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第一节 植物分类的方法
人类利用植物是从识别植物开始的,人类排别不同的植物,对其进行分类。而植物分类逐渐成为-门学科,也像其他学科一样经过了漫长的发展。古希腊泰奥弗拉斯托斯(Theophrsus,约371BC--286BC)的著作《DeHistoriaet DeCausisPlantarum》(植物的历史和植物本原)的向世拉开了人类认识和描述植物、对其进行分类的序幕。植物的分类经历了人为分类方法与人为分类系统(artifcial syslem)到自然分类方法与自然分类系统(matural system)的发展时期。
一、人为分类法与人为分类系统
人为分类法是人类按照自己的目的和方便,选择植物的一个或几个明显的(形态,习性、经济或生态)特征进行分门别类的分类方法。人为分类法不考虑物种间亲缘关系的远近及其在系统发育中的地位。
中国明代药物学家李时珍(1518-1593)所著《本草纲目》将所收集的1000多种植物按照植物的外形和用途分成草部、木部、谷部、果部和菜部五部。每部又分成若干类,如草部分为山草、茅草,湿草、毒草、蔓草、水草、石草,苔草和杂草等。瑞典植物学家林奈(CarlLinnaeus,1707-1778)在其《自然系统》(Systema Naturne,1735)中以表格的形式发表了“性”系统: 依据有花植物雄蕊的数目.雄蕊的特征以及雄器与雌蕊的关系,将植物分为24纲,如一雄蕊纲、二雄蔬纲....二十四雄蕊纲。其中1~23纲为显花植物,第24纲为隐花植物。这些都是典型的人为分类方法。按照人为分类法所建立的植物体系(或分类系统)就是人为分类系统。
人为分类法常把亲缘关系极远的植物归并为一类,而相近的植物反被分离得很远,以致所建立的分类系统不能科学地反映植物之间的亲缘关系和系统地位。
但是一些人为分类法及其系统因其通俗易懂、紧密联系生产等特性至今仍在使用。如农业生产中常将植物分为作物、蔬菜、花卉和果树等,经济植物学常将植物分为粮食作物,油料作物,纤维植物、芳香植物等,果树学常将果树分为仁果类、核果类、坚果类、浆果类等。
二、自然分类法与自然分类系统
自然分类法是在林奈的《植物的纲》(Classes Plantarum,1738)中“自然系统的
片段”、瑞士植物学家德堪多(A.P.De Candolle,1778--1841)的《植物学的基本原理》(Elementary Theory of Botany,1813)以及达尔文的《物种起源》(The Origin of Species,1859)中“进化学说”等著作和理论的影响下逐渐建立起来的。
自然分类法是根据植物间的形态结构、生理生化和生态习性等特性的相似性程度大小,判断植物间亲缘关系的远近,寻求分类群谱系的发生关系和进化过程,并进行植物的分门别类和排序的方法。按照生物进化的观点,现今的植物都由共同的祖先演化而来,彼此间都有或近或远的亲缘联系,关系越近相似性越多,关系越远则差异性越大。因此根据植物形态、结构及习性的相似程度就可判断它们之间亲缘关系的远近。如小麦与水稻相似的性状多,亲缘关系就近; 而小麦与甘薯相似的性状少,它们的亲缘关系就较远。
自然分类法能够比较客观地反映植物界发生发展的本质和进化上的顺序性,因此,现代植物的分类大都依此进行。按照自然分类法建立的分类系统称为自然分类系统。由于古代灭绝植物的化石资料残缺不全,再加之新物种的不断发现,使从事这方面研究的学者们很难达成一致的见解,继而形成了不同的分类系统。尤其很多分类学家根据各自的系统发育理论提出了许多不同的现代被子植物分类系统,其中代表性的主要有:恩格勒(Engler)分类系统(1897)、哈钦松(Hutchinson)分类系统(1926)、塔赫他间(Takhtajan)分类系统(1954)、克朗全斯特(Cronquist)分类系统(1958)、APG(Angiosperm Phylogeny Group) 分类系统(1998)等。这些系统从不同侧面反映了植物界的发生演化关系,各有其优缺点。随着生产实践的发展和科学水平的提高,植物分类系统将会不断得到修正和完善。
传统的植物分类是以植物的形态特征作为主要分类依据,即根据植物的营养器官(根、茎、叶等)和生殖器官(花、果实、种子等)的形态特征进行分类。随着植物学各分支学科的不断发展,解剖学、胚胎学、孢粉学、遗传学、分子生物学等学科的研究方法和研究成果也已被应用于植物分类。如用透射电子显微镜及扫描电子显微镜技术研究植物的细微结构,产生了超微结构分类学(Ultrastructural Taxonomy)。用细胞学方法研究染色体的数目、形态结构、核型和行为,产生了细胞分类学(Cytotaxonomy)。一个突出的例子是芍药科(Paconiaceae),仅芍药属(Paeonia)1属。以前都将它放在毛茛科中,但这个属具花盘,心皮大而肉质,柱头厚而镰状,2 唇状,雄蕊离心式发育以及种子有大的假种皮等特征,使其从毛茛科分出独立成芍药科。细胞学研究表明芍药属染色体基数X=5,这和毛茛科大多数属的基数很不相同,支持了将芍药属独立成科的观点。用生物化学(血清学技术、电泳技术、同工酶分析、氨基酸顺序、DNA 分子杂交等)分析植物体内次生代谢物质( 如生物碱、酚类、氨基酸)、蛋白质、核酸以及其他内含物的特性,产生了化学分类法(Chemotaxonomy)。将数学、统计学原理和电子计算机技术应用于植物的分类,产生了数量分类学(NumericalTaxonomy)。此外,植物结构学、植物生殖生物学、结构地理学和生态学学科的研究成果也在分类学中得到了很好的应用,使植物分类系统趋于更加合理化。

