分類的基本原理和方法.pptVIP

第11章 分類的基本原理和方法,內(nèi)容提要 一、分類學(xué)的任務(wù)及發(fā)展水平 二、物種概念(species concept) 三、分類特征(taxonomic character) 四、動物命名法規(guī)(code of zoological nomenclture) 五、系統(tǒng)發(fā)育學(xué)說(Phylogenetics) 支序系統(tǒng)學(xué)（cladistics） 數(shù)值分類學(xué)（phenetics） 綜合系統(tǒng)學(xué)（synthetic systematics）,我國第一代著名魚類學(xué)家,秉志（18861965）,朱元鼎(18961986),伍獻(xiàn)文(19001985),張春霖（1897-1963）,一、分類學(xué)的任務(wù)及發(fā)展水平,分類學(xué)有大基本任務(wù) 相應(yīng)地分個發(fā)展水平,一是 識別、描記和命名物種（人類戶籍） 鑒定（identification) 分類學(xué) 遵循的原則動物命名法規(guī),二是 建立分類系統(tǒng)（社會管理的行政區(qū)劃） 分類（classification） 分類學(xué),魚類的主要分類系統(tǒng) Muller,1844 Regan,1900,1926 Jorden,1923 Berg,1940,1955 Greenwood et al,1966 Rass et al,1971 Nelson,1994,2005,三是 研究類群間的親緣關(guān)系及其起源和演化（歷史） 系統(tǒng)發(fā)育（phylogeny) 分類學(xué) 理論和方法系統(tǒng)發(fā)育學(xué)說,分類學(xué)（taxonomy or classification）一般包括和兩個分類水平 系統(tǒng)學(xué)（systematics）：包括所有這部分內(nèi)容,二、物種概念species concept,Linnaeans Hierarchy 界 Kingdom 門 Phylum 綱 Class 目 Order 科 Family 屬 Genus 種 Species 最基本的單位,物種是分類學(xué)研究的最主要對象 物種概念是分類學(xué)的基本問題 沒有共同的物種概念，就沒有共同的基礎(chǔ)去討論相關(guān)的科學(xué)問題 但物種概念還有許多爭論，并沒有一個普遍被接受的定義,1 早期的物種概念 17世紀(jì)以前，科學(xué)家并不知道物種的生物學(xué)意義。 他們認(rèn)為：凡屬于同一物種的個體都具有相同的本質(zhì),而相同本質(zhì)的存在是根據(jù)相似性推導(dǎo)出來的。 相似性是一條“不可言傳，只能意會”的含糊標(biāo)準(zhǔn)。,2 本質(zhì)論的物種概念 代表人物：瑞典植物學(xué)家林奈 包含四個含義： (1)物種是由具有同一本質(zhì)的相似個體組成的 (2)物種之間可以依據(jù)不連續(xù)性相互分開 (3)每個物種始終不變 (4)即使有變異也有嚴(yán)格的限制,3 近代的物種概念 Mayden (1997)發(fā)現(xiàn)至少有24個不同的物種定義 可歸納為：表征的、生物學(xué)的、進(jìn)化論的、生態(tài)學(xué)的、系統(tǒng)學(xué)的。,1）表征phenotypic或 形態(tài)學(xué)morphological物種概念,認(rèn)為物種的形態(tài)是固定不變的 把接近于模式標(biāo)本的一些個體歸屬為同一個種，即形態(tài)學(xué)種。 現(xiàn)在，理論上認(rèn)同形態(tài)學(xué)物種概念的已較少，但實(shí)際工作中仍常用,2）生物學(xué)物種概念,Mayr（1961）提出的生物學(xué)物種概念 即“物種是一群可以互相交配的自然群體，與其它群體在生殖上是隔離的” 在脊椎動物學(xué)中較流行 但在植物及低等動物中少用,3）進(jìn)化論物種概念,Simpson （）認(rèn)為物種應(yīng)以血統(tǒng)概念為基礎(chǔ)，提出了進(jìn)化論物種概念 其定義大致為“物種是一個祖裔種群的單獨(dú)譜系，具有自己的進(jìn)化趨向和歷史因緣” 這一概念分類學(xué)中難用，主要用在分類學(xué),4 物種的最新解釋metapopulation,Metapopulation：集合種群或異質(zhì)種群，空間生態(tài)學(xué)概念 定義龐雜繁多，但內(nèi)核基本相同 牛津生態(tài)學(xué)詞典（1998）：由同一物種組成的一個種群群體，這些種群同時存在，但又處于不同空間。 或指在相對獨(dú)立的地理區(qū)域內(nèi)，在空間上相互隔離，但又有功能聯(lián)系的、多個局部種群組成的種群鑲嵌系統(tǒng)。,對目前物種概念使用狀況的理解與體會： 分類鑒定：形態(tài)學(xué)概念 生產(chǎn)利用：生物學(xué)概念 分類學(xué)：進(jìn)化論概念 魚類保護(hù)：metapopulation,三、常用的分類特征,特征（character）是分類的依據(jù) 原則上,所有特征都可作為分類的指標(biāo) 但首先要分清特征的同源和同功關(guān)系 只有同源特征才可相互比較,同源（homologue）特征,指基本結(jié)構(gòu)和胚胎發(fā)育來源相同的構(gòu)造 如魚的鰾與人的肺 雖然其形狀與功能不同 但都是原腸胚突出而成，是同源。,同功（analogue）特征,指功能相同的器官 如魚的鰓與人的肺 其功能都為呼吸 但構(gòu)造和來源不同 鰓來自外胚層、肺來自內(nèi)胚層,1、形態(tài)特征,最直觀最常用的特征 早期的分類學(xué)大都僅依據(jù)外部形態(tài)特征 外部形態(tài)特征: 可數(shù)、可量、定性 內(nèi)部形態(tài)特征（高級階元）,2、細(xì)胞學(xué)特征,上世紀(jì)年代隨著細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展而出現(xiàn) 年代與系統(tǒng)學(xué)結(jié)合形成了一門新的學(xué)科細(xì)胞分類學(xué) 常用的細(xì)胞學(xué)特征有2方面,核型（karyotype） 染色體的表型特征 主要包括染色體的數(shù)目和類型 染色體大小和形態(tài),帶型（banding pattern） 染色體臂上的結(jié)構(gòu)特征 常用的有C帶、G帶、Q帶和銀染等,3、生化特征,生物體內(nèi)的生化物質(zhì)包括 代謝物質(zhì)和帶信息物質(zhì) 初級代謝物：從環(huán)境吸入或中間代謝產(chǎn)物，如無機(jī)物、氨基酸、單糖等。不穩(wěn)定，少用 次級代謝物：由體內(nèi)酶系催化合成，較穩(wěn)定，應(yīng)用較廣（植物化學(xué)分類學(xué)）,帶信息物質(zhì)：DNA、RNA和蛋白質(zhì) 分別稱初級、次級和三級信息分子 目前最時新的分類特征 新學(xué)科分子系統(tǒng)學(xué)（molecular systematics）,獲取生化特征的方法已有幾十種，主要有2大類： 一是直接測序：即直接測定分子的序列，產(chǎn)生性狀數(shù)據(jù)。 信息量最大、最精確的分子系統(tǒng)學(xué)數(shù)據(jù),二是間接測序：測定信息分子的多態(tài)性，再根據(jù)一定的理論假設(shè)，由統(tǒng)計方法推斷遺傳差異（序列差異），獲得的也是性狀數(shù)據(jù),4、形態(tài)計量學(xué)特征,通過多元分析，將生物學(xué)中的同源與幾何學(xué)中的形態(tài)計量結(jié)合在一起，形成形態(tài)計量特征，可定量地研究類群之間的形態(tài)變化規(guī)律。 框架分析,四、動物命名法規(guī) 開展分類學(xué)應(yīng)遵循的原則,現(xiàn)代分類學(xué)的歷史從林奈（1758）創(chuàng)立雙名法時算起 國際動物學(xué)會先后于年、年、年、1999年出版過4個版本的學(xué)命名法規(guī) 法規(guī)只管到科級 科級以上名稱可按生物學(xué)家的習(xí)慣處理,國際動物命名規(guī)約史略,1758年 “Systema Naturae”第10版出版，該年的1月1日被定為 雙名法的起用日期 1901年 第5屆國際動物學(xué)大會通過全世界正式采用的國際動物命名規(guī)約（舊規(guī)約） 1958年 第15屆國際動物學(xué)大會通過國際動物命名新版本規(guī)約 1961年 全面修訂的新版本國際動物命名規(guī)約出版 1985年 出版國際動物命名規(guī)約第3版 1999年 出版國際動物命名規(guī)約第4版,國際動物命名法規(guī)第四版1999主要內(nèi)容,共18章、90條、共306頁 由英文和法文雙語對照編寫 2000年1月1日起生效 這里僅介紹常用的內(nèi)容,1、法規(guī)的適用范圍,現(xiàn)生或已絕沒的后生動物 科，屬，種的命名 不適用的情形： 假設(shè)性的物種（無標(biāo)本支持） 依據(jù)畸形標(biāo)本的命名 雜種標(biāo)本的命名 亞種以下的命名,中華海鲇： 原Tachysurus sinensis Lacpde，1803的命名僅依據(jù)一幅中國畫，不具科學(xué)上的有效性。,獨(dú)立性 動物命名法與其他生物命名法相互獨(dú)立 起用時間 1758年1月1日，以前的名稱不予承認(rèn) “本草綱目”（1590）,彈涂魚學(xué)名變化 Synonyms of Periophthalmus modestus Cyprinus cantonensis Osbeck, 1757 junior synonym Pariophthalmus cantonensis (Osbeck, 1757) junior synonym Periophthalmus cantonensis (Osbeck, 1757) junior synonym Periophthalmus modestus Cantor, 1842 original,2、動物學(xué)名的字?jǐn)?shù),種以上：單個字，首字母大寫 Cyprinidae Cyprinus 物種：雙名，屬名+種本名 Cyprinus carpio 亞種：三名，屬名+種名+亞種本名 湖鱭(刀鱭的亞種)Coilia nasus taihuenesis,3、新學(xué)名發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn),永久性科學(xué)記錄： 1986年以前，必須用傳統(tǒng)印刷法印于紙上。 1986以后，可以在非紙上發(fā)表，但要有文字說明 可獲得性 復(fù)本（至少在5家主要公眾圖書館中存放） 新學(xué)名在“Zoological Record” 中收錄,不構(gòu)成發(fā)表的著作物 手寫稿、未發(fā)表的著作 校樣 相片等 聲音記錄 標(biāo)本的標(biāo)簽 電子郵件（觀賞魚愛好者） 會議文件,4、學(xué)名的適用性,可用名須符合以下條件： 種名須用拉丁文或拉丁化的文字 種名為雙名，即屬名加種名 在正式出版物上發(fā)表 必須有記述或鑒別特征 必須指定一個模式標(biāo)本、保存單位,5、名稱的有效性,制定了3條規(guī)則： 優(yōu)先權(quán)原則(principle of priority) 同物異名（synonym） 同名律(異物同名) law of homonymy,優(yōu)先律：任何分類單元的正確名稱應(yīng)為最早正確出現(xiàn)（出版）的名稱 同物異名：同一個分類單元（種、屬等）出現(xiàn)多個可用名的現(xiàn)象 根據(jù)優(yōu)先律，只有最早出現(xiàn)的那個名才有效，即有效名（valid name）,Cyprinus (Cyprinus) carpio Linnaeus,Cyprinus carpio Linnaeus,1758 Cyprinus rubrofuscus Lacepede,1803 Cyprinus nigroauratus,1803 Cyprinus viridiviolaceus,1803 Cyprinus haematopterus Temminck ,1842 Cyprinus flammans Richardson,1846 Cyprinus acuminatus Richardson,1846 Cyprinus carpio yuanjiang Wu et al.1963 Cyprinus (Cyprinus) carpio carpio ,1977 Cyprinus (Cyprinus) carpio haematopterus Cyprinus (Cyprinus) carpio rubrofuscus,同名律：凡兩個以上分類單元采用了完全相同的名稱時，稱同名關(guān)系（homonymy） 同名律規(guī)定：同一個可用名不能用于等級相同的兩個單元，次同名須廢止，另起新名,P. multifasciatus Pellegrin et Fang,、模式概念,生物種類繁多，為了使每一物種的名稱與其所指的物種之間具有固定的、可以考察的依據(jù). 在新物種確立時，除了文字描述及圖表解釋外，尚需將當(dāng)時確立該種時所用的標(biāo)本賦予特殊的含義，作為今后稽考的資料。 此種標(biāo)本稱模式標(biāo)本（type-specimens）,模式標(biāo)本是物種名稱的攜帶者（name-bearer） 現(xiàn)代分類學(xué)十分重視模式標(biāo)本的建立 模式標(biāo)本可分為多種，這里介紹比較重要的種： 正模（holotype）： 新種定名時作為主要依據(jù)的那個標(biāo)本 要永久保存，并用紅色標(biāo)簽注明正模字樣,副模（paratype）： 如新種定名時所依據(jù)的標(biāo)本不至一個 除了正模以外的其余標(biāo)本均稱副模 群模（syntype）： 在未指定正模和副模標(biāo)本時 新種定名時所依據(jù)的這一批