分类阶元

更新时间:2024-05-21 12:28

分类阶元(taxonomic category)是生物分类学确定共性范围的等级。现代生物分类采用的有:界(Kingdom)、门(Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)7个必要的阶元。

基本知识

分类系统阶元系统,通常包括7个主要级别:种、属、科、目、纲、门、界。种(物种)是基本单元,近缘的种归合为属,近缘的属归合为科,科隶于目,目隶于纲,纲隶于门,门隶于界。随着研究的进展,分类层次不断增加,单元上下可以附加次生单元,如总纲(超纲)、亚纲、次纲、总目(超目)、亚目、次目、总科(超科)、亚科等等。此外,还可增设新的单元,如股、群、族、组等等,其中最常设的是族,介于亚科和属之间。通常种下分类,动物只设亚种单元。

种是基本阶元;相似的、具有共同起源的种,聚合成属;相似的、具有共同起源的属,聚合成科。建立一个属必须以模式种为依据,科的依据是模式属;属和科都有形态学生态学的独特性。目以上的阶元是最稳定的阶元,它们所包含的共性范围也很少有疑问之处。

产生原因

地球上生存的动物已被描述命名的约150万种,而每年新种记录超过万种。研究这样巨大数量的动物种类,必须应用科学分类方法,首先对动物区分、鉴定、命名,并将动物归纳,排列于适当的分类阶元(即分类等级)中,建立分类系统。如此才能鉴别物种,阐明物种间的亲缘关系和动物界的系统发展。

分类学根据物种间形态的异同、演化关系的亲疏,使用不同的等级,将动物逐级分类。动物分类系统中,最基本的阶元是种。种是客观存在的,且占有一定空间,包括一个有着相近的起源,形态和生理上基本相似,且雌雄交配能产生与亲体相似,并能繁殖后代的动物种群的总称。种与种之间,在生殖上是互相隔离的,即种间不能交配生殖,即使能交配生殖,其子代都无生殖能力。如马和驴杂交产生骡,骡不能生育后代,故马和驴是两个不同的种。因此种有着相对稳定的明确界限,可与其他种相区别。种又是进化的,在发展进化过程中,种内个体出现许多变异,当此变异增大到突破种的特征时,就可能形成新种。

在分类系统中,较种高一级的阶元是属。属由具有共同特征的种集合而成。继之属又组成科,科再合成目,目组成纲,最后纲又成门,门成界。因此,分类系统中,由大而小依次为:界、门、纲、目、科、属、种几个重要的分类阶元。在各阶元之下还可建立亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属与亚种;在各阶元之上又建立了总纲、总目、总科等。

举例

分类阶元使昆虫的所属,包括分类位置和系统发育都有明确的概念。以二化螟为例:

界:动物界Animalia

门:节肢动物门Arthropoda

纲:昆虫纲Insecta

目:鳞翅目Lepidoptera

科:螟蛾科Pyralidae

属:禾草螟属Chilo

种:二化螟Chilo suppressalis(Walker)

从界到种,均可设“亚级(Sub)”,如亚门(Subphylum)、亚目(Suborder)、亚科(Subfamily)等。在目和科上,有时可加上“总级(Super)”,如总目(Superorder)、总科(Superfamily)。亚科和属之间,有时加族(Tribe)级。在有些分类学著作中,曾用部(Cohort)这一等级,有的介于纲和目之间,有的介于亚目和总科之间。

生物的分界及动物在其中的地位

自然界的物质分为生物和非生物两大类。前者具有新陈代谢、自我复制繁殖、生长发育遗传变异感应性和适应性等生命现象。因此,生物世界也称生命世界(Vivicum)。生物的种类繁多,形形色色,千姿百态,已鉴定的约200万种。随着时间的推移,新发现的种还会逐年增加,有人(R.C.Brusca等,1990)估计,约有2000万~5000万种有待发现和命名。为了研究、利用如此丰富多彩的生物世界,人们将其分门别类系统整理,分为若干不同的界(Kingdom)。

生物的分界随着科学的发展而不断地深化。在林奈时代,对生物主要以肉眼所能观察到的特征来区分,林奈(Carl von Linné,1735)以生物能否运动为标准明确提出动物界(Animália)和植物界(Plantae)的两界系统,这一系统直至本世纪50年代仍为多数教材所采用。显微镜广泛使用后,发现许多单细胞生物兼有动物和植物的特性(如眼虫等),这种中间类型的生物是进化的证据,却是分类的难题,因而霍格(J.Hogg,1860)和赫克尔(E.H.Haeckel,1866)将原生生物(包括细菌、藻类、真菌和原生动物)另立为界,提出原生生物界(Protista)、植物界、动物界的三界系统,这一观点直到本世纪60年代才开始流行,并被一些教科书采用。

电子显微镜技术的发展,使生物学家有可能揭示细菌、蓝藻细胞的细微结构,并发现与其他生物有显著的不同,于是提出原核生物(Prokaryote)和真核生物(Eukaryote)的概念。考柏兰(H.F.Copeland,1938)将原核生物另立为一界,提出了四界系统,即原核生物界(Monera)、原始有核界(Protoctista)(包括单胞藻、简单的多细胞藻类、粘菌、真菌和原生动物)、后生植物界(Metaphyta)和后生动物界(Metazoa)。随着电镜技术的完善和广泛应用以及生化知识的积累,将原核生物立为一界的见解,获得了普遍的接受,成为现代生物系统分类的基础。1969年惠特克(R.H.Whittaker)又根据细胞结构的复杂程度及营养方式提出了五界系统,他将真菌从植物界中分出另立为界,即原核生物界、原生生物界真菌界(Fungi)、植物界和动物界。这一系统逐渐被广泛采用,直到90年代有些教材仍在沿用(绪图—1,2,3)。

生命的进化历史经历了几个重要阶段,最初的生命是非细胞形态的,即非细胞阶段。从非细胞到细胞是生物发展的第二个阶段。初期的细胞是原核细胞,由原核细胞构成的生物称为原核生物(细菌、蓝藻),从原核到真核是生物发展的第三个阶段,从单细胞真核生物到多细胞真核生物是生物发展的第四个阶段。五界系统反映了生物进化的三个阶段和多细胞生物阶段的三个分支,即原核生物代表了细胞的初级阶段,进化到原生生物代表了真核生物的单细胞阶段(细胞结构的高级阶段),再进化到真核多细胞阶段,即植物界、真菌界和动物界。植物、真菌和动物代表了进化的三个方向,即自养、腐生异养

五界系统没有反映出非细胞生物阶段。我国著名昆虫学家陈世骧(1979)提出3个总界六界系统,即非细胞总界(包括病毒界),原核总界(包括细菌界蓝藻界),真核总界(包括植物界、真菌界和动物界)(绪表—1)。有些学者认为不必成立原生生物界,把藻类和原生动物分别划归植物界和动物界,成为比较紧凑的四界系统。另一些学者主张扩大原生生物界,把真菌划归在内成为另一种四界系统。由于病毒是一类非细胞生物,究竟是原始类型还是次生类型仍无定论,因此,将病毒列为最初生命类型的一界的观点,学者们尚有争议。

近年还有学者提出与上述六界不同的六界系统(如R.C.Brusca等,1990),将古细菌另立为界,即原核生物界古细菌界(Archaebacteria,也有译为原细菌,包括厌氧产甲烷细菌等)、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。还有学者(T.Ca-valier-Smith,1989)提出八界系统,将原核生物分为古细菌界、真细菌界(Eubacteria),将真核生物分为古真核生物和后真核生物(Metakaryota)两个超界,前一超界只含一个界,即古真核生物界(Archezoa),后一超界包括原生动物界、藻界(Chromista,该界包括隐藻 Cryptophyta和有色藻 Chromophy-ta两个亚界)、植物界、真菌界、动物界。有学者认为这一分界系统是较为合理和清楚的。

综上所述,可知人们对生物的分界尚无统一的意见。但无论如何,从30亿年古生物化石记录或当前地球上现存生物的情况;从形态比较、生理、生化的例证等,都揭示了生物从原核到真核、从简单到复杂、从低等到高等的进化方向。而生物的分界则显示了生命历史所经历的发展过程。

生物间的关系错综复杂,但它们对于生存的基本要求都不外是摄取食物获得能量、占据一定的空间和繁殖后代。生物解决这些问题的途径是多种多样的。在获取营养方面,凡能利用二氧化碳无机盐及能源合成自身所需食物的叫自养生物绿色植物紫色细菌是自养生物。故植物是食物的生产者,生物间的食物联系由此开始。动物则必需从自养生物那里获取营养,植物被植食性动物所食,而后者又是肉食性动物的食料,故动物属于掠夺摄食的异养型,在生物界中是食物的消费者。真菌为分解吸收营养型,处于还原者的地位。这些都显示出三界生物是最基本的,在进化发展中营养方面相互联系的整体性和系统性,以及生物在生态系统中相互协调,在物质循环和能量流转过程中所起的作用。

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