分类学(生物学)
在生物学中,分类学(来自古希腊语 τάξις (出租车) “安排”,然后 -νομία (-Nomia) “方法”)是基于共同特征的生物生物体的命名,定义(限制)和分类的科学研究。有机体分为分类单元(单数:分类单元),并将这些群体列为分类学等级;可以汇总给定等级的组以形成更高排名的更具包容性的群体,从而创建分类学层次结构。现代用途的主要等级是域,王国,门(有时在植物学代替门中使用),阶级,秩序,家庭,属和物种。瑞典植物学家Carl Linnaeus被认为是当前分类学系统的创始人,因为他开发了一种被称为Linnaean分类法的排名系统,用于对生物体进行分类和二项式命名法,以命名生物体。
随着理论,生物系统学的数据和分析技术的进步,Linnaean系统已转变为现代生物学分类系统,旨在反映生物和灭绝的生物体之间的进化关系。
定义
分类学的确切定义因来源而异,但该学科的核心仍然存在:生物群的构想,命名和分类。作为参考,分类法的最新定义如下:
- 将个体分组为物种,将物种分为较大的群体并给出这些群体名称的理论和实践,从而产生分类。
- 一个科学领域(以及系统的主要组成部分),其中包括描述,标识,命名和分类
- 分类科学,在生物学上,将生物的布置分类
- “适用于活生物体的分类科学,包括研究物种形成等。”
- “出于分类目的对生物的特征的分析”
- “系统学研究的系统发育,以提供可以转化为分类学领域的分类和名称的模式”(被列为理想但不寻常的定义)
各种定义将分类法作为系统学的子区域(定义2),反转(定义6),或者似乎考虑了两个术语的同义词。关于生物命名法是分类法(定义1和2)还是在分类法之外的系统学的一部分存在分歧。例如,定义6与以下对系统的定义配对,该定义将命名法以外的分类法放置:
- 系统学:“对生物体的识别,分类学和命名法的研究,包括生物在自然关系以及变异和研究分类的发展方面的分类”。
1970年,Michener等。定义的“系统生物学”和“分类法”(通常是混淆和互换使用的术语)相对于彼此相关的:
系统生物学(以下称为简单系统学)是(a)为生物提供科学名称的领域,(b)描述它们,(c)保留它们的集合,(d)为生物体提供分类,以识别其识别和钥匙(e)研究其分布的数据,研究了他们的进化历史,(f)考虑了它们的环境适应。这是一个悠久历史的领域,近年来,这是一个显著的文艺复兴时期的,主要是关于理论内容的。理论材料的一部分与进化区(上面的主题E和F)有关,其余的尤其与分类问题有关。分类法是与主题有关的系统学的一部分(a)至(d)。
一组术语,包括分类学,系统生物学,系统学,科学分类,生物学分类和系统发育学有时具有重叠的含义 - 有时是相同的,有时略有不同,但总是相关和相交。这里使用了“分类法”的最广泛含义。该术语本身是由De Candolle于1813年在他的Théorieélémentairede la Botanique引入的。约翰·林德利(John Lindley)在1830年提供了对系统学的早期定义,尽管他写了“系统的植物学”,而不是使用“系统学”一词。欧洲人倾向于将术语“系统学”和“生物系统学”用于整个生物多样性研究,而北美人则更频繁地使用“分类法”。但是,分类法,尤其是α分类法,更具体地说是生物体的识别,描述和命名(即,命名),而“分类”着重于将生物体放置在层次群中,以显示其与其他生物体的关系。
专着和分类修订
分类学修订或分类学评论是对特定分类单元中变异模式的新分析。该分析可以基于各种可用字符的任何组合,例如形态学,解剖学,孢粉学,生化和遗传。专着或完整的修订是对特定时间和全世界提供的信息的分类单元的全面修订。其他(部分)修订可能会受到限制,因为它们只能使用一些可用的字符集或具有有限的空间范围。修订会导致对研究分类单元中的子taxa之间关系的构象或新见解,这可能会导致这些子taxa的分类,新的子tapaxa的鉴定或以前的子及税的合并发生变化。
分类字符
分类学特征是可用于提供分类的分类属性,这些属性可以从分类单元之间推断出关系(系统发育)的证据。种类的分类字符包括:
alpha和beta分类学
“ α分类法”一词主要用于指查找,描述和命名分类单元,尤其是物种的纪律。在较早的文献中,该术语具有不同的含义,指的是形态分类法和在19世纪末的研究产物。
威廉·伯特拉姆·图里尔(William Bertram Turrill)在1935年和1937年发表的一系列论文中介绍了“阿尔法分类法”一词,他讨论了分类学纪律的哲学以及可能的未来方向。
...分类学家之间越来越多的愿望从更广泛的角度考虑他们的问题,以调查与他们的细胞学,生态和遗传学同事更紧密合作的可能性,并承认某些修订或扩张,也许是一种急剧的性质,也许是一种急剧在他们的目标和方法中,可能是可取的... Turrill(1935)建议,在接受基于结构的较旧的宝贵分类学,并方便地指定为“ alpha”,但可以瞥见基于遥远的分类法尽可能广泛的形态学和生理事实的基础,即即使是与宪法,分区,分区,起源和其他分类学群体相关的所有观察和实验数据的位置”。可以说,理想永远无法完全实现。但是,它们具有充当永久兴奋剂的巨大价值,如果我们有一些甚至模糊的“欧米茄”分类法的理想,那么我们可能会沿着希腊字母稍微发展。我们中有些人以为我们现在正在摸索“ beta”分类法,请我们自己。
因此,Turrill明确排除了他在整个分类学中包括的各个研究领域,例如生态学,生理学,遗传学和细胞学。他进一步排除了从α分类法中的系统发育重建。
后来的作者从不同的意义上使用了该术语,意味着使用任何可用的调查技术,包括复杂的计算或实验室技术,对物种的划定(不是其他等级的亚种或分类划分)。因此,恩斯特·梅尔(Ernst Mayr)在1968年将“ β分类法”定义为等级的分类高于物种。
对变异和相关物种群体的进化起源的生物学意义的理解对于第二阶段的分类活动,将物种分为亲戚群(“分类”)及其在层次结构的层次结构中的排列更为重要。更高的类别。该活动是分类术语所表示的;它也称为“ beta分类法”。
微横学和宏观学
在特定的生物体中应定义物种会导致实际和理论问题,这些问题称为物种问题。决定如何定义物种的科学工作称为微X型。从扩展过程中,宏观的研究是对较高分类学等级及以上的群体的研究,或者只是在包含多个分类单元的进化枝中,以系统发育命名法表示。
历史
尽管对分类历史的一些描述试图将分类学与古代文明约会,但直到18世纪的真正科学尝试对生物进行分类才发生,除了亚里士多德外,他的作品暗示了分类法。早期的作品主要是描述性的,并专注于在农业或医学中有用的植物。
这种科学思维有许多阶段。早期分类法是基于任意标准的,即所谓的“人造系统”,包括林奈斯( Linnaeus )对植物的性分类系统(Linnaeus的1735年动物分类为“ Systema Naturae ”(“自然系统”),这意味着这意味着,这意味着这意味着至少他认为这不仅仅是一个“人造系统”)。
后来,系统基于对分类单元的特征的更全面考虑,称为“自然系统”,例如De Jussieu (1789),de Candolle(1813)和Bentham and Hooker (1862-1863)的系统。这些分类描述了经验模式,并且在思维方面是进化的。
查尔斯·达尔文(Charles Darwin)关于物种起源的出版(1859年)为基于进化关系提供了新的分类解释。从1883年开始,这就是植物系统的概念。这种方法是Eichler (1883)和Engler (1886- 1892)的方法。
1970年代的克拉迪主义方法的出现导致基于同形的存在支持的唯一标准,从而实现了分类。从那时起,证据基础已从分子遗传学的数据扩展,这些分子遗传学在很大程度上补充了传统的形态。
前纳米
早期分类学家
命名和分类人类环境可能始于语言的开始。将有毒植物与可食用植物区分开是人类社区生存不可或缺的一部分。 c。公元前1500年,表明对不同物种的使用已被理解,并且已经存在基本的分类法。
远古时代
在莱斯博斯岛(Lesbos )居住期间,亚里士多德( Greece ,384 - 322年)首先将生物体分类。他按照自己的各个部分或现代属性将生物分类,例如活出生,有四个腿,产卵,血液或温暖。他将所有生物分为两组:植物和动物。
他的一些动物(例如Anhaima (没有血液的动物,被翻译为无脊椎动物)和Enhaima (有血液的动物,大致是脊椎动物),以及鲨鱼和鲸类等群体,通常使用。
他的学生Theophrastus (希腊,公元前370 - 285年)采用了这一传统,提到了约500种植物及其在他的历史植物中的用途。几个植物属可以追溯到theophrastus,例如山脉,鳄鱼和水仙。
中世纪
中世纪的分类学主要基于亚里士多德制度,并增加了有关生物的哲学和存在顺序。这包括诸如西方学术传统的伟大链条之类的概念,最终来自亚里士多德。
由于当时缺乏显微镜,亚里士多德系统没有对植物或真菌进行分类,因为他的想法是基於单个连续性的整个世界,就像Scala Naturae (自然阶梯)一样。这也是在伟大的存在链中考虑的。
Procopius , Gaza的Timotheos , Demetrios Pepagomenos和Thomas Aquinas等学者取得了进步。中世纪的思想家使用的抽象哲学和逻辑分类更适合抽象哲学,而不是务实的分类法。
文艺复兴和早期现代
在文艺复兴时期和启蒙时代,对生物的分类变得更加普遍,分类工程变得雄心勃勃,足以替代古代文本。有时将其归功于复杂的光学镜头的发展,这使得有机体的形态得以更加详细地研究。
意大利医师安德里亚·塞萨尔皮诺(Andrea Cesalpino )(1519–1603)是最早利用这一技术飞跃的作者之一,他被称为“第一分类学家”。他的巨人植物植物于1583年发行,描述了1500多种植物。他首先认识的两个大型植物家庭正在使用:芦丝和胸腺科。
在17世纪,约翰·雷(John Ray )(英格兰,1627年至1705年)撰写了许多重要的分类工作。可以说,他最大的成就是Madionus Plantarum Nova (1682),他在其中发表了超过18,000种植物物种的详细信息。当时,他的分类也许是任何分类学家最复杂的,因为他基于许多组合角色。
下一项主要的分类工作是由约瑟夫·皮顿·德·杜尼福特( Joseph Pitton de Tournefort )(法国,1656– 1708年)制作的。他的工作从1700年起, Rei Herbariae机构在698属中包括9000多种,这直接影响了Linnaeus,因为这是他用作年轻学生的文本。
Linnaean时代
瑞典植物学家卡尔·林纳(Carl Linnaeus )(1707–1778)迎来了一个新的分类学时代。他的主要作品Systema Naturae于1735年第1版,1753年的物种Plantarum和Systema Naturae第10版,他彻底改变了现代分类法。他的作品为动物和植物物种实施了标准化的二项式命名系统,事实证明,这是对混乱和混乱的分类学文献的优雅解决方案。他不仅引入了阶级,秩序,属和物种的标准,而且还可以通过使用花朵的较小部分(称为Linnaean系统)来识别他的书中的动植物和动物。
动植物分类学家将Linnaeus的工作视为有效名称的“起点”(分别为1753年和1758年)。在这些日期之前发表的名称被称为“前奈德”,而无效(除了在Svenska Spindlar中发表的蜘蛛)。甚至在这些日期之前,林奈本人发表的分类名称也被认为是前期的。
分类学的数字时代
现代分类法受到DNA测序,生物信息学,数据库和成像等技术的严重影响。
现代分类系统
Linnaeus对动植物的分类指定了嵌套组内的组模式,这些模式开始被表示为18世纪末的动物和植物王国的树突图,恰好是在查尔斯·达尔文(Charles Darwin)的物种起源之前出版了。 “自然系统”的模式并不需要产生过程,例如进化,但可能暗示了这一过程,激发了早期跨越的思想家。在探索物种转变想法的早期作品中,伊拉斯mus darwin (查尔斯·达尔文的祖父的祖父) 1796Zoönomia和Jean-Baptiste Lamarck的哲学动物学杂志,1809年。这个想法在盎格鲁世界中受到了宣传,但广泛阅读了徒步旅行。罗伯特·钱伯斯(Robert Chambers)于1844年匿名出版了《创造的自然历史》 。
有了达尔文的理论,人们普遍接受的是,分类应反映出达尔文普通下降原则。生命形象的树在科学著作中变得很流行,知名的化石群体成立。与化石祖先相关的第一批现代群体之一是鸟类。托马斯·亨利·赫x黎(Thomas Henry Huxley)使用当时新发现的化石和赫斯佩雷尼斯( Hesperornis)的化石,宣布他们是从恐龙(Dinosaurs)演变而来的,恐龙(Dinosaurs)是由理查德·欧文(Richard Owen)在1842年正式命名的。由此产生的描述,恐龙的描述是“引起”或成为“或者是”的祖先。 “鸟类,是进化分类思维的重要标志。随着在19世纪末和20世纪初发现和认可越来越多的化石群体,古生物学家通过将已知的群体联系在一起,致力于通过年大而多年来了解动物的历史。随着1940年代初期的现代进化综合,对主要群体的演变的基本现代理解已经存在。由于进化分类法是基于Linnaean分类学等级的,因此这两个术语在现代使用中基本上是可以互换的。
自1960年代以来,出现了cladistic方法。 1958年,朱利安·赫x黎(Julian Huxley)使用了该术语。后来,1960年,该隐和哈里森介绍了Cladistic一词。显著特征是在分层进化树中安排分类单元,而所有命名分类群都是单一的。如果包含所有祖先形式的后代,则称为单系。从中取出的后代组的组称为销食,而代表生命树的一个以上分支的组称为多形属性。基于共享的派生性格状态,识别和诊断单系组。
包装分类与传统的Linnean分类法和动物学和植物命名法的守则兼容。已经提出了一种替代术语系统,即国际系统发育命名法或门将的守则,它调节了进化枝的正式命名。 Linnaean等级是可选的,并且在Thyocode下没有正式的站立,这旨在与当前基于等级的代码共存。虽然在过去的几十年中,系统发育命名法的流行稳步增长,但大多数系统主义者最终是否最终会采用门尾,还是继续使用当前使用的命名系统(可以修改,但可以说,但可以说,这仍然有待观察正如某些系统主义者希望的那样)超过250年。
王国和领域
在发现卡尔·林纳(Carl Linnaeus)(植物学)动植物之前,就被视为单独的王国。 Linnaeus将其用作最高等级,将物理世界分为蔬菜,动物和矿物王国。随着显微镜的进步使微生物的分类成为可能,王国的数量增加了,五个王国和六杀手系统是最常见的。
域是一个相对较新的分组。卡尔·沃斯(Carl Woese )的三域系统于1977年首次提议,直到后来才被接受。三域方法的一个主要特征是古细菌和细菌的分离,以前被分为单个王国细菌(王国有时也称为Monera ),用于所有细胞含有核的生物体的真核生物。少数科学家包括第六个王国,即古细菌,但不接受域方法。
2002年,托马斯·弗里尔·史密斯(Thomas Cavalier-Smith)广泛发表了关于生物的分类的人,他提出,将古细菌和欧洲族人组合在一起的那个部门将从细菌中进化,更准确地说是从放线症中演变的。他的2004年分类将考古细菌视为王国细菌的子殖民地的一部分,即,他完全拒绝了三域系统。 Stefan Luketa在2012年提出了一个五个“ Dominion”系统,并在传统的三个领域中加入了Prionobiota (细胞和无核酸)和病毒Bobiota (无核酸但带有核酸)。
linnaeus 1735 | 海克尔 1866 | 查顿 1925 | 谷轮 1938 | 惠特克 1969 | Woese等。 1990 | 骑士史密斯 1998, 2015 |
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2个王国 | 3个王国 | 2帝国 | 4个王国 | 5个王国 | 3个域 | 2帝国, 6/7王国 |
(未得到治疗) | protista | 原核 | 莫纳拉 | 莫纳拉 | 细菌 | 细菌 |
古细菌 | 古细菌(2015) | |||||
真核生物 | 原始特斯塔 | protista | Eucarya | “原生动物” | ||
“ Chromista ” | ||||||
植物 | 植物学 | 植物学 | 植物学 | 植物学 | ||
菌类 | 菌类 | |||||
Animalia | Animalia | Animalia | Animalia | Animalia |
最近的全面分类
许多单个有机体组存在部分分类,并在新信息可用时进行修订和替换;但是,大多数或所有生活的全面,出版的治疗方法都稀有。最近的例子是Adl等人,2012年和2019年,该示例仅涵盖了真核生物,仅着重于生物,Ruggiero等人,2015年,涵盖了真核生物和原核生物的秩序,尽管两者都排除了化石代表。单独的汇编(Ruggiero,2014年)涵盖了家族等级的现存分类单元。其他,数据库驱动的治疗方法包括生命百科全书,全球生物多样性信息设施, NCBI分类学数据库,海洋和非海洋属的临时登记册,开放的生命之树以及生活目录。古生物学数据库是化石的资源。
应用
生物分类学是生物学的一个子学科,通常由称为“分类学家”的生物学家实践,尽管热情的博物学家也经常参与出版新分类单元。由于分类法旨在描述和组织生活,因此分类学家进行的工作对于研究生物多样性和由此产生的保护生物学领域至关重要。
分类生物
生物分类是分类过程的关键组成部分。结果,它告诉用户假设分类单元的亲属是什么。生物学分类使用分类学等级,包括(包括最包含在内至最少包含在内):域,王国,门,阶级,阶级,秩序,家庭,属,种,物种和菌株。
分类描述
分类单元的“定义”被其描述或诊断或两者结合封装。没有关于分类单元定义的设定规则,但是新分类单元的命名和发布受一组规则的管辖。在动物学中, 《国际动物学命名法》 ( ICZN守则)对更常用的等级的命名法(超家族至亚种)进行了调节。在植物学,真菌学和植物学领域,分类单元的命名受藻类,真菌和植物( ICN )的国际命名法(ICN)的约束。
分类单元的初始描述涉及五个主要要求:
- 必须根据拉丁字母的26个字母(新物种的二项式,或其他等级的非单词)给予分类单元的名称。
- 该名称必须是唯一的(即不是同型)。
- 该描述必须基于至少一个带有名称类型的样品。
- 它应包括有关适当属性的陈述,要幺描述(定义)分类单元或将其与其他分类单元区分开(诊断, ICZN代码,第13.1.1条, ICN ,第38条,可能基于形态学或可能不是基于形态学)。这两个代码都故意将定义分类单元(其限制)内容的内容分开,而不是定义其名称。
- 前四个要求必须发表在可作为永久科学记录中的许多相同副本中获得的作品中发表。
但是,通常包括更多信息,例如分类单元的地理范围,生态票据,化学,行为等。研究人员如何到达他们的分类单元有所不同:取决于可用数据和资源,方法因简单的定量或定性而异比较引人注目的特征,以详细的计算机分析大量的DNA序列数据。
作者引用
可以在科学名称之后放置“权威”。权威是首先有效出版该名称的科学家或科学家的名字。例如,1758年,林奈(Linnaeus)给亚洲大象提供了科学名称Elephas Maximus ,因此该名称有时被写成“ Elephas Maximus Linnaeus,1758年”。作者的名称通常被缩写:通常使用缩写L. ,用于linnaeus 。实际上,在植物学中,有一个规范的标准缩写清单(请参阅作者缩写的植物学家清单)。分配当局的系统在植物学和动物学之间略有不同。但是,这是标准的,如果自从原始描述以来,物种的属已被更改,则将原始权限的名称放在括号中。
现场
在术中,也称为类似图像测量法或数值分类法中,无论其系统发育或进化关系如何,都会根据整体相似性进行分类。它导致了分类单元之间的高几何“距离”度量。在现代中,候位方法已经变得相对罕见,在很大程度上被覆盖分析所取代,因为候位方法没有区分共享祖先(或多态)特征与共享的(或副态)性状。但是,某些现象方法(例如邻居加入)已经持续存在,因为当更高级的方法(例如贝叶斯推论)在计算机上的快速估计量在计算上太昂贵。
资料库
现代分类法使用数据库技术来搜索和目录分类及其文档。尽管没有常用的数据库,但仍有综合数据库,例如《生命目录》 ,它试图列出每个有记录的物种。截至2016年4月,该目录列出了所有王国的164万种物种,声称覆盖了现代科学已知的估计物种中四分之三以上。