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植物学(下)

作者:徐汉卿(现代)
栏目:科普.生活
类别:现代
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评价星级:★★★★☆
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书籍节选

书籍章节作者介绍
一、植物界的分门别类
  现在生存在地球上的植物,估计有50万种以上。要对数目如此众多,彼此又千差万别的植物进行研究,第一步必须先根据它们的自然性质,由粗到细,由表及里地进行分门别类,否则便无从入手。
  人类对植物界的研究和认识,有一段漫长的历史。在欧洲,早在公元前300年,古希腊的本草学家(herbalist)和植物学家(botanist)如提奥弗拉斯(Theophrastus,371—286BC)等,便开始根据植物的经济用途或生长习性,对它们进行分门别类。在我国古代也不乏这方面的学者和著作,其中以明代的李时珍(1518—1593)和清代的吴其濬(1789—1847)最著称。李时珍所编《本草纲目》,将所收集的千余种植物分成草、谷、菜、果和木等五部,和山草,芳草等三十类。吴其濬的《植物名实图考》中,将植物分为谷、蔬、山草、隰草、石草、水草、蔓草、芳草、毒草、群芳、果和木等十二类。所有这些分类方法,都不是根据植物的自然性质,也没有考察彼此间在演化上的亲疏关系,仅就一二特点或应用价值进行分类。此种分类法,称为人为的分类系统(artificial system)。与此相反,自然分类系统(natural system)则应利用现代自然科学的先进手段,从比较形态学、比较解剖学、古生物学、植物化学和植物生态学等不同的角度,反映出植物界自然演化过程和彼此间亲缘关系。人们为了建立这样的系统,作了长期不懈的努力,使其渐臻完善。但直至目前,人们尚未能提出一个完全反映客观规律的植物系统。
  植物系统的建立,必须经过一定的步骤。首先需将性质相近的植物进行分门别类,然后寻找各类群之间的相互关系(即亲缘关系),再根据其关系的密切程度,加以排列,这样就可以从系统中看出整个植物界,或是某一门类植物发生和发展的过程。
  分门别类工作有粗有细,这与我们所考查的范围有关。就整个植物界而言,人们通常将其分为16个门,它们是:
  1.裸藻门(Euglenophyta);
  2.绿藻门(Chlorophyta);
  3.轮藻门(Charophyta);
  4.金藻门(Chrysophyta);
  5.甲藻门(Pyrrophyta);
  6.褐藻门(Phaeophyta);
  7.红藻门(Rhodophyta);
  8.蓝藻门(Cyanophyta);
  9.细菌门(Bacteriophyta);
  10.粘菌门(Myxomycophyta);
  11.真菌门(Eumycophyta);
  12.地衣门(Lichens);
  13.苔藓植物门(Bryophyta);
  14.蕨类植物门(Pteridophyta);
  15.裸子植物门(Gymnospermae);
  16.被子植物门(Augiospermae)。
  其中裸子植物门与被子植物门均系以种子进行繁殖的,因此,又将它们合并为1个门,即种子植物门(Spermatophyta)。这样整个植物界则包括15门。还有人将蕨类植物门、裸子植物门和被子植物门合称为维管植物门(Tracheophyta),因为它们均有维管组织。若如此,则整个植物界应分为14门。
  各门植物之间,又有亲疏远近之分。因此,又可根据它们的共同点分成若干类。例如,从裸藻门到蓝藻门,这8门植物又统称为藻类(algae)。其共同特征为植物体结构简单,无根、茎、叶分化,这种植物体称为叶状体(thallus)。它们大多数为水生,具有光合作用色素,属于自养植物。细菌门、粘菌门和真菌门又合称为菌类(Fungi)。其形态特征与藻类相似,但不具光合作用色素,大多营寄生或腐生生活,是异养植物。藻类和菌类是植物界中出现较早,但又是比较低级的类型,所以合称为低等植物。根据营养方式的不同,藻类又称为绿色低等植物,菌类称为非绿色低等植物。地衣门是藻类和菌类的共生体,也属于低等植物的范围。
  苔藓植物门与蕨类植物门的雌性生殖器官,均以颈卵器(archegonium)的形式出现,在裸子植物中,也有颈卵器退化的痕迹,因此,这3类植物又合称为颈卵器植物(archegoniatae)。但是苔藓与蕨类又是以孢子(spore)进行繁殖的,这和藻类、菌类相似,因此,它们与整个低等植物(即藻类、菌类)合称为孢子植物(spore plant)。与此相对,裸子植物门与被子植物门都是以种子进行繁殖,故称种子植物(seed plant)。又因种子植物均能开花结实,所以还有一个名称叫显花植物(phanerogamae),而孢子植物则没有开花结实现象,故称为隐花植物(cryptogamae)。苔藓、蕨类、裸子、被子4门植物,植物体的结构比较复杂,大多有根、茎、叶的分化,内部也分化到较高级的程度,且有胚的构造,大多为陆生,因此,又合称为高等植物(higher plant),以与低等植物(lower plant)相比较。
  兹将植物界分门别类情况归纳如下表。此表大致反映出整个植物界各大门类之间的系统演化上的相互关系。低等植物各门,在进化上处于较低级的地位,这不仅从形态、结构和生殖方式上反映出来,而且也反映在它的生态特性中。种子植物,特别是被子植物,处于进化的最高阶段。它们与处于最低阶段的藻类植物、菌类植物很少有相似之处。处于中间阶段的苔藓植物与蕨类植物,虽被人习惯地划入高等植物的范畴之中,但其本身既具有高等植物的特征,也具有低等植物的特征(如以孢子进行繁殖)。这正反映了它们的过渡性质。
二、植物分类的阶层系统和命名
  (一)植物分类的阶层系统
  将整个植物界中的50万种以上的植物,按其性质归纳成16个门,而在每个门中又包括许多种植物,例如,被子植物门中包含有20多万种植物。因此,分类仅分到门是不够的,门只不过是植物分类最大的单位,包含在同一个门的植物还可继续分下去,分成许多阶层(等级)如门、纲、目、科、属、种等。有时在各个阶层之下分别加入亚门、亚纲、亚目、亚科、族、亚族、亚属、亚种等阶层,每一阶层都有相应的拉丁词和一定的词尾。如表引-1所列。
表引-1 植物界的分类阶层表

  种(species)是生物分类的基本单位,它是具有一定的自然分布区和一定的形态特征和生理特性的生物类群。同一种中的各个个体具有相同的遗传性状,而且彼此交配可以产生后代。但一般不与其他物种中的个体交配,或交配后一般不能产生有生殖能力的后代。种是生物进化与自然选择的产物。
  (二)植物命名法
  每种植物都有它自己的名称。以世界之广,语言之异,同一种植物在不同的国家,不同的民族,不同的地区往往有不同的叫法。例如番茄,在我国南方称番茄,北方称西红柿,英语称tomato,俄语称помидор;又如马铃薯,在我国南方称洋山芋(或洋芋),北方称土豆;英语称potato,俄语称кертофечь。所有这些名称,都是地方名或俗名,这种现象称为同物异名。另外还有同名异物现象,例如我国叫“白头翁”的植物就有10多种,其实它们是分别属于毛茛科、蔷薇科等不同科、属的植物。由于名称不统一,往往造成许多混乱,妨碍国内和国际间的科学交流。因此,植物学家在很早以前就对创立世界通用的植物命名法问题进行探索。在18世纪中叶以前曾采用过多名法(polynomial)。此种命名法是用一系列的词来描述一种植物,因而显得非常烦琐,后来,多名法被双名法(binomial system)所代替。现代植物的种名,即世界通用的科学名称(scientific name)的命名,都是采用双名法。
  双名法是由瑞典植物分类学大师林奈(Carolus Linnaeus,1707—1778)创立的。但是早在1623年法国包兴(C. Bauhin,1560—1624)在记述约6000种植物时,已使用属名加种加词的双名法学名,由于当时无人附议,致未兴行。后来在1690年,里维纳斯(Rivinus)也提出双名法的建议,给植物命名,不得多于2个字。林奈接受了这些思想并将其完善化。1753年,林奈的巨著《植物种志》(“Species Plantarum”)便采用了双名法。此命名法的优点,首先在于它统一了全世界所有植物的名称,即每一种植物只有一个名称,在国际上通用,便于科学交流;其次,双名法提供了一个亲缘关系的大概,在植物学名中包含有属名,因此知道一个种名就容易查知该种在植物分类系统中所处的位置。
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