生物多樣性和植物分類及命名.ppt

第七章 生物多樣性和植物分類及命名,7.1 什么是生物多樣性 7.2 生物多樣性公約 7.3 保護(hù)生物多樣性的意義 7.4 植物的分類 7.5 植物命名法 7.6 植物界的基本類群,7.1 什么是生物多樣性,生物多樣性(Biodiversity)： 一般地說(shuō)，它是指地球上生命的所有變異。也就是說(shuō)，生物多樣性包括數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的動(dòng)物、植物和微生物；也包括生物與其環(huán)境所形成的生態(tài)復(fù)合體，如物種的種群、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)。 生物多樣性包括： 物種多樣性 遺傳多樣性 生態(tài)系統(tǒng)多樣性,物種多樣性,物種多樣性是用一定空間范圍物種數(shù)量的分布頻率來(lái)衡量的，它通常又包括整個(gè)地球的空間范圍。,遺傳多樣性,遺傳的多樣性指同一個(gè)物種內(nèi)基因型的多樣性。是衡量一個(gè)種內(nèi)變異性的概念。,由DNA雙螺旋長(zhǎng)鏈組成染色體 (左上） DNA序列測(cè)定的電泳膠分析圖（右上） 幾種生物部分同源片段DNA序列比較（下）,生態(tài)系統(tǒng)多樣性,為適應(yīng)在不同環(huán)境下生存，各種生物與環(huán)境又構(gòu)成了不同的生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)，這就是生命的家園。 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、平衡及調(diào)節(jié)機(jī)制千差萬(wàn)別是生物多樣性的重要內(nèi)容。 維護(hù)地球生命的過(guò)程是由多樣性的生命來(lái)完成的。生物多樣性是地球上生物經(jīng)過(guò)幾十億年發(fā)展進(jìn)化的結(jié)果，它們的未知潛力為人類的生存和持續(xù)發(fā)展顯示了不可估量的美好前景。,全球物種數(shù)目 (Heywood et al. 1995),類群 已描述數(shù)目(萬(wàn)種) 估計(jì)數(shù)目(萬(wàn)種) 病毒 0.4 40 細(xì)菌 0.4 100 真菌 7.2 150 原生動(dòng)物 4.0 20 藻類 4.0 40 高等植物 27.0 32 線蟲 2.5 40 甲殼動(dòng)物 4.0 15 蜘蛛類 7.5 75 昆蟲 95.0 800 軟體動(dòng)物 7.0 20 脊椎動(dòng)物 4.5 5 其他 11.5 25 總計(jì) 175.0 1362,已發(fā)現(xiàn)和命名 植物 昆蟲 脊椎動(dòng)物 共有,2,000,000 種 270,000 種 950,000 種 50,000 種 5,000,000 - 30,000,000 種,世界因生命而美麗 因生物多樣性而精彩,生物多樣性的價(jià)值,直接利用價(jià)值 生態(tài)功能價(jià)值 科學(xué)研究?jī)r(jià)值 文化美學(xué)價(jià)值,提供了人類生存所需要的基本食物 生物多樣性在人類的衛(wèi)生保健事業(yè)上起著不可估量的作用 生物多樣性還為人類提供了多種多樣的工業(yè)原料 生物多樣性對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展還具有特殊的貢獻(xiàn) 生物多樣性的間接價(jià)值也可看作環(huán)境資源的價(jià)值，包括有能量固定、調(diào)節(jié)氣候、穩(wěn)定水文、保護(hù)土壤、儲(chǔ)存必須的營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)元素循環(huán)、對(duì)污染物質(zhì)吸收分解作用、對(duì)于維持進(jìn)化過(guò)程和環(huán)境效益也有重要意義 生物多樣性在自然環(huán)境娛樂(lè)-美學(xué)，社會(huì)文化、科學(xué)、教育、精神及歷史方面均具重要價(jià)值,7.2 生物多樣性公約,1992年，150多個(gè)國(guó)家的首腦云集巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)，簽署了全球的生物多樣性公約。該公約1993年12月正式生效。1992年6月，中國(guó)總理代表中國(guó)簽署了生物多樣性公約，同年11月，七屆人大28次會(huì)議審議批準(zhǔn)了該公約，中國(guó)成為率先加入生物多樣性公約的國(guó)家之一。中國(guó)積極參與國(guó)際社會(huì)的生物多樣性保護(hù)行動(dòng)，中國(guó)政府又相繼簽署了濕地公約、瀕危野生動(dòng)植物國(guó)際貿(mào)易公約、聯(lián)合國(guó)防治荒漠化公約等國(guó)際公約。 生物多樣性公約包括序言、42條協(xié)議條款和查明與監(jiān)測(cè)、仲裁與調(diào)解兩個(gè)附件。其中序言部分強(qiáng)調(diào)了締約國(guó)達(dá)成的共識(shí)。,7.3 保護(hù)生物多樣性的意義,全球每分鐘：損失耕地40公頃、損失森林21公頃、11公頃良田被沙漠化、向江河湖海排放污水85萬(wàn)噸；有300個(gè)嬰兒出生；有28人死于環(huán)境污染！ 近400年里，484萬(wàn)種動(dòng)物滅絕，隨著世界人口的爆炸，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物種滅絕的速度還要加快！ 專家預(yù)計(jì)：從1990年到2015年，世界上將有60萬(wàn)到240萬(wàn)種生命滅絕！ 1999年國(guó)際植物大會(huì)： 人類活動(dòng)破壞了地球?qū)⒔话氲年懙? 正導(dǎo)致自然界的動(dòng)植物加速走向滅絕,如果這種情況持續(xù)下去, 估計(jì)下世紀(jì)后半葉, 將有三分之一至三分之二的物種從地球上消失！,7.3 保護(hù)生物多樣性的意義,一個(gè)基因可能關(guān)系到一種生物的興衰，一個(gè)物種可能影響一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可能改變一個(gè)地區(qū)的面貌。,保護(hù)生物多樣性就是保護(hù)人類自己！,我國(guó)生物多樣性特點(diǎn) 中國(guó)是生物多樣性較高的國(guó)家，居世界第八位，北半球的第一位。 1.物種多樣性高度豐富 植物區(qū)系的種類數(shù)目共有30000種，僅次于馬來(lái)西亞（45000種)和巴西（40000種），居世界第三。其中苔蘚植物106科，占世界科數(shù)額70%，蕨類植物52科2600種，分別占世界科數(shù)的80%和種數(shù)的26%，木本植物8000種，其中喬木約2000種，全世界裸子植物共12科71屬750種，中國(guó)就有11科34屬240種，針葉樹的總種數(shù)占世界同類植物37.8%，被子植物占世界總科、屬的54%和24%,2.中國(guó)生物物種的特有性高,擁有大量特有珍稀的物種和孒遺物種，如素有活化石之稱的水杉、銀杉等，且還有許多特有科屬。分布局限在很小的特定生境中。 3.生物區(qū)系起源古老 中國(guó)古地理的優(yōu)越環(huán)境成為古老物種賴以生存的避難所，或是新生孤立類群的發(fā)源地，許多古老物種都有明顯的區(qū)域特征。 4.經(jīng)濟(jì)物種異常豐富 重要的野生經(jīng)濟(jì)植物3000多種，纖維類植物440余種，淀粉原料植物150余種，,蛋白質(zhì)和氨基酸植物260種，油脂植物370余種，芳香油植物290余種，藥用植物5000余種，用材樹種300多種，還有樹脂樹膠類植物，橡膠類植物，鞣料植物等，有殺蟲效果的植物500種，多種具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的微生物，包括700種野生食用真菌，380種藥用菌，300種菌絲體等。,7.4 植物的分類,分類學(xué)是認(rèn)識(shí)生物多樣性的基礎(chǔ),對(duì)自然界多樣性的生物進(jìn)行分類主要有3類方法：形態(tài)學(xué)方法、遺傳進(jìn)化法、進(jìn)化分類法,(一) 人為分類和自然分類,瑞典植物學(xué)家林奈(Karl von Linne, 17071778年) 于1735年出版“ 自然系統(tǒng)” (System Nature) 這一名著。,一、分類學(xué)的發(fā)展,林奈在前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。建立新的動(dòng)、植物的分類系統(tǒng)，并制訂了一個(gè)統(tǒng)一的生物命名法即雙名法(binomial menclature)。,他的分類系統(tǒng)包括綱(class)、目(order)、科(genus)、種(species) 4個(gè)等級(jí)。他給每一個(gè)生物定一個(gè)屬名和一個(gè)種名。,屬名加種名就是這個(gè)生物的生物學(xué)名。,林奈不相信生物進(jìn)化，他認(rèn)為物種不會(huì)改變，物種彼此之間不存在系統(tǒng)的關(guān)系，因而他的分類系統(tǒng)不可能反映各種生物在進(jìn)化上的地位人為的分類系統(tǒng)。,不足之處,達(dá)爾文(Darwin,18091882)在1859年發(fā)表物種起源，創(chuàng)立進(jìn)化論。,認(rèn)為一個(gè)自然類群的成員是由一個(gè)共同祖先產(chǎn)生，在自然界中生物的變異是不連續(xù)，但是存在著，生物永遠(yuǎn)在發(fā)展進(jìn)化之中。,分類學(xué)不僅局限于鑒定物種，確定其等級(jí)成為分類系統(tǒng)，而且還須研究植物種間親緣關(guān)系及整個(gè)生物界系統(tǒng)發(fā)育的演化過(guò)程，從而使人們對(duì)分類學(xué)的概念從靜止?fàn)顟B(tài)的創(chuàng)造論轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的進(jìn)化論。,海格爾(Haeckel，18341919)創(chuàng)造“進(jìn)化樹”。,這種“ 進(jìn)化樹”并沒(méi)有全盤打亂舊分類系統(tǒng)，只是在舊分類系統(tǒng)的一個(gè)個(gè)離散的類群間加一條聯(lián)線以表示它們之間的親緣關(guān)系，但仍存有一些不合理現(xiàn)象。,20世紀(jì)40年代赫胥黎(Huxley)在他的新系統(tǒng)學(xué)中，以種群分類概念代替模式分類概念。在此之前，生物分類是根據(jù)個(gè)別的模式標(biāo)本作為種的鑒定，因而把個(gè)體當(dāng)作基本的分類單位。,除用形態(tài)特征作為分類性狀外，還用生態(tài)、行為、生理、生化、地理等方面的資料作為分類依據(jù)，以生物學(xué)概念替代純形態(tài)概念。,1963年Sneath和Sokal聯(lián)合出版數(shù)值分類學(xué)原理，提出用數(shù)學(xué)方法來(lái)分種和高級(jí)階元。對(duì)所研究的生物類群的許多性狀加以數(shù)值化，再用電子計(jì)算機(jī)運(yùn)算、對(duì)比和統(tǒng)計(jì)分析以此表明它們之間的相似程度來(lái)分類。,(二) 細(xì)胞分類,應(yīng)用細(xì)胞學(xué)特征進(jìn)行物種分類稱為細(xì)胞分類學(xué)(cytotaxonomy)。,較多的是核型分析，如染色體的數(shù)目、形態(tài)和大小，染色體的類別，染色體著絲粒的位置及其臂長(zhǎng)，染色體的帶型(染色體經(jīng)染色在一定部位顯示出不同的橫帶)等特征。,(三) 生化分類,1. 蛋白電泳分析,分子生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)物種的蛋白質(zhì)大分子長(zhǎng)鏈的氨基酸排列相同部分愈多，它們的差異就愈少，其親緣關(guān)系也愈近。,將待檢物種的提取液進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳或淀粉凝膠電泳，或等電點(diǎn)聚焦電泳，用溴酚藍(lán)等蛋白質(zhì)染色劑染色，得出條帶電泳圖。,計(jì)算樣品種相同移動(dòng)率的條帶數(shù)與最大條帶數(shù)之間的比值，得出物種的相似系數(shù)。,2. 生物大分子比較,細(xì)胞色素C是一個(gè)具有104112個(gè)氨基酸的多肽分子，從進(jìn)化上看，細(xì)胞色素C是很保守分子.據(jù)估計(jì), 它的氨基酸順序每200萬(wàn)年才發(fā)生1的改變。,不同生物的細(xì)胞色素C中氨基酸的組成和順序反映這些生物之間的親緣關(guān)系。,根據(jù)細(xì)胞色素C分子的氨基酸順序制出的系統(tǒng)樹,二、植物分類的基本單位 和階層系統(tǒng),界植物界Regnum vegetable 門 -phyta被子植物門Angiospermae 綱-opsida, -eae雙子葉植物綱（木蘭綱） Dicotyledoneae(Magnoliopsida) 目-ales薔薇目Rosales 科-aceae薔薇科Rosaceae 屬-a, -um, -us薔薇屬Rosa 種多花薔薇Rosa multiflora Thunb.,生物分類的階層,種(species)是生物基本的分類單元。種是形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)育特征和生態(tài)分布基本相同的一群生物。 自然條件下，同種生物結(jié)合可產(chǎn)生有生殖能力的后代，不同種生物之間不能相互結(jié)合，即使結(jié)合也不能產(chǎn)生有生殖能力的后代，即生殖隔離。同種生物具有共同的進(jìn)化祖先，親緣關(guān)系相近的種構(gòu)成另一個(gè)高一級(jí)的分類單元屬(genus)。,生物種的概念,7.5 植物命名法,雙名法瑞典博物學(xué)家林奈(C. Linnaeus)創(chuàng)立 每一種植物的種