生物多样性和植物的分类及命名

第七章生物多样性和植物的分类及命名

第一节生物多样性(biological diversity, biodiversity)的含义和重要性

一、生物多样性的概念

是指地球上的生物及其与环境形成的所有形式、层次和联合体的多样化。包括遗传多样性(genetic diversity)、物种多样性(species diversity)、生态系统多样性(ecological system diversity)和景观多样性(landscape diversity)。

二、研究生物多样性的重要性

维系自然界中的物质循环与生态平衡。

三、生物多样性国际公约

1992年6月5日，在巴西里约热内卢召开联合国环境与发展大会，153个国家签定《生物多样性公约》。

四、我国面临的生物多样性问题

第一节植物的分类

分类学的概念：把生物界中的各物种分门别类地进行系统的整理的学科。

一、植物分类的方法

人为分类，自然分类，生化分类，数值分类，细胞分类等

1人为分类（artificial taxonomy）

未反映植物间的亲缘关系，不符合植物界的自然发生和发展。

根据植物物的经济用途或生长习性，进行分门别类的方法。

如李时珍的《本草纲目》：植物（草部、谷部、菜部、果部、木部）

动物（虫部、鳞部、介部、禽部、兽部）

吴其睿的《植物名实图考》：谷、蔬、山草、隰草、石草、水草、蔓草、芳草、毒草、群芳、果和木等十二类。

1753年，瑞典的林奈（Karl von Linne）(Systema Naturae)，

根据植物的生殖器官如雌雄蕊的数目和形态等作为分类标准，分为

纲（雄蕊的特征）、目（雌蕊的特征）、属（果实的特征）、种（叶子的特征）。

2 自然分类(natural taxonomy)

根据生物的自然性质，如形态学、解剖学、古生物学、生物化学、生态学等特征，反映出生物界自然演化过程和彼此间亲缘关系的分类方法。

Bernard, Jussieu, Bentham, Hooker, Engler, Prant

现代被子植物的主要分类系统有：

恩格勒(Engler)分类系统（1897）

哈钦松(J.Hutchinson)系统（1926）

塔赫他间(A.Takhtajan)系统（1942）

克朗奎斯特(Cronquist)系统（1958,1980）

中国：1950，胡先骕；2000，张宏达；2003，吴征镒

张宏达长期从事种子植物系统学研究，提出被子植物起源于三叠纪的联合古陆和华夏植物区系的研究思想，并发表种子植物新系统（张宏达2000，2003）。

吴征镒等。《中国被子植物科属综论》。科学出版社，2003

3 生化分类

利用生物化学、免疫学、遗传学以及分子生物学的成就，对自然分类系统进行调整的分类方法。

4 数值分类

根据生物的各项特征，利用数学模型（如模糊聚类），进行分类的方法。

5 分支分类

简约法、靴襻法和自减法等，都是“分支分类”中获得结果和检验结果的数学办法。简约法是在一组数据所能够运算出来的无数“分支图”中，寻找所谓“步长”最短的“分支树”方法。

二、植物分类的基本单位和阶层系统

1 分类等级

自然分类等级：界(kingdom)、门(division, phylum)、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(species)7级。

每级下又可加入一个亚级。

栽培种可在种下加形容词。

2 种的定义

种及以下单位是真实存在的。

具有相同的形态学、生理学特征和有一定的自然分布区的居群（种群population）.

具有生殖隔离。

第三节植物命名法

林奈的双名法：1753年起

属名+种加词+命名人

反映该植物特征的拉丁文形容词

Dimocarpus longan Lour. 龙眼Litchi chinensis Sonn. 荔枝

水稻：Oryza sativa L.

种以下等级，用3个拉丁词命名：属名+种加词+各级连接术语缩写+变种加词

种以下分类单位：亚种subspecies 变种varieties 变型forma

var., subvar., f., subf., subsp.,

蟠桃：Prunus persica var. compressa Bean.

第四节植物界的基本类群

1 生物的分界

1．1 林奈的二界系统

植物界：固着不动的生物。一般进行自养生活。

动物界：能行动的生物。一般进行异养生活。

1．2 海克尔的三界系统

植物界、动物界和原生生物界（单细胞生物和一些简单的多细胞动物和植物）。

1．3 魏泰克的四界、五界系统

1．4 六界、八界系统

六界：五界+病毒；

八界：古细菌界、真细菌界、古真核生物界、后真核生物超界（原生动物界、藻界）、植物界、真菌界、动物界。

1．5 三域系统

古细菌、真细菌、真核生物。

1．6 中国学者对生物分界的意见

邓叔群1966：三界：植物界、动物界、真菌界

胡先骕1965：二界：始生总界、胞生总界

2 植物界的范畴

按四界系统进行。

根据植物构造的完善程度、形态结构、生活习性、亲缘关系将植物分为高等植物和低等植物两大类。每一大类又可分为若干小类。

低等植物是植物界起源较早，构造简单的一群植物，主要特征是水生或湿生，没有根、茎、叶的分化；生殖器官是单细胞，有性生殖的合子不形成胚直接萌发成新植物体。低等植物可分为藻类、菌类和地衣。

高等植物大多陆生。它们的植物常有根、茎、叶的分化（苔藓植物可例外），雌性生殖器官是由多个细胞构成的。受精卵形成胚，再长成植物体。

高等植物可分为苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物。

国际植物命名法规

国际植物命名法规（International code of botanical nomenclature），每5-6年修订一次。现已有16届植物学大会，1905维也纳大会第一版，现有12个版本，（2001年，圣路易斯法规），但当后一个版本出版，前一个被废止。

我国正式翻译的有蒙特利尔法规（匡可任译）、列宁格勒法规（赵士洞译），圣路易斯法规（朱光华译，2001年）

“国际植物命名法规”（International Code of Botanical Nomenclature）是1867年8月在法国巴黎举行的第一次国际植物学会议中，德堪多的儿子（Alphonso di Candolle）曾受会议的委托，负责起草植物命名法规（Lois de la Nomenclature Botanique），经参酌英国和美国学者的意见后，决议出版了上述法规，称为巴黎法规或巴黎规则。该法规共分7节68条，这是最早的植物命名法规。

1．植物命名的模式和模式标本

科或科级以下的分类群的名称，都是由命名模式来决定的。但更高等级（科级以上）分类群的名称，只有当其名称是基于属名的也是由命名模式来决定的。种或种级以下的分类群的命名必须有模式标本根据。模式标本必须要永久保存，不能是活植物。模式标本有下列几种：

（1）主模式标本（全模式标本、正模式标本）（holotype）是由命名人指定的模式标本，即著者发表新分类群时据以命名、描述和绘图的那一份标本。

（2）等模式标本（同号模式标本、复模式标本）（isotype）系与主模式标本同为一采集者在同一地点与时间所采集的同号复份标本。

（3）合模式标本（等值模式标本）（syntype）著者在发表一分类群时未曾指定主模式而引证了2个以上的标本或被著者指定为模式的标本，其数目在2个以上时，此等标本中的任何1

份，均可称为合模式标本。

（4）后选模式标本（选定模式标本）（lectotype）当发表新分类群时，著作未曾指定主模式标本或主模式已遗失或损坏时，是后来的作者根据原始资料，在等模式或依次从合模式、

副模式、新模式和原产地模式标本中，选定1份作为命名模式的标本，即为后选模式标

本。

（5）副模式标本（同举模式标本）（paratype）对于某一分类群，著者在原描述中除主模式、等模式或合模式标本以外同时引证的标本，称为副模式标本。

（6）新模式标本（neotype）当主模式、等模式、合模式、副模式标本均有错误、损坏或遗失时，根据原始资料从其他标本中重新选定出来充当命名模式的标本。

（7）原产地模式标本（topotype）当不能获得某种植物的模式标本时，便从该植物的模式标本产地采到同种植物的标本，与原始资料核对，完全符合者以代替模式标本，称为原产地

模式标本。

2．每一种植物只有1个合法的正确学名，其他名称均作为异名予以废弃。如土茯苓Smilax glabra 是Roxb.1832年发表的，但后来的学者对该物种又发表了几个学名（S. hookeri Kunth(1850), S. trigona Warb(1900 ), 按法规规定，Roxb.发表的种名是土茯苓的正确学名，其余的均作为异名处理。3．学名包括属名和种加词，最后附加命名人之名。

4．学名之有效发表和合格发表。根据“法规”，植物学名之有效发表条件是发表作品一定要是印刷品，并可通过出售、交换或赠送，到达公共图书馆或者至少一般植物学家能去的研究机构的图书馆。

仅在公共集会上、手稿或标本上以及仅在商业目录中或非科学性的新闻报刊上宣布的新名称，即使有拉丁文特征集要，均属无效。自1935年1月1日起，除藻类（但现代藻类自1958年1月1日起）和化石植物外，1个新分类群名称的发表，必须伴随有拉丁文描述或特征集要，否则不作为合格发表。自1958年1月1日以后，科或科级以下新分类群之发表，必须指明其命名模式，才算合格发表。例如新科应指明模式属；新属应指明模式种；新种应指明模式标本。

5．优先律原则

植物名称有其发表的优先律（priority）。凡符合“法规”的最早发表的名称，为唯一的正确名称。种子植物的种加词（种名）优先律的起点为1753年5月1日，即以林奈1753年出版的《植物种志》（Species

plantarum ed. 1）为起点；属名的起点为1754及1764年林奈所著的《植物属志》（Genera plantarum）的第5版与第6版开始。因此，1种植物如已有2个或2个以上的学名，应以最早发表的名称为合用名称。例如，银线草有3个学名，先后分别被发表过3次：

Chloranthus japonicus Sieb., in Nov. Act. Cur. 14(2):681. 1829.

Chloranthus mandshuricus Rupr. Dec. Pl. Amur. T. 2. 1859.

Tricercandra japonica (Sieb.) Nakai, F1. Sylv. Koreana 18:14. 1930

按命名法规优先律原则，Chloranthus iaponicus Sieb.发表年代最早，应作合法有效的学名，后两名称均为它的异名（synonym）。

6．学名之改变

由于进行了专门的研究，认为一个属中的某1种应转移到另1属中去时，假如等级不变，可将它原来的种加词移动到另1属中而被留用，这样组成的新名称叫“新组合”(combination nova)。原来的名称叫基原异名（basonym）。aponicus Sieb.发表年代最早，应作合法有效的学名，后两名称均为它的异名（synonym）。原命名人则用括号括之，一并移去，转移的作者写在小括号之外。例如，杉木最初是1803年由Lambert定名为Pinus lanceolata Lamb.。1826年，Robert Brown又定名为Cunninghamia sinensis R. Br. Ex Rich.。1827年，Hooker在研究了该名的原始文献后，认为它属于Cunninghamia属。但Pinus lanceolata Lamb.这一学名发表早，按命名法规定，在该学名转移到另一属时，种加词“lanceolata”应予保留。故杉木的合用学名为Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook. 其他两个学名成为它的异名，而Pinus lanceolata Lamb.称为基原异名。

7．保留名（nomina conservanda）

对不符合命名法规的名称，但由于历史上惯用已久，可经国际植物学会议讨论通过作为保留名。例如某些科名，其拉丁词尾不是-aceae, 如豆科Leguminosae（或为Fabaceae）；十字花科Cruciferae (Brassicaceae)；菊科Compositae (Asteraceae)等。

8．名称的废弃

凡符合命名法规所发表的植物名称，不能随意废弃和变更。但有下列情形之一者，不在此限（1）同属于一分类群而早已有正确名称，以后所作多余的发表者，在命名上是个多余名（superfluous name），应予废弃。

(2) 同属于一分类群并早已有正确名称，以后由另一学者发表相同的名称，此名称为晚出同名（later homonym），必须予以废弃。

(3) 将已废弃的属名，用作种加词时，此名必须废弃。

(4) 在同一属内的两个次级区分或在同一种内的两个种下分类群，具有相同的名称，即使它们基于不同模式，又非同一等级，都是不合法的，要作为同名处理。

（5）种加词如有下述情形时，即用简单的语言作为名称而不能表达意义的、丝毫不差地重复属名者、所发表的种名不能充分显示其为双名法的，均属无效，必须废弃。

9．杂种

杂种用二个种加词之间加X 表示，如Ｃalystegia sepium X silvatica 为C. Sepium和C. Silvatica 之间的杂交种，但也可另取一名，用X分开，如Calystegia X lucana。

10 栽培植物(品种)

栽培植物有专门的国际栽培植物命名法规，2004年有新版。基本的方法是在种级以上与自然种命名法相同，种下设品种cultivar(CV.)，有品种加词。

品种（cultivar）：是基于经济意义和形态上的差异，而不是植物分类中的一个分类单位，它是人类在生产实践中，经过培育或为人类所发现的。不存在于野生植物中。