供试种类分为4类：鸡爪槭、红枫〔A. palmatum f. atropurpureum ( Van Houtte) Schwerim〕和羽裂槭〔A. palmatum var. dissectum ( Thunb.) Miq.〕归为一类,锐角槭( A. acutum W. P. Fang)、色木槭( A. mono Maxim.)、茶条槭( A. ginnala Maxim.)、三角槭( A. buergerianum Miq.)和中华槭( A. sinense Pax)归为一类,建始槭( A. henryi Pax)和樟叶槭( A. cinnamomifolium Hayata)各自归为一类。研究结果揭示：通过叶缘和叶脉的分形分析可以定量反映植物叶片的形态多样性,建议将叶片轮廓分维值和局部叶脉分维值分别作为种水平和属水平的分类依据;此外,分形方法也为定量化研究和评价不同叶片类型的演化程度提供了可行的途径。     

MATLAB 7.X 生物信息工具箱的应用-- 专用分析工具（ 六）*

序列分析可以获取蕴藏在简单序列中的生物信息,是生物信息分析的基础。通过生物大分子序列差异分析构建的系统树则可为我们提供可视化的物种间的进化关系。MATLAB7.X生物信息工具箱包含了几个图形用户界面设计的专用分析工具,这些专用分析工具交互性好,易于使用。借助于这些分析工具,用户不仅可以对基因序列进行分析查看并能进行相对应的氨基酸序列分析,还可以方便快捷地构建系统发育树。即使用户不会编程也可以进行序列分析和系统发育分析的研究,大大地提高了分析的效率。本文详细介绍了序列分析工具Seqtool和系统发育分析工具Phytreetool在序列分析及系统发育树构建方面的应用,所有操作方便快捷,分析结果可视化程度高。     

黑素皮质激素受体1（MC1R）基因系统发育树与犬的毛色

犬的驯养迄今约有1万多年,由于不同环境和不同目的人工选择形成了犬品种间或品种内极丰富的毛色多样性,经证实,这些犬的很多毛色类型与MC1R相关 ,MC1R在一些物种中有同源基因 本文阐述了犬MC1R多态性研究进展,并选择其它9个有代表性的哺乳动物物种与犬MC1R同源基因进行了比较,以此建立系统发育树。结果显示,10个物种的MC1R基因的分子进化关系与物种的经典分类学地位基本相符。      

基于ITS序列对中国簇毛黄耆亚属（黄耆属）系统学问题的初步研究

测定了簇毛黄耆亚属（Pogonophace)4组8种和外类群Caragana roborovskyi的ITS序列,从GenBank中调出相关12属47种的ITS序列,组成数据距阵,应用PAUP程序中的最大简约法构建了系统发育树状图。扁荚组（Sect.Sesbanella)与亚属其余类群在系统树上处于不同的分支,亲缘关系较远这个亚属不是一个单系类群;膨果组（Sect.Bibracteola)。背扁组（Sect.Phyllolobium)和袋果组（Sect.Trichostylus)作为一个单系类群能得到ITS序列的支持,但与分组以及膨果组下系的划分都得不到ITS序列分析的支持。     

孟氏苏崩猴(哺乳动物纲:近兔猴超科)的齿列以及亚洲窃果猴科系统发育关系的再研究（英文）

格沙头期的窃果猴类(carpolestid)孟氏苏崩猴(Subengius mengi)属于亚洲已知最早的近兔猴形类(plesiadapiform)。苏崩猴的新标本澄清了该类群的牙齿解剖结构。孟氏苏崩猴的齿列比以前认为的要原始得多,下齿列的齿式2.1.3.3,p4低冠,具有3个主尖,但不似Elphidotarsius的相应主尖那样完全并生,P3的舌侧缘更窄,结构更简单,m1不具有高度扩展的下前尖和下后尖。苏崩猴P3的独特结构以及对Elphidotarsius sp.,cf.E.florencae的P3解剖特征的重新研究表明,过去对窃果猴科P3的某些齿尖的同源性的解释是错误的。在详细的特征分析基础上,重新建立了窃果猴类及其近亲的系统发育关系。崩班期(Bumbanian)的同时猴(Chronolestes simul)被重新认定是窃果猴科最基部的成员。孟氏苏崩猴以及崩班期的另一个种旭日多脊食果猴(Carpocristes oriens)也是窃果猴类相对靠基部的成员,但这些亚洲窃果猴类之间似乎都没有特殊的相互关系。虽然北美和亚洲的窃果猴类均延续到古新世-始新世界线附近,但它们在两个大陆之间的扩散似乎仅限于古新世的较早期。