分类的基本原理和方法

第11章

分类的基本原理和方法内容提要一、分类学的任务及发展水平二、物种概念(speciesconcept)三、分类特征(taxonomiccharacter)四、动物命名法规(codeofzoologicalnomenclture)五、系统发育学说(Phylogenetics)

支序系统学（cladistics）

数值分类学（phenetics）

综合系统学（syntheticsystematics）第1页，共56页。我国第一代著名鱼类学家秉志（1886～1965）

朱元鼎(1896～1986)

伍献文(1900～1985)

张春霖（1897-1963）

第2页，共56页。一、分类学的任务及发展水平分类学有３大基本任务相应地分３个发展水平第3页，共56页。一是识别、描记和命名物种（人类户籍）鉴定（identification)─α分类学遵循的原则——动物命名法规

第4页，共56页。二是建立分类系统（社会管理的行政区划）分类（classification）─β分类学第5页，共56页。鱼类的主要分类系统Muller,1844Regan,1900,1926Jorden,1923Berg,1940,1955Greenwoodetal,1966Rassetal,1971Nelson,1994,2005第6页，共56页。三是研究类群间的亲缘关系及其起源和演化（历史）系统发育（phylogeny)

─γ分类学理论和方法——系统发育学说第7页，共56页。分类学（taxonomyorclassification）一般包括α和β两个分类水平系统学（systematics）：包括所有这３部分内容第8页，共56页。二、物种概念speciesconceptLinnaean’sHierarchy界Kingdom门Phylum纲Class目Order科Family属Genus种Species最基本的单位第9页，共56页。物种是分类学研究的最主要对象物种概念是分类学的基本问题没有共同的物种概念，就没有共同的基础去讨论相关的科学问题但物种概念还有许多争论，并没有一个普遍被接受的定义第10页，共56页。1早期的物种概念17世纪以前，科学家并不知道物种的生物学意义。他们认为：凡属于同一物种的个体都具有相同的本质,而相同本质的存在是根据相似性推导出来的。相似性是一条“不可言传，只能意会”的含糊标准。第11页，共56页。2本质论的物种概念代表人物：瑞典植物学家林奈包含四个含义：(1)物种是由具有同一本质的相似个体组成的(2)物种之间可以依据不连续性相互分开(3)每个物种始终不变(4)即使有变异也有严格的限制第12页，共56页。3近代的物种概念Mayden(1997)发现至少有24个不同的物种定义可归纳为：表征的、生物学的、进化论的、生态学的、系统学的。第13页，共56页。1）表征phenotypic或

形态学morphological物种概念认为物种的形态是固定不变的把接近于模式标本的一些个体归属为同一个种，即形态学种。现在，理论上认同形态学物种概念的已较少，但实际工作中仍常用第14页，共56页。2）生物学物种概念Mayr（1961）提出的生物学物种概念即“物种是一群可以互相交配的自然群体，与其它群体在生殖上是隔离的”在脊椎动物学中较流行但在植物及低等动物中少用

第15页，共56页。3）进化论物种概念Simpson（１９６１）认为物种应以血统概念为基础，提出了进化论物种概念其定义大致为“物种是一个祖裔种群的单独谱系，具有自己的进化趋向和历史因缘”这一概念α分类学中难用，主要用在γ分类学第16页，共56页。第17页，共56页。4物种的最新解释—metapopulationMetapopulation：集合种群或异质种群，空间生态学概念定义庞杂繁多，但内核基本相同《牛津生态学词典》（1998）：由同一物种组成的一个种群群体，这些种群同时存在，但又处于不同空间。或指在相对独立的地理区域内，在空间上相互隔离，但又有功能联系的、多个局部种群组成的种群镶嵌系统。第18页，共56页。第19页，共56页。对目前物种概念使用状况的理解与体会：分类鉴定：形态学概念生产利用：生物学概念γ分类学：进化论概念鱼类保护：metapopulation第20页，共56页。三、常用的分类特征特征（character）是分类的依据原则上,所有特征都可作为分类的指标但首先要分清特征的同源和同功关系只有同源特征才可相互比较第21页，共56页。同源（homologue）特征指基本结构和胚胎发育来源相同的构造如鱼的鳔与人的肺虽然其形状与功能不同但都是原肠胚突出而成，是同源。第22页，共56页。同功（analogue）特征指功能相同的器官如鱼的鳃与人的肺其功能都为呼吸但构造和来源不同鳃来自外胚层、肺来自内胚层第23页，共56页。1、形态特征最直观最常用的特征早期的分类学大都仅依据外部形态特征外部形态特征:可数、可量、定性内部形态特征（高级阶元）第24页，共56页。2、细胞学特征上世纪６０年代随着细胞生物学的发展而出现７０年代与系统学结合形成了一门新的学科─细胞分类学常用的细胞学特征有2方面第25页，共56页。

核型（karyotype）染色体的表型特征

主要包括染色体的数目和类型染色体大小和形态．

第26页，共56页。带型（bandingpattern）染色体臂上的结构特征常用的有C带、G带、Q带和银染等第27页，共56页。3、生化特征生物体内的生化物质包括

代谢物质和带信息物质初级代谢物：从环境吸入或中间代谢产物，如无机物、氨基酸、单糖等。不稳定，少用次级代谢物：由体内酶系催化合成，较稳定，应用较广（植物化学分类学）第28页，共56页。带信息物质：DNA、RNA和蛋白质分别称初级、次级和三级信息分子目前最时新的分类特征新学科－分子系统学（molecularsystematics）第29页，共56页。获取生化特征的方法已有几十种，主要有2大类：一是直接测序：即直接测定分子的序列，产生性状数据。信息量最大、最精确的分子系统学数据第30页，共56页。二是间接测序：测定信息分子的多态性，再根据一定的理论假设，由统计方法推断遗传差异（序列差异），获得的也是性状数据．第31页，共56页。4、形态计量学特征通过多元分析，将生物学中的同源与几何学中的形态计量结合在一起，形成形态计量特征，可定量地研究类群之间的形态变化规律。框架分析第32页，共56页。第33页，共56页。四、动物命名法规

―开展α分类学应遵循的原则现代分类学的历史从林奈（1758）创立双名法时算起国际动物学会先后于１９０５年、１９６１年、１９８５年、1999年出版过4个版本的学命名法规法规只管到科级科级以上名称可按生物学家的习惯处理第34页，共56页。国际动物命名规约史略1758年

“SystemaNaturae”第10版出版，该年的1月1日被定为双名法的起用日期1901年

第5届国际动物学大会通过全世界正式采用的国际动物命名规约（旧规约）1958年第15届国际动物学大会通过国际动物命名新版本规约1961年

全面修订的新版本国际动物命名规约出版1985年出版国际动物命名规约第3版1999年出版国际动物命名规约第4版第35页，共56页。《国际动物命名法规·第四版1999》主要内容共18章、90条、共306页由英文和法文双语对照编写2000年1月1日起生效这里仅介绍常用的内容第36页，共56页。1、法规的适用范围现生或已绝没的后生动物科，属，种的命名不适用的情形：假设性的物种（无标本支持）依据畸形标本的命名杂种标本的命名亚种以下的命名第37页，共56页。中华海鲇：原TachysurussinensisLacépède，1803的命名仅依据一幅中国画，不具科学上的有效性。第38页，共56页。独立性动物命名法与其他生物命名法相互独立起用时间1758年1月1日，以前的名称不予承认“本草纲目”（1590）第39页，共56页。弹涂鱼学名变化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页，共56页。2、动物学名的字数种以上：单个字，首字母大写CyprinidaeCyprinus物种：双名，属名+种本名Cyprinuscarpio亚种：三名，属名+种名+亚种本名

湖鲚(刀鲚的亚种)Coilianasustaihuenesis

第41页，共56页。3、新学名发表的标准永久性科学记录：1986年以前，必须用传统印刷法印于纸上。1986以后，可以在非纸上发表，但要有文字说明可获得性复本（至少在5家主要公众图书馆中存放）新学名在“ZoologicalRecord”中收录第42页，共56页。不构成发表的著作物手写稿、未发表的著作校样相片等声音记录标本的标签电子邮件（观赏鱼爱好者）会议文件第43页，共56页。4、学名的适用性可用名须符合以下条件：种名须用拉丁文或拉丁化的文字种名为双名，即属名加种名在正式出版物上发表必须有记述或鉴别特征必须指定一个模式标本、保存单位第44页，共56页。5、名称的有效性制定了3条规则：优先权原则(principleofpriority)同物异名（synonym）

同名律(异物同名)lawofhomonymy第45页，共56页。优先律：任何分类单元的正确名称应为最早正确出现（出版）的名称同物异名：同一个分类单元（种、属等）出现多个可用名的现象根据优先律，只有最早出现的那个名才有效，即有效名（validname）第46页，共56页。Cyprinus(Cyprinus)carpioLinnaeusCyprinuscarpioLinnaeus,1758CyprinusrubrofuscusLacepede,1803

Cyprinusnigroauratus,1803Cyprinusviridiviolaceus,1803CyprinushaematopterusTemminck,1842CyprinusflammansRichardson,1846CyprinusacuminatusRichardson,1846CyprinuscarpioyuanjiangWuetal.1963Cyprinus(Cyprinus)carpiocarpio,1977Cyprinus(Cyprinus)carpiohaematopterusCyprinus(Cyprinus)carpiorubrofuscus第47页，共56页。同名律：凡两个以上分类单元采用了完全相同的名称时，称同名关系（homonymy）同名律规定：同一个可用名不能用于等级相同的两个单元，次同名须废止，另起新名．第48页，共56页。P.multifasciatusPellegrinetFang

第49页，共56页。６、模式概念生物种类繁多，为了使每一物种的名称与其所指的物种之间具有固定的、可以考察的依据.在新物种确立时，除了文字描述及图表解释外，尚需将当时确立该种时所用的标本赋予特殊的含义，作为今后稽考的资料。此种标本称模式标本（type-specimens）第50页，共56页。模式标本是物种名称的携带者（name-bearer）现代分类学十分重视模式标本的建立模式标本可分为多种，这里介绍比较重要的５种：正模（holotype）：新种定名时作为主要依据的那个标本．要永久保存，并用红色标签注明＂正模＂字样．第51页，共56页。副模（paratype）：如新种定名时所依据的标本不至一个除了正模以外的其余标本均称副模群模（syntype）：在未指定正模和副模标本时新种定名时所依据的这一批标本合称为群模或称全摸第52页，共56页。新模（neotype）：如原有的正模丢失或损坏，可以指定一个新的模式即新模但指定新模有严格的要求地模（topotype）：由正模产地采得的该种标本，都称地模标本．我国鱼类学家较看重地模，因中国鱼类的正模多在国外，不易稽考，地模有时可替代正模第53页，共56页。五、系统发育学说－建立分类系统和确