1、第一篇 生物系統學概論背景（Background） 生命的等級系統（hierachial systerm）,包括多個不同的組織的層次或水平：基因細胞組織器官物種種群群落生態系統景觀生物圈。 生物圈(biosphere)：為地球上全部的生命和一切適合于生物棲息的場所。它是地球上最大的、接近于自我維持的生態系統（self-sustaining ecosystem）. 生物圈的亞層次組織： 巖石圈（lithosphere）上層，棲息所有陸生生物。水圈（hydrosphere），到處都有生命，主要集中在表層和底層。大氣圈（atmosphere）下層，生命主要集中于與巖石圈交界的最下層。 生物的分界（o

2、rganismal kingdom）：地球上現生生物分為5界：原核生物界（monera）原生生物界（protista）真菌界 （fungi）植物界 （plantae）動物界 （animalia）第一章 生命的特征 1.1 生命系統的基本特征：有機的生物界具有無限的多樣性及連續性，其間又有不同層次的一致性或統一性。生命的多樣性（diversity）、連續性（extensibility）及一致性（consistence）是生命系統（life system）的重要特征。1.2 多樣性（diversity）或生物多樣性（biodiversity） 定義：生物與其環境形成的生態復合體（ecologica

3、l integrate），以及與其相關的生態學過程（ecological process）的總和；它包括動物、植物、微生物及其基因，以及（它們）與其生物學環境形成的復雜的生態系統（ecosystem）。主要生命層次的多樣性 基因多樣性（gene diversity）或遺傳多樣性（genetic diversity）生物體內決定性狀的遺傳因子及其組合的多樣性。它決定物種及生態系統兩個層次的多樣性。物種多樣性（species diversity）特定空間物種的豐富度（species richness）及其變化；它包括特定空間生物區系的現狀（受威脅及特有性）、形成、演化、分布格局及其維持機制等。 同

4、義語：1. 生物多樣性物種水平的多樣性（diversity of species level in biodiversity）物種多樣性2. 物種水平的分類學多樣性（taxonomic diversity of species level） 異義語：群落及生態系統水平的生態學物種多樣性（species diversity of ecology on community and ecosystem）;特定生物群落或生態系統物種的豐富度及異質性（heterogeneity）(相對密度)或均勻性（equitability）的度量。1.3 連續性（extensibility） 地球上各種生命有機體具有

5、自我復制、繁衍和再生的能力。亦即生命的形式從低級到高級、從原始類型到復雜類型，都有繁衍、再生的本能。1.4 一致性（consistency） 不同層次生命有機體，在結構和功能上，具有不同程度的共同特征。1.5 多樣性與一致性的關系 對物種的描述和清列，可構成生物學有關學科發展的基礎。而生物種類的多樣性，則是生命多樣性的特定組分及概括，對生物學的深入發展具有最根本的意義。第二章 系統論、生物系統學及分類學2.1 系統論及系統學 系統論（systematic theory）認為：可以而且因該把研究的對象看作為系統來處理。 系統（system）是由作為整體組成的要素組成的。 系統論是一種科學的方法論

6、，作為一門科學，它是科學的科學，是科學學。 系統學（systematics）：廣義系統學是關于事物秩序（order）的研究，旨在將事物有序化（ordering）和合理化（rationality），即系統學是研究自然事物和自然過程之間關系的科學。2.2 生物系統及生物系統學 生物系統（biological system）：生物有機體種類即其屬性的多樣性，以及生物體間的全部關系。 生物系統學（biosystematics）或系統生物學（systematic biology） 定義：生物系統學是系統地分析和綜合研究生物及其生物層次系統，建立生物分類系統的系統科學。 目標及作用： 目標： 生物系統學的

7、最終目的是識別并用語言及圖解表達生命的次序，以及為生物學的其他研究提供總的參照系。總參照系是表達事物和現象之間多種關系的系統；是以一種關系建立，又可解釋其他關系的系統。以及總參照系比最初建立時有更廣泛的應用性。 作用：通過建立生命種系的發生歷史。可揭示生物的共同起源和有序性，從而對其他生物學科的發展提供信息和基礎。2.3 分類學（taxonomy）與分類(classification) 定義：分類學是分類生命有機體的理論和實踐；亦即分類學是分類理論和實踐的科學研究。 對象：分類學的研究對象是分類。 分類學的目的與作用：目的： 復原信息是項目分類的主要目的和獨特目的。把在確定一項分類之后把未鑒別

8、的對象分配或指定到正確的類別中，亦即鑒訂和檢索。把所觀察的個體放進一個已有的分類階元之中。 提供作為信息學存儲和復原系統的索引。即由共同屬性最多的客體的類組成的分類，即是存貯信息的檢索。系統學與分類學及分類有以下關系: 系統生物學是狹義的生物系統學,常常稱之為系統學、分類學或分類。 生物系統學是生物科學中最古老、最有基礎性和最有綜合性的分支學科，但它朝氣勃勃、任重而道遠。 系統學是比較生物學的核心組分（比較生物學是關于生物多樣性的科學）；分類學是系統學的支柱和基礎。 分類是分類學的實踐部分，受系統學和分類學的理論指導，又能推動系統學和分類學的發展。 分類是一種科學活動，分類既指過程又指結果；分

9、類活動的結果是一項分類，一個分類系統。 一個分類系統具有總結性、預示性、啟示性和可檢驗性。 當代系統學的主要分支有進化系統學（evolutionary systematics），支序系統學（cladistic systematics）和表相分類學（phenetic taxonomy）三大學派。第三章 分類的階層制和科學依據3.1 分類的形式及階層制 分類的形式大致為階層制和非階層制。 階層制亦為等級制（hierachy），是用于分類系統的一個框架，由一系列處于不同層次或水平的類或集合組成。在分類的階層中，除最低層次的類之外，每類都包括一個或多個從屬的類。 階元（category）或類目：為分類

10、階層的秩級（rank）層次。階元是類而非個體。一個階元的成員是處在該層次上的全部類元。 階元系統：階元系統即等級系統，是有許多層次和等級組成順序排列的秩級。3.2 林奈（Linnaeus）階層制 對分類的形式，通常采用Linnaeus階層制; Linnaeus階層制包括7個基本階元，其階梯式排列如下：Kingdom 界 Phylum 門 Class 綱 Order 目 Family 科 Genus 屬 Species 種 為精確的表達物種的分類地位，對基礎階元加上前綴super-（總，超）及sub-（亞）和infra-（附）； 加綴super-的階元高于被綴的基本階元 加綴sub-和infra

11、，加綴階元依次低于被綴的基本階元，但高于下一基本階元及其加綴階元。3.3 分類學的系統原理 分類學的核心原理是研究物種的形成或系統發育，建立反映生物進化過程的分類系統。 分類學的系統原理是：共同起源、分支發展及階段發展 共同起源(origin)：探索物種間的親緣關系，研究其共同的祖先和起源，且要求單源系統（monophyletic system），即單源系統原理。 分支(clade)發展：每一物種棲息于一定的環境中，在自然選擇的作用下，與其生境同步演化，使其宗譜分支，又適應分化，此即分支發展。 分支是從少到多的發展過程，即最初的少數祖種，分支分化，由少到多形成一個自然類群。 階段（grade）

12、發展：物種的分支發展是橫的展開，階段發展是縱的上升。進化的主要趨勢是從簡單到復雜，從低級到高級的階段發展的過程。 Whittaker (1969)以分支發展原理和階段發展原理提出了生物界級的分類系統。陳世驤的兩種界系統簡圖小結：小結： 物種的形成及系統發育包括三個基本過程：A：從無到有（或從舊到新）的起源B：從少到多的分支發展C：從低級到高級的階段發展 一個新物類的起源，開始總是少數，接著是種類數量的增加（分支分化）；然后，隨著數量的增加，又出現更新的、更高級的類型（階段復化）；更新類型的出現又是一個新的起源，一個新的發展。 生物的系統發育是分支分化與階段復化的縱橫交錯的過程。3.4 種上高級

13、分類階元的標準 目、綱及門是分類階層中最穩定的階元。具有一種早就形成的結構基型為其特征，因之，可根據結構基型作為這些高級分類階元的標準。 科是包含一個屬或一群在系統發育上具有共同起源的屬；科與科之間具有一定的間斷或隔離。作為一個階元，科的分布范圍相當廣泛，且適應的生境類型也很廣泛，科級的主要依據是比較突出且有一定適應性的生態特征。 屬：屬是 一個聚合的分類單元。它包括一個種或一群在系統發育上共同起源的種，并與其他相似階元之間存在確定的間斷。亦即屬是一群相似的和相關的種。對屬的鑒別主要以形態特征為主。狼及蜜蜂的分類地位 狼 蜜蜂 界 Kingdom 動物界 Animalia 動物界 Animal

14、iia 門 Phylum 脊索動物門 Chordala 節肢動物門 Arthropoda綱 Class 哺乳綱 Mammlia 昆蟲綱 Insects目 Order 食肉目 Carnivora 膜翅目 Hymenoptera科 Family 犬科 Canidae 蜜蜂科 Apidae屬 Genus 犬屬 Canis 蜜蜂屬 Apis種 Species 狼 lupus 意大利蜂 mallifera第四章 物種的概念及種下階元的標準 4.1 物種的概念 物種是生物基本的分類單元和進化單元，是自然界中真實存在的單元，具有純粹的客觀性。 物種是什么是本體論（ontology）問題，而如何識別物種則是一

15、個認識論的問題。 物種的本體一個物種的本體是個體，這個個體是由多數同類有機體組成的集合體（collective），其中，每一有機體都是物種的部分和成員，他們之間有獨特的發育發生關系；而集合體作為整體與別的集合體有種系發生層次的關系；集合體是一個歷史的實體，有相對穩定而 獨特的性狀，是以別的集合體（物種）相區別，因之，可對集合體進行識別和推斷。任何一個物種都是一個由眾多的一部分有機體組成的集合體。 物種的概念導語：由于物種的問題的復雜性以及在生物學上的重要性。歷史上出現眾多的物種定義。Tremaue(1985)認為，有多少博物學家就有多少物種的定義。物種定義的不同，引起物種概念內涵的不同，爭論異

16、常激烈，曠日持久，今日依然。然而，每次爭論對加深了對物種概念的認識。物種概念的 發展階段Linnaeus(1705-1778)的物種不變概念：18世紀中葉瑞典博物學家Linnaeus在其著作 funna succica (1976)提出，物種是由性態相似的個體組成，同種個體永遠屬于同一類型：即物種不變。鑒別物種的標準是模式標本（type specimen）的性態。Charles Darwin（18091882）的物種變的概念：19世紀英國博物學家達爾文以進化論的觀點，在其巨著物種起源中提出的：物種是變化的，不是不變的，自然界中真實存在的是變種，亦即不承認物種的真實存在，不可能有固定特征和間斷分

17、化，從而，不可能有物種的存在。達爾文認為，物種的純粹是人為地，只是分類學家為方便而設立的單位。陳世驤（1978）的又變又不變、又連續又間斷的物種概念：20世紀70年代末期，我國已故分類學家及進化生物學家陳世驤教授提出：又變又不變、不連續又間斷的物種概念。此概念為：物種是生命系統線上的基本間斷；定義為：物種是生殖單元，又連接又間斷的居群組成；物種是進化單元，是生物系統上的基本環節，是分類的基本單元或物種是由居群組成的生殖單元，并與其他單元在生殖上是隔離的，在自然界占有一定的生境，在宗譜線上代表一定的分支。關于物種的存在，以及變不變的概念分析物種“有沒有”與“變不變”的關系物種不 變種介分 明客觀

18、存 在物種概念物種演 變種間連 接人為單 元現代分類系統的物種的概念 物種是進化單元，亦是分類的基本單元。物種四變又不變的，是連續的又是 間斷的。變是絕對的，是物種發展的依據；不變是相對的，是物種存在的依據。形態相似（特征分明，特征固定）和生殖隔離（雜交不育）是其不變的一面，是借以鑒定物種的根據。 現代分類系統有關物種的定義物種是生物界發展的連續性與間斷性統一的基本間斷形式；在有性生物，物種呈現為統一的繁殖群體，由占有一定空間，具有實際或潛在繁殖能力的種群（居群）所組成，而且與其他群體在生殖上是隔離的。4.2 種下階元及其標準 亞種亞種是地方性居群在地理上劃分的集合體，在分類上，與本種中其他的

19、同樣集合體互有不同。在鑒定中，它是地方性居群，彼此間在分類上互有差異，且其差異達到居群的75%，即為不同的亞種。標準差異：當居群特征的差異來達到居群的75%時，其特征是呈現連續變異，不能成為亞種。地理亞種：不同地理分布的亞種，亦稱地理宗。生態亞種：棲息地及生態習性不同亞種。生理亞種：生理特征不同的亞種。 親緣種（sibling species）二個或 二個以上的居群，彼此間差異甚微，且分布于同一地區而不雜交。主要以分布于同一地區，且不互相交配的居間類型，來加以鑒別。 超種（super species）分布區不相重疊，互有接觸，但不交配生育的極近似的若干物種。4.3 分類學的階段與水平 第一階段：稱為分類學或 水平，重點是新種描述，并將新種安排在相應的屬中。 第二階段；稱為分類學或水平，仔細確定種或高級分類階元水平的關系，重點提出，一項可靠的分類。 第三階段：稱為分類學或水平，更注意種下變異，多種多樣的進化及多樣性的解釋。第五章 物種的命名法 5.1 分類的方法人為分類法：以易觀察及易于鑒別的特征，作為分類的標準。此法以求檢索名稱的便利