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生物分类学的历史发展

(2012-08-16 12:48:37)
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杂谈

分类: 日常贴士

生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。分类就是遵循分类学原理和方法,对生物的各种类群进行命名和等级划分.
  瑞典生物学家林奈将生物命名后,而后的生物学家才用域、界( Kingdom)、门( Phylum)、纲 (Class)、目 (Order)、科( Family)、属( Genus)、种 (Species)加以分类。最上层的界,由怀塔克所提出的五界,比较多人接受;分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界
  从最上层的“界”开始到“种”,愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。若是同属的生物,其外型或生理等特征则极为相近,是演化的过程中,较具有亲属源的生物,但是它们之间遗传物质尚有差别,而使同属的生物间,虽然能够交配繁殖,但是繁殖的新一代却不具有生殖能力。
  
两界分类系统
  瑞典生物学家林奈(1707~1778),注意到周围的生物有固着不动和自养型的植物,也有自由行动和异养型的动物。因此,他把整个生物分成相应的两大类:植物界和动物界,即所谓的两界分类系统。该系统把细菌类、藻类和真菌类归入植物界,把原生动物类归入动物界。在分类上,这个系统自问世以来,一直沿用到20世纪50年代。
  
三界分类系统
  林奈把生物分为两大类群:固着的植物和行动的动物。两百多年来,随着科学的发展,人们逐渐发现,这个两界系统存在着不少问题,但直到20世纪50年代,仍为一般教本所遵从,基本没有变动。
  最初的问题产生于中间类型,如眼虫综合了动植物两界的双重特征,既有叶绿体而营光合作用,又能行动而摄取食物。植物学者把它们列为藻类,称为裸藻;动物学者把它们列为原生动物,称为眼虫。中间类型是进化的证据,却成为分类的难题。
  为了解决这个难题,在19世纪60年代,人们建议成立一个由低等生物所组成的第三界,取名为原生生物界,包括细菌、藻类、真菌和原生动物。这个三界系统解决了动植物界限难分的问题,但未被接受,整整100年后,直到20世纪50年代,才开始流行了一段时间,为不少教科书所采用。
  
四界分类系统
  在三界分类系统,只因真菌类(如我们日常食用的蘑菇以及遗传上常用的实验材料粗糙脉孢菌和面包酵母)固着生活和有细胞壁而归入植物界。但真菌细胞壁的化学组成是几丁质(而不是纤维素),储存的是糖原(而不是淀粉),这些都有别于其他植物。真菌虽为异养型,但主要为腐生或寄生,有别于动物的异养摄生或异养摄食;真菌为细胞外消化,即把其消化酶分泌到食物上,在胞外把食物分解后再吸收到胞内供利用,也有别于动物的细胞内消化。由于真菌与植物和动物的上述明显差异,所以在1959年惠特克(R·H·Whittaker)提出了另立1个真菌界的四界(原生生物界、真菌界、植物界和动物界)分类系统。
 
五界分类系统
  魏泰克(R.H.Whittaker,1924—1980)将生物分成五个界.。
  目前,生物分类学上使用较广的是五界分类系统,它是由美国生物学家魏泰克(R.H.Whittaker,1924—1980)在1969年提出的。魏泰克在已区分了植物与动物、原核生物与真核生物的基础上,又根据真菌与植物在营养方式和结构上的差异,把生物界分成了原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界。
  其中的原生生物界包括一切真核的单细胞生物和没典型细胞分化的多细胞生物。在这些生物中, 有些似乎应放在动物界,如草履虫、变形虫,有些似乎应放在植物界,如衣藻、团藻,而有些则兼有植物和动物(或真菌)的双重特征,如眼虫和黏菌。魏泰克认为,这些生物处于进化的低级阶段,它们之间是没有清楚界限的,因此,可以放在一个界中。但是,有些分类学家则主张将它们分别放到动物界或植物界中,对于那些同时具有动物和植物两方面特征的生物,可以既收入植物界,也收入动物界,承认它们的“双重身份”。

 

五界系统按复杂性增加的三个层次排列生命: 原核的单细胞(原核生物界);真核的单细胞(原生生物界);真核的多细胞(植物界、真菌界和动物界)。
  随着生物层次的上升,生物变得愈加多样化,因为生物结构和功能复杂性的增加,变异的机会增多。多细胞生命的三个界代表了一种生态的和形态的分类。植物(生产)、真菌(还原)和动物(消费)代表了我们这个世界上三种主要生存方式。
  五界系统:原核生物界、原生生物界、植物界、菌物界、动物界。
  
两总界(域)五界分类系统
  我国学者陈世骧等认为,上述五界分类系统把原生生物界列为一个中间阶段,削弱了原核与真核两个基本阶段的对比性;在原核生物界和原生生物界内,也没有考虑生态关系。为此,去掉原生生物界而成为两总界五界分类系统:原核总界(分为细菌界和蓝藻界)和真核总界(分为植物界、真菌界和动物界);原来属于原生生物界的生物,依情况分属到植物界、真菌界和动物界。
 
三域六界分类系统
  随着分子生物学技术的进步,人们发现在五界分类系统中,原核界的细菌在形态上尽管很相似,但根据分子水平上的差异可明显分成两大类:古细菌和真细菌。例如,在古细菌中,存在TATA键合蛋白盒子(ATTA box-bindingprotein),这也是真核生物中RNA多聚酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的基本转录因子,但在真细菌中却没有这种转录因子。又如,在核糖体RNA(rRNA)的同源性上,在细胞壁和细胞膜的成分上,以及在转移RNA(tRNA)稀有碱基的差别上,古细菌和真细菌都有明显不同;这个不同甚至要超过它们各自与真核生物的不同。所以,沃斯(C·R·Woese)认为,应把原核生物界分类两界:古细菌界和真细菌界。古细菌界的细菌主要生活在一些极端环境中,如沼泽地底层(甲烷细菌)、热泉(如布氏火盘菌,最适生长温度达105 ℃)等。真细菌界的细菌为常见类型,有共生的,如遗传研究的重要细菌大肠杆菌;有寄生和致病的,如沙门氏菌和葡萄球菌。真细菌界还包括蓝绿藻。
  关于六界间的生物在进化上的关系,沃斯根据它们在分子水平上的差异认为,所有生物有3种最基本的类型:古细菌、真细菌和最简单的真核生物。由于它们彼此间在分子水平上的差异大小近于相等,所以它们可能或多或少直接起源于地球上的原始生命,即原始生命在自然选择过程中,或迟或早地出现了这3种类型的独立进化途径。
  开始,可能古细菌在地球上占优势,因为它们的代谢很好地适应了原始地球条件(富有二氧化碳,缺氧、高温)。往后,当氧成为大气的主要成分和地球温度逐渐变冷时,适合于需氧和较低温度的真细菌又可能占优势。关于真核细胞的起源一直是个谜。根据分析,真核生物叶绿体的RNA和蓝绿藻的RNA极为相似,而有些真核细胞的基因又与古细菌的极为相似,所以最简单的真核生物可能有复杂的起源,即原始生命、古细菌和真细菌都可能参与了这一过程,再后,最简单的真核生物,在长期的自然选择过程中又进化成四界:原生生物界、植物界、真菌界和动物界。
 


归纳一下
林奈的两界说:动物界和植物界 (细菌真菌归植物,原生生物归动物)
三界说:动物、植物、低等生物 (把细菌、真菌、藻类、原生生物拖出来成一个界)
四界说:动物界、植物界、低等生物界、真菌界 (把三界说的真菌拖出来成个界)
魏泰克的五界说:动物界、植物界、原核生物界界、真菌界、原生生物界 (相当于把四界里的原核生物单独成界)
陈世骧的两域五界说:[真核生物域:动物界、植物界、真菌界]、[原核生物域:细菌界、蓝藻界](把原核生物界变成域,细菌和蓝藻分属不同的界,原生生物界去掉,分别归为动物植物等)
三域六界说:[细菌域:细菌界]、[古细菌域:古细菌界]、[真核生物域:动物界、植物界、真菌界、原生生物界]

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