分類的基本原理和方法

第11章

分類的基本原理和方法內容提要一、分類學的任務及發(fā)展水平二、物種概念(speciesconcept)三、分類特征(taxonomiccharacter)四、動物命名法規(guī)(codeofzoologicalnomenclture)五、系統(tǒng)發(fā)育學說(Phylogenetics)

支序系統(tǒng)學（cladistics）

數值分類學（phenetics）

綜合系統(tǒng)學（syntheticsystematics）第1頁，共56頁。我國第一代著名魚類學家秉志（1886～1965）

朱元鼎(1896～1986)

伍獻文(1900～1985)

張春霖（1897-1963）

第2頁，共56頁。一、分類學的任務及發(fā)展水平分類學有３大基本任務相應地分３個發(fā)展水平第3頁，共56頁。一是識別、描記和命名物種（人類戶籍）鑒定（identification)─α分類學遵循的原則——動物命名法規(guī)

第4頁，共56頁。二是建立分類系統(tǒng)（社會管理的行政區(qū)劃）分類（classification）─β分類學第5頁，共56頁。魚類的主要分類系統(tǒng)Muller,1844Regan,1900,1926Jorden,1923Berg,1940,1955Greenwoodetal,1966Rassetal,1971Nelson,1994,2005第6頁，共56頁。三是研究類群間的親緣關系及其起源和演化（歷史）系統(tǒng)發(fā)育（phylogeny)

─γ分類學理論和方法——系統(tǒng)發(fā)育學說第7頁，共56頁。分類學（taxonomyorclassification）一般包括α和β兩個分類水平系統(tǒng)學（systematics）：包括所有這３部分內容第8頁，共56頁。二、物種概念speciesconceptLinnaean’sHierarchy界Kingdom門Phylum綱Class目Order科Family屬Genus種Species最基本的單位第9頁，共56頁。物種是分類學研究的最主要對象物種概念是分類學的基本問題沒有共同的物種概念，就沒有共同的基礎去討論相關的科學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第10頁，共56頁。1早期的物種概念17世紀以前，科學家并不知道物種的生物學意義。他們認為：凡屬于同一物種的個體都具有相同的本質,而相同本質的存在是根據相似性推導出來的。相似性是一條“不可言傳，只能意會”的含糊標準。第11頁，共56頁。2本質論的物種概念代表人物：瑞典植物學家林奈包含四個含義：(1)物種是由具有同一本質的相似個體組成的(2)物種之間可以依據不連續(xù)性相互分開(3)每個物種始終不變(4)即使有變異也有嚴格的限制第12頁，共56頁。3近代的物種概念Mayden(1997)發(fā)現至少有24個不同的物種定義可歸納為：表征的、生物學的、進化論的、生態(tài)學的、系統(tǒng)學的。第13頁，共56頁。1）表征phenotypic或

形態(tài)學morphological物種概念認為物種的形態(tài)是固定不變的把接近于模式標本的一些個體歸屬為同一個種，即形態(tài)學種。現在，理論上認同形態(tài)學物種概念的已較少，但實際工作中仍常用第14頁，共56頁。2）生物學物種概念Mayr（1961）提出的生物學物種概念即“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”在脊椎動物學中較流行但在植物及低等動物中少用

第15頁，共56頁。3）進化論物種概念Simpson（１９６１）認為物種應以血統(tǒng)概念為基礎，提出了進化論物種概念其定義大致為“物種是一個祖裔種群的單獨譜系，具有自己的進化趨向和歷史因緣”這一概念α分類學中難用，主要用在γ分類學第16頁，共56頁。第17頁，共56頁。4物種的最新解釋—metapopulationMetapopulation：集合種群或異質種群，空間生態(tài)學概念定義龐雜繁多，但內核基本相同《牛津生態(tài)學詞典》（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?；蛑冈谙鄬Κ毩⒌牡乩韰^(qū)域內，在空間上相互隔離，但又有功能聯系的、多個局部種群組成的種群鑲嵌系統(tǒng)。第18頁，共56頁。第19頁，共56頁。對目前物種概念使用狀況的理解與體會：分類鑒定：形態(tài)學概念生產利用：生物學概念γ分類學：進化論概念魚類保護：metapopulation第20頁，共56頁。三、常用的分類特征特征（character）是分類的依據原則上,所有特征都可作為分類的指標但首先要分清特征的同源和同功關系只有同源特征才可相互比較第21頁，共56頁。同源（homologue）特征指基本結構和胚胎發(fā)育來源相同的構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。第22頁，共56頁。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造和來源不同鰓來自外胚層、肺來自內胚層第23頁，共56頁。1、形態(tài)特征最直觀最常用的特征早期的分類學大都僅依據外部形態(tài)特征外部形態(tài)特征:可數、可量、定性內部形態(tài)特征（高級階元）第24頁，共56頁。2、細胞學特征上世紀６０年代隨著細胞生物學的發(fā)展而出現７０年代與系統(tǒng)學結合形成了一門新的學科─細胞分類學常用的細胞學特征有2方面第25頁，共56頁。

核型（karyotype）染色體的表型特征

主要包括染色體的數目和類型染色體大小和形態(tài)．

第26頁，共56頁。帶型（bandingpattern）染色體臂上的結構特征常用的有C帶、G帶、Q帶和銀染等第27頁，共56頁。3、生化特征生物體內的生化物質包括

代謝物質和帶信息物質初級代謝物：從環(huán)境吸入或中間代謝產物，如無機物、氨基酸、單糖等。不穩(wěn)定，少用次級代謝物：由體內酶系催化合成，較穩(wěn)定，應用較廣（植物化學分類學）第28頁，共56頁。帶信息物質：DNA、RNA和蛋白質分別稱初級、次級和三級信息分子目前最時新的分類特征新學科－分子系統(tǒng)學（molecularsystematics）第29頁，共56頁。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，產生性狀數據。信息量最大、最精確的分子系統(tǒng)學數據第30頁，共56頁。二是間接測序：測定信息分子的多態(tài)性，再根據一定的理論假設，由統(tǒng)計方法推斷遺傳差異（序列差異），獲得的也是性狀數據．第31頁，共56頁。4、形態(tài)計量學特征通過多元分析，將生物學中的同源與幾何學中的形態(tài)計量結合在一起，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。框架分析第32頁，共56頁。第33頁，共56頁。四、動物命名法規(guī)

―開展α分類學應遵循的原則現代分類學的歷史從林奈（1758）創(chuàng)立雙名法時算起國際動物學會先后于１９０５年、１９６１年、１９８５年、1999年出版過4個版本的學命名法規(guī)法規(guī)只管到科級科級以上名稱可按生物學家的習慣處理第34頁，共56頁。國際動物命名規(guī)約史略1758年

“SystemaNaturae”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版第35頁，共56頁?！秶H動物命名法規(guī)·第四版1999》主要內容共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容第36頁，共56頁。1、法規(guī)的適用范圍現生或已絕沒的后生動物科，屬，種的命名不適用的情形：假設性的物種（無標本支持）依據畸形標本的命名雜種標本的命名亞種以下的命名第37頁，共56頁。中華海鲇：原TachysurussinensisLacépède，1803的命名僅依據一幅中國畫，不具科學上的有效性。第38頁，共56頁。獨立性動物命名法與其他生物命名法相互獨立起用時間1758年1月1日，以前的名稱不予承認“本草綱目”（1590）第39頁，共56頁。彈涂魚學名變化Synonymsof

Periophthalmus

modestus

Cyprinus

cantonensis

Osbeck,1757

juniorsynonym

Pariophthalmus

cantonensis

(Osbeck,1757)

juniorsynonym

Periophthalmus

cantonensis

(Osbeck,1757)

juniorsynonym

Periophthalmus

modestus

Cantor,1842

original

第40頁，共56頁。2、動物學名的字數種以上：單個字，首字母大寫CyprinidaeCyprinus物種：雙名，屬名+種本名Cyprinuscarpio亞種：三名，屬名+種名+亞種本名

湖鱭(刀鱭的亞種)Coilianasustaihuenesis

第41頁，共56頁。3、新學名發(fā)表的標準永久性科學記錄：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本（至少在5家主要公眾圖書館中存放）新學名在“ZoologicalRecord”中收錄第42頁，共56頁。不構成發(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本的標簽電子郵件（觀賞魚愛好者）會議文件第43頁，共56頁。4、學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本、保存單位第44頁，共56頁。5、名稱的有效性制定了3條規(guī)則：優(yōu)先權原則(principleofpriority)同物異名（synonym）

同名律(異物同名)lawofhomonymy第45頁，共56頁。優(yōu)先律：任何分類單元的正確名稱應為最早正確出現（出版）的名稱同物異名：同一個分類單元（種、屬等）出現多個可用名的現象根據優(yōu)先律，只有最早出現的那個名才有效，即有效名（validname）第46頁，共56頁。Cyprinus(Cyprinus)carpioLinnaeusCyprinuscarpioLinnaeus,1758CyprinusrubrofuscusLacepede,1803

Cyprinusnigroauratus,1803Cyprinusviridiviolaceus,1803CyprinushaematopterusTemminck,1842CyprinusflammansRichardson,1846CyprinusacuminatusRichardson,1846CyprinuscarpioyuanjiangWuetal.1963Cyprinus(Cyprinus)carpiocarpio,1977Cyprinus(Cyprinus)carpiohaematopterusCyprinus(Cyprinus)carpiorubrofuscus第47頁，共56頁。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．第48頁，共56頁。P.multifasciatusPellegrinetFang

第49頁，共56頁。６、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.在新物種確立時，除了文字描述及圖表解釋外，尚需將當時確立該種時所用的標本賦予特殊的含義，作為今后稽考的資料。此種標本稱模式標本（type-specimens）第50頁，共56頁。模式標本是物種名稱的攜帶者（name-bearer）現代分類學十分重視模式標本的建立模式標本可分為多種，這里介紹比較重要的５種：正模（holotype）：新種定名時作為主要依據的那個標本．要永久保存，并用紅色標簽注明＂正模＂字樣．第51頁，共56頁。副模（paratype）：如新種定名時所依據的標本不至一個除了正模以外的其余標本均稱副模群模（syntype）：在未指定正模和副模標本時新種定名時所依據的這一批標本合稱為群?；蚍Q全摸第52頁，共56頁。新模（neotype）：如原有的正模丟失或損壞，可以指定一個新的模式即新模但指定新模有嚴格的要求地模（topotype）：由正模產地采得的該種標本，都稱地模標本．我國魚類學家較看重地模，因中國魚類的正模多在國外，不易稽考，地模有時可替代正模第53頁，共56頁。五、系統(tǒng)發(fā)育學說－建立分類系統(tǒng)和確