植物分类学是一门主要研究整个植物界的不同类群的起源,亲缘关系,以及进化发展规律的一门基础学科。也就是把纷繁复杂的植物界分门别类一直鉴别到种,并按系统排列起来,以便于人们认识和利用植物。
简介植物分类学是植物学科中最古老和最具综合性的一门分支学科。过去的经典分类大多依据外部形态和内部解剖特征去分,后来把孢粉形态、地理分布和古生物学等方面的内容结合进去后,有助于进一步对种类的鉴定、植物演化关系的探讨和植物的分类。
背景知识生存在地球上的植物估计有50万种以上(种子植物250000种左右)。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,否则便无从下手。植物分类学内容由三方面组成,它的研究对象为全世界生活的植物。植物分类学是发展较早的一门学科,它的任务不仅要识别物种、鉴定名称,而且还要阐明物种之间的亲缘关系和分类系统,进而研究物种的起源、分布中心、演化过程和演化趋势。因此,它是一门既有实用价值又富有理论意义的学科。为了分类各个植物类群,人们根据植物类群范围大小和等级高低给它一定的名称,这就是分类的等级单位。了解和掌握分类的等级单位(阶层)是分类学必须具备的基本知识。
历史和发展公认自然界有40万种左右植物,它们形态各异,结构差别大,生活方式也各种各样,这些植物是在长期的地质历史过程中不断进化而形成的。为了认识并更好地利用植物,必须对植物进行分类。对植物进行分类与人类认识和利用植物的历史一样悠久。在不同历史时期,由于认识水平的不同,对植物分类的出发点和方法也不同,出现了不同的分类系统。英国植物分类学家C. Jeffery(1982)在《植物分类学入门》一书中,将植物分类的历史划分为三个时期。
人为分类法自远古时期至1830年左右,人们对植物的认识主要是从用、食、药开始,给植物以俗名,这一阶段称为民间分类学或本草学阶段。在我国,公元200年左右的药书《神农本草经》已记载了植物药365种,分为上、中、下三品,上品为营养的和常服的药,共120种;中品为一般药,共120种,下品为专攻病、毒的药,共125种。这是我国最早的本草书。此后各个朝代都有本草书出版,但以明朝李时珍的《本草纲目》最为著名,该书共收集药物1892种,将1195种植物药分成草部、谷部、菜部、果部和木部,每部又分成若干类,如草部分成山草、芳草、湿草、毒草、蔓草、水草、石草、苔草和杂草。
清代吴其浚的著作《植物名实图考》一书记载了我国1714种植物,分为谷、蔬、山草、湿草、水草、蔓草、芳草、毒草、果、木等12类。这种分类方法主要是从应用角度和植物的生长环境出发,没有考虑到从植物自然形态特征的异同来划分种类,更看不到植物之间的亲缘关系。
在这一阶段,西方人同样采用适用的、本草学的思路对植物进行分门别类,如亚历士多德的学生Theophrastus在公元前370年至公元前285年著有《植物的历史》等书,记载了480种植物,并根据形状特征分为乔、灌、半灌、草本四类,并知道了有限花序和无限花序、离瓣花和合瓣花之分,并注意到了子房的位置,这在当时是很了不起的认识,后人称他为“植物学之父”。希腊军医Dioscorides在公元1世纪写成了《医学材料》一书,描述了近600种植物,被认为是最早的本草学书。13世纪,日耳曼人A. Magnus注意到了子叶的数目,创造了单子叶和双子叶两大类的分类法。15~16世纪,人为分类法取得快速发展,本草学者O. Brunfels第一个以花之有无将植物分为有花植物和无花植物两大类。C. Gesner指出植物分类最重要的依据应该是花和果的特征,其次才是茎叶,并提出了“属”的见解。另一位学者C. de I’Eluse最初提出了“种”的见解。
人为分类法的特点是从人类需要和实用角度出发,通俗易懂,简单实用,便于指导生产。自然分类法1、机械分类阶段自17世纪以来,植物的形态解剖特征逐渐被认识并被作为分类的依据。在《物种起源》发表以前,人们认为物种是不变的,物种间不存在亲缘关系,当时的分类标准只考虑某种表面现象。
英国植物学家J. Ray(1703)在《植物的历史》一书中,首先认识到胚中有一片子叶和两片子叶之分,但没有认识到其分类意义,只将其放到次要的地位。他在著作《植物的分类方法》中,认为所有的形状对植物分类都是有用的,以一复杂的系统处理了18000种植物。瑞典著名植物分类学家林奈基于对大量植物的研究,于1735年写成《自然系统》一书,根据雄蕊的数目和离合情况将植物分为24纲,分别称为一雄蕊类、二雄蕊类等,结果将水稻和白菜定为同一纲(六雄蕊类)植物,实际上水稻和白菜的亲缘关系相差甚远。此后又写成了《植物种志》和《植物属志》,将约7700种植物归入1105个属,并首次使用了双名法。由于林奈对植物分类学的卓越贡献,后人称他为“分类学之父”。
这一时期的特点是从本草学向分类学过渡,但停留在植物的1~2个先定的形状,使用机械的思维方法。2、自然分类阶段从18世纪末至达尔文的《物种起源》发表为自然分类阶段。由于资本主义生产力的上升,科学发展,人们对植物的认识越来越广泛和深入,许多学者在指出18世纪前植物分类系统和分类方法的漏洞的基础上,努力寻求反映自然界客观植物类群的分类方法,从多方面的特征进行比较分析,在这种思想指导下建立的分类系统称为自然系统。法国植物学家A. L. Jussien于1789年在《植物属志》中发表了一个比较自然的系统,成为现代系统的奠基人,他将植物分成无子叶、单子叶、双子叶三大类,并认为单子叶植物是现代被子植物的原始类群。比较有名的还有瑞士植物学家A. P. de Candolle(1813)的系统以及英国的Bentham和Hooker(1862~1863)的系统。后者虽然在达尔文的《物种起源》发表之后,并支持达尔文的学说,但该系统和前两个系统具有继承性,总体上没有大的改变,仍归入自然系统。
这个时期的特点是,从林奈的性系统到达尔文的进化论的诞生,植物学家的分类原则已经开始转向以植物形状的相似程度来决定植物的亲缘关系和系统排列,有了自然的因素。