第十章 植物界基本类群与演化生物灭绝100/day未被认识就已消亡保护珍稀濒危物种保护生物多样性第一节 生物多样性的意义一、什么是生物多样性？1.生物多样性概念的提出人口、资源、环境1948年：世界自然保护联盟(IUCN)1961年：世界野生生物基金会1971年：人与生物圈计划1980年：由IUCN等世界自然保护大纲第一节 生物多样性的意义2. 生物多样性的定义生物多样性：biodiversity 或biological diversity 所有生物(动物、植物、微生物等)和它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。第一节 生物多样性的意义3生物多样性的主要组成(1)遗传多样性(genetic diversity)广义遗传多样性：生物所携带的各种遗传信息的总和遗传基因的多样性。狭义遗传多样性：生物种内基因的变化，包括不同种群之间以及同一种群内的遗传变异。第一节 生物多样性的意义(2)物种多样性 (species diversity)物种多样性：动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。物种：175万物种：1300万1亿 第一节 生物多样性的意义全球物种数目(Heywood et al. 1995)类群已描述数目(万种) 估计数目(万种)病毒0.440细菌0.4100真菌7.2150原生动物4.020藻类4.040高等植物27.032线虫2.540甲壳动物4.015蜘蛛类7.575昆虫95.0800软体动物7.020脊椎动物4.55其他11.525总计175.01362(3) 生态系统多样性(ecosystem diversity)生态系统：各种生物与其周围环境所构成的自然综合体。生态系统的多样性：地球上生态系统组成、功能的多样性各种生态过程的多样性：生境的多样性、生物群落的多样性、生态过程的多样性等。第一节 生物多样性的意义(4)景观多样性(landscape diversity)景观多样性：由不同类型的生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化程度。 第一节 生物多样性的意义遗传传多样性基础物种多样性基本单元第一节 生物多样性的意义4生物多样性公约(Convention on Biological Diversity)1992年6月5日在联合国里约热内卢世界环境与发展大会上正式通过1993年12月29日起生效生物多样性公约的目标是：(1)保护生物多样性及对资源的持续利用；(2)促进公平合理地分享由自然资源而产生的利益。第一节 生物多样性的意义二、 保护生物多样性的重要意义(一)生物多样性的价值：1.直接价值(Direct Value)：使用价值或商品价值。消费使用价值生产使用价值在1976-1984年期间，美国从生物资源方面获得的利润高达每年876亿美元。全世界每年的木材产值在750亿美元以上。第一节 生物多样性的意义2.间接价值：与生态系统功能有关。非消费性使用价值：光合作用传粉、基因流动、异花授精、环境效力、有益遗传品质、保持进化过程、使竞争者保持永恒的张力。污染物的吸收和分解。娱乐和生态旅游休闲价值。保护土壤调节气候稳定水文第一节 生物多样性的意义选择价值：为育种提供更多的可供选择的机会。 多保存一个物种，为后代多留下一份宝贵的财富。存在价值：带来某种荣誉感或心理上的满足大熊猫，金丝猴，褐马鸡。科学价值：生物演化历史上的重要地位孑遗物种。第一节 生物多样性的意义(二)生物多样性的意义:为人类提供合适的环境，维系着自然界中的物质循环和生态平衡。人类赖以生存和可持续发展的基础。第一节 生物多样性的意义一、生物的分界第二节 植物分类的基础知识Linnaeus：两界系统（两界系统（17351735）：）：植物界，动物界植物界，动物界Haeckel： 三界系统（三界系统（18661866）：）：植物界，动物界，植物界，动物界， 原生生物界原生生物界Whittaker：四界系统四界系统（1959）、）、五界系统五界系统（1969）植 物动 物真 菌原生生物原核生物五界系统Whittaker六界系统病毒界病毒界细菌界细菌界蓝藻界蓝藻界植物界植物界动物界动物界真菌界真菌界陈世骧1979二、为什么要对植物进行分类？二、为什么要对植物进行分类？ 第二节 植物分类的基础知识1、植物界数量大；2、植物界变化多。 现在生存在地球上的植物，估计有5050万种万种以上。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。 第二节 植物分类的基础知识300万？500万？1000万？1、什么是植物系统学植物系统学2、什么是植物分类学植物分类学第二节 植物分类的基础知识三、两个概念植物系统学 亦称“系统植物学”：研究植物之间的亲缘关系，建立植物界自然系统的科学。为广义植物分类学的一个方面。第二节 植物分类的基础知识植物分类学植物分类学 区分植物种类，探索植物之间的亲缘关系，阐明植物界自然系统的科学。它与植物形态学、植物解剖学、植物胚胎学、植物生理学、植物地理学、植物生态学、细胞学、遗传学、古生物学、生物化学都有密切的关系。第二节 植物分类的基础知识1、植物分类学历史2、人为分类系统和自然分类系统四、如何对植物进行分类第二节 植物分类的基础知识（1）古希腊提奥弗拉斯（Theophrastus371286B.C)（2）英国人John Ray（16281705）（3）李时珍（15181593）（4）吴其睿（17891847）（5）林奈（1707-1778）法国：A.L.Jussieu瑞士：A.P.de.Candolle英国： Bentham and Hooker德国：A.W.Eochler艾希勒德国：A.Engler恩格勒英国：J.Hutchinson哈钦松苏联：A.Takhtajan塔赫他间日本：田村道夫美国：A.Cronquist柯郎奎斯特1、植物分类学历史第二节 植物分类的基础知识1.人为的分类方法：凭借植物的形态、结构、生活习性和用途，选择植物的一个或几个特点作为分类依据。(1)按植物的习性分类：草本植物、木本植物、灌木、藤本植物(草质藤本、木质藤本)等。(2)按植物的生物学特性分类：常绿植物、落叶植物、宿根植物、球根植物、多浆植物等。2、自然分类系统和人为分类系统第二节 植物分类的基础知识(3)按植物的生态学特性分类：阳性植物、耐荫植物、水生植物、湿生植物(沼生植物)、中生植物、旱生植物等。(4)按经济用途分类：药用植物、油料植物、淀粉植物、纤维植物、其它(栲胶植物、有毒植物、有特殊用途的植物等)。第二节 植物分类的基础知识(5)按植物的外形分类：林奈的以雄蕊数目为标准的分类系统。 (6)其它形式的分类：果树的分类：仁果类、核果类、坚果类、浆果类、橘果类等；花卉的分类：一年生花卉、二年生花卉、多年生花卉、露地花卉、温室花卉等。 第二节 植物分类的基础知识2.自然分类方法：以植物亲缘关系的远近程度作为分类依据。(1)经典的方法：形态学分类(2)现代实验分类学方法栽培观察试验细胞分类学(染色体分类学)化学分类学数量分类学：索卡尔和斯尼斯数量分类学原理(1963)。分支分类学：以系统发育的分支式样为基础，建立生物种系发生的谱系关系。第二节 植物分类的基础知识现代植物分类学综合运用其它学科的研究成果：植物化学细胞学植物胚胎学遗传学、生态学解剖学孢粉学等更准确地反映植物间的进化关系和亲缘关系第二节 植物分类的基础知识五、植物分类的等级1基本等级界、门、纲、目、科、属、种亚界、亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种2完全等级界、亚界、门、亚门、纲、亚纲、目、亚目、科、亚科、族、亚族、属、亚属、组、亚组、系、亚系、种、亚种、变种、变型第二节 植物分类的基础知识分类阶层（等级）分类阶层（等级）植物分类举例植物分类举例中文中文英文英文拉丁文拉丁文词尾词尾中文中文拉丁文拉丁文植物界植物界Plant KingdomRegnum Plantae植物界植物界Regnum Plantae门门DivisionDivisio,Phylum-phyta被子植物门被子植物门Angiospermae亚门亚门SubdivisionSubdivisio-phytina纲纲ClassClassis-opsida,-eae双子叶植物纲双子叶植物纲( (木兰木兰纲纲) )Dicotyledoneae(Magnoliopsida)亚纲亚纲SubclassSubclassis-idea蔷薇亚纲蔷薇亚纲Rosidae目目OrderOrdo-ales蔷薇目蔷薇目Rosales亚目亚目SuborderSubordo-ineae蔷薇亚目蔷薇亚目Rosineae科科FamilyFamilia-aceae蔷薇科蔷薇科Rosaceae亚科亚科SubfamilySubfamilia-oideae蔷薇亚科蔷薇亚科Rosoideae族族TribeTribus-eae蔷薇族蔷薇族Roseae亚族亚族SubtribeSubtribus-inae蔷薇亚族蔷薇亚族Rosinae属属GenusGenus-a,-um,- us蔷薇属蔷薇属Rosa亚属亚属SubgenusSubgenus蔷薇亚属蔷薇亚属Rosa种种SpeciesSpecies金樱子金樱子Rosa laevigata 植物分类的基本单位是种，植物分类的基本单位是种，根据亲缘关系把共同根据亲缘关系把共同性比较多的一些种归纳成性比较多的一些种归纳成属（属（Genus），），再把共同性再把共同性较多的一些属归纳成较多的一些属归纳成科（科（Familia），），如此类推而成如此类推而成目（目（order）、纲（）、纲（C1assis）和门（）和门（Divisio）。）。因此因此植物界（植物界（Regnum Regnum vegetabilevegetabile）从上到下的分类等级从上到下的分类等级顺序为顺序为门、纲、目、科、属、种门、纲、目、科、属、种。在各分类等级之下。在各分类等级之下根据需要建立亚级分类等级，如根据需要建立亚级分类等级，如亚门（亚门（Subdiviso）、）、亚纲（亚纲（Subclassis）、亚目（）、亚目（Suboxder）、亚科）、亚科（Subfamilia）和亚属（）和亚属（Subgeus）。）。 第二节 植物分类的基础知识小麦所属的各级单位是：植物界(Regnum vegetabile)种子植物门(Angiospermae)单子叶植物纲(monocotyledoneae)颖花亚纲(Glumiflorae) 禾本目(Graminales, Poales) 禾本科(Graminae,Poaceae) 禾亚科(Agrotidoideae) 小麦属(Triticum) 小麦(种)(Triticum aestivum L.)第二节 植物分类的基础知识玫瑰所属的各级分类单位：植物界(Regnum vegetabile)种子植物门(Angiospermae)双子叶植物纲(Dicotyledoneae) 蔷薇目(Rosales) 蔷薇科(Rosaceae) 蔷薇亚科(Rosoideae) 蔷薇属(Rosa) 玫瑰(种)(Rosa rugosa Thunb.)种种也也称为称为“物种物种”：是生物分类的基本单位，是生物分类的基本单位，它是具有一定分布区和一定生理、形态特征它是具有一定分布区和一定生理、形态特征的生物类群。的生物类群。种的特征：种的特征： 起源相同起源相同 形态特征极为相似形态特征极为相似 进行自然交配，繁育后代进行自然交配，繁育后代 有一定的生物学特性有一定的生物学特性 要求一定的生存条件，占有一定要求一定的生存条件，占有一定 的分布区域的分布区域 第二节 植物分类的基础知识一个物种的个体一般不能和其他物种进行生一个物种的个体一般不能和其他物种进行生殖结合；由于各方面的原因，使亲缘关系接殖结合；由于各方面的原因，使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配，也不能近的类群之间在自然条件下不交配，也不能产生有生殖能力的后代，即产生有生殖能力的后代，即生殖隔离生殖隔离。物种物种是生物进化过程中从是生物进化过程中从量变到质变量变到质变的一个的一个飞跃，是自然选择的历史产物。飞跃，是自然选择的历史产物。第二节 植物分类的基础知识种以下的分类等级则根据该类群与原种性状的差种以下的分类等级则根据该类群与原种性状的差异程度分为异程度分为亚种（亚种（Subspecies）、变种）、变种（Varietas）和变型（）和变型（Forma）。）。亚种：亚种：和原种有变异并能遗和原种有变异并能遗 传，且有独特的分布区域。传，且有独特的分布区域。变种：变种：同一分布区域内的同种同一分布区域内的同种 植物，在不同环境下产生可遗植物，在不同环境下产生可遗传，但没有独特的分布区域。传，但没有独特的分布区域。变型：变型：同一分布区内的同种植同一分布区内的同种植物，在不同环境此案产生变异，物，在不同环境此案产生变异，但不能遗传。但不能遗传。第二节 植物分类的基础知识 亚种比变种亚种比变种包括的范围更广泛一些，除包括的范围更广泛一些，除了在形态上有显著的区别外，而且在地理分了在形态上有显著的区别外，而且在地理分布上也有一定的区域性。布上也有一定的区域性。 变种又比变型变种又比变型在形态上的差异要大一些。在形态上的差异要大一些。实际分类工作中要根据野外调查的资料和标实际分类工作中要根据野外调查的资料和标本的特征经过综合研究分析方能确定。本的特征经过综合研究分析方能确定。第二节 植物分类的基础知识亚种(Subspecies)：形态上有差别，分布上或生态上或季节上有隔离。柳叶沙棘(尼泊尔 ) Hippophae salicifolia D. Don第二节 植物分类的基础知识中国沙棘(山西交城 ) Hippophae salicifolia subsp. sinensis Rousi云南沙棘(云南中甸) Hippophae salicifolia subsp. yannanensis Rousi中亚沙棘(哈萨克斯坦 ) Hippophae salicifolia subsp. turkestanica Rousi变种(Variety)地方宗(local race)：种内有形态变异且比较稳定，分布范围比亚种小得多。华北紫丁香Syringa oblata Lind.第二节 植物分类的基础知识白丁香Syringa oblata var. affinis Lingelsh.变型(Form)：有形态变异，但看不出有一定的分布区，而是零星分布的个体。鸡爪槭Acer palmatum Thunb. 第二节 植物分类的基础知识紫叶鸡爪槭Acer palmatum f. atropurpureum Vanhout品种(Cultivar)：农业和园艺凡具有任何一种特征(形态学的、生理学的、细胞化学的或其他)的栽培个体的集合，且被繁殖后(无性的或有性的)，仍能保持这种可资区别的特征。第二节 植物分类的基础知识六、植物的命名方法1、为什么要对植物命名；2、如何给植物命名；第二节 植物分类的基础知识同物异名同名异物学名：给每一物种一个全世界通用的拉丁文的科学名称。1. 林奈的双名法(bionomial nomenclature) 双名法：用两个拉丁词给物种命名。第一个词是属名(字头大写)，第二个词是种加词(种名)，第三个词为命名人。第二节 植物分类的基础知识 所谓双名命名法双名命名法是指用拉丁文给植物的种起名字，每一种植物的种名，都由两个拉丁词或拉丁化形式的字构成，第一个词是属名，相当于“姓”；第二个词是种加词，相当于“名”。一个完整的学名还需要加上最早给这个植物命名的作者名，故第三个词是命名人。 因此，属名+种加词+命名人名是一个完整学名的写法。第二节 植物分类的基础知识如向日葵：如向日葵：Helianthus annuus L. 太阳花太阳花 一年生的一年生的 林奈林奈 水稻：水稻：Oryza sativa L. 水稻水稻 栽培的栽培的 第二节 植物分类的基础知识2. 三名法属名+种加词+亚种或变种加词Panax pseudo-ginseng Wall. var. japonicus (C. A.Mey) Hoo et Tseng 属名 种加词 种名命名人 变种缩写 变种加词 变种命名人第二节 植物分类的基础知识七、植物检索表拉马克(1744-1829)二歧分类法：将特征不同的一群植物用一分为二的方法，逐步对比排列进行分类。R.Morison(1672)： 首 次 应 用 在 Plantarum Umbelliferarum Distributio Nova定距检索表平行检索表分科、分属、分种检索表第二节 植物分类的基础知识(一)定距检索表1.植物体无根、茎、叶的分化，雌性生殖结构由单细胞构成，生活史不出胚 低等植物2.植物体不含叶绿素3.细胞内无细胞核分化细菌3.细胞内有细胞核分化4.植物体不形成菌丝粘菌4.植物体通常形成菌丝真菌2.植物体含有叶绿素5.植物体不与真菌共生藻类5.植物体与真菌共生地衣1.植物体绝大多数有根、茎、叶的分化，雌性生殖结构由多细胞构成 高等植物6.植物无花,无种子，以孢子繁殖7.植物体不具真正的根和维管束苔藓植物7.植物体有根的分化，并有维管束蕨类植物6.植物有花,以种子繁殖8.胚珠裸露，不包于子房内裸子植物8.胚珠包于子房内被子植物第二节 植物分类的基础知识(二)平行检索表 1.植物体无根、茎、叶分化，雌性生殖结构由单细胞构成，生活不出现胚21.植物体绝大多数有根、茎、叶分化，雌性生殖结构由多细胞构成，生活史中出现胚 32.植物体不含叶绿素42.植物体含有叶绿素53.植物无花，无种子，以孢子繁殖63.植物有花，有种子，以种子繁殖74.细胞内无细胞核分化 细菌4.细胞内有细胞核分化85.植物体不与真菌共生 藻类 5.植物体与真菌共生 地衣6.植物体不具真正的根和维管束 苔藓植物 6.植物体有根的分化并有维管束 蕨类植物7.胚珠裸露，不包于子房内 裸子植物7.胚珠包于子房内 被子植物8.植物体不形成菌丝 粘菌8.植物体形成菌丝 真菌第二节 植物分类的基础知识