植物地理学第一章

第一章植物分类类群、演化与地球环境第一节植物分类与植物系统进化（一）植物分类原则、单位和命名1-1-1物种1-1-2植物分类的原则和依据1-1-3分类单位和等级系统1-1-4植物的命名1-1-5植物分类和鉴定的工具1.植物的分类地位两界系统（林奈，1753）：植物界、动物界三界系统（海克尔，1866）：原核生物界、植物界和动物界四界系统（科普兰，1938）：原核生物界、原始有核界、后生植物界、后生动物界五界系统（怀塔克，1969）：原核生物界、原生生物界、植物界、真菌界和动物界生态学理解的生物：植物、动物、微生物广义理解植物界：植物、真菌和原核生物16届国际植物学大会宣布：植物界分为绿色植物、褐色植物、红色植物和真菌。五界系统植物的共同特征多数植物含叶绿体，能进行光合作用；几乎所有植物细胞都有细胞壁；体内通常有永久的分生组织(顶生、侧生、居间)。2.植物分类系统人为分类法与人为系统自古代至1830年左右，基于实用，给植物以俗名，又称为民间分类学或本草学阶段。自然分类法与人为系统（1）机械分类学阶段：基于1～2个特征。（2）自然分类学阶段：多方面特征进行比较。系统发育分类自达尔文发表《物种起源》以后，基于亲缘关系。人为分类法与人为系统李时珍《本草纲目》：草、谷、菜、果、木五部，草分11类，木分乔灌等6类。提奥夫拉斯图（Theophrastus）《植物的历史》：乔木、灌木、半灌木、草本四类；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；马格纳斯（Magnus）：单子叶植物和双子叶植物布隆非尔（Brunfels）：有花植物和无花植物自然分类法与自然系统J.Ray(1703)在《植物的分类方法》一书中，以一复杂的系统处理了18000种植物;林奈(Linnaeus)根据雄蕊的数目和离合情况将植物分为24纲；法国植物学家A.L.Jussien（裕苏）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。系统发育分类与系统恩格勒系统（1897）：认为葇荑（读作ti）花序类植物（即木本植物中花单性、无花被、花序轴柔软者，如杨柳科）为双子叶植物种的原始类型；哈钦松系统（1926）：认为单性花比两性花要进化，木兰目是最原始的被子植物。前苏联植物分类学家塔赫他间（A.Takhtajan，1954）系统和美国纽约植物园前主任柯朗奎斯特（A.Cronquist，1958）系统。他们都承认木兰目的原始地位。分子系统学研究认为：木兰目不是最原始的被子植物。3.分类等级与分类单位中文拉丁文英文词尾界Regnumkingdom门Divisiophylum(division)-phyta纲Classisclass目Ordoorder-ales科Familiafamily-aceae属Genusgenus种Speciesspecies分类单位举例界：植物界Regnumvegitabile门：种子植物门Spermatophyta纲：双子叶植物纲Dicotyledoneae目：蔷薇目Rosales科：蔷薇科Rosaceae属：李属Prunus种：桃Prunuspersica种的含义种（Species）是最基本的分类单位，起源于共同祖先、形态和生物学特征极为相似的植物个体；它有一定的形态特征、生理特征和一定的自然分布区。判断种的标志是：一个种的个体不能与另一个种的个体进行生殖亲合，即使结合也不能产生有生殖能力的后代，亦即种与种之间存在着生殖隔离。亚种（subspecies,缩略为ssp.）：是种内个体在地理和生殖隔离初期所形成的群体，有一定的形态特征和地理分布区，亦称“地理亚种”。种内单位粳稻糯稻变种（varietas,缩略为var.）：与原种不存在地理隔离，但在形态和生理特征上有1-2个性状的差异。系统进化理论认为，变种实际上是同种不同基因型的表现。蟠桃桃变型（forma,缩略为f.）：为形态和个别性状变异比较小的类型，通常只有一个性状的差异。变型通常见于栽培植物中，如碧桃为桃的变型，其花为重瓣。品种品种（cultivar,缩略为cv.）：不是植物分类学单位，不存在于野生植物中。品种是人类在生产实践中经过选择培育而成的，多基于生物学特性和经济性状的差异，如植株高矮，花或果的实的大小，色、香、味，成熟的迟早等。如月季花有许多品种，苹果、西红柿等瓜果的品种。4.植物的命名拉丁文与拉丁名双名法植物命名法规植物学拉丁文不同语言对同一植物的称谓不同，同一种语言中也出现同物异名和同名异物，科学需要统一的语言；拉丁语已经是一种“死语言”，不会发生变化；古罗马时期遗留了大量的拉丁文书籍；在生物学、医学等领域，规定拉丁文为世界通用的语言。双名法属名(名词)＋种加词(形容词)＋命名人桃：Prunuspersica（L.）Batsch.桃曾经被定名为AmygdaluspersicaL.persica表示产于波斯，实际上是西方学者的误解，桃的原产地在我国西北地区。①属名（1）拉丁文古老的名字，如Rosa（蔷薇属）；（2）希腊文古老的名字，如Cycas（苏铁属）；（3）反映该属特征的名词，如Trifolium（三叶草属）；（4）纪念某个名人；如Tsoongiodendron（观光木属）系纪念我国植物学家钟观光的；（5）植物产地，如Fokienia（福建柏属）；（6）改造某一属或另加前缀和后缀形成，如Pistacia（黄连木属）可以换位成Tapiscia（银鹊树属）（7）方言拉丁化，如Litchi（荔枝属）是广东方言荔枝的音译。②种名、变种名、亚种名而种加词一般是形容词，用以形容植物的外部形态、颜色、气味、生境特征和被发现或主要分布的地点。对于变种，则须再加上变种名，如蟠桃是桃的变种，它的拉丁名为Prunuspersica.var.compressa,其中var.是varietas（变种）的缩写，compressa（扁的）是蟠桃的变种名。亚种与变型的命名与变种类似，它们的缩写分别是ssp.和f.。③命名人命名人的姓氏位于种加词之后，一般超过一个音节时要缩写，如Bunge缩写位Bge.。特别著名的植物分类学家可以只写其一个字母，如Linnaeus（林奈）缩写为L.。如果命名人为两人，则在两个人名中间加“et”（“和”）；如果作者多于两人，则用“etal”；有时两人名中间用“ex”，表示前一人是命名人，后一人是著文公开发表这个种的人。一般属名和种名用斜体书写，而命名人缩写用正体。在一些生态学的书籍中，命名人缩写通常被略去。国际植物命名法规（1）每种植物只能有一个合法的拉丁学名每种植物的拉丁学名包括属名和种加词，另加命名人名；一种植物如已见有两个或两个以上的拉丁学名，应以最早发表的，并且是按“法规”正确命名的名称为合理名称；一个属中的某一个种确应转移到另一属时，可以采用新属的属名，而种加词不变，原来的名称称为基本异名。如白头翁[Pulsatillachinensis(Bge.)Rgel]的基本异名为AnemonechinensisBge.原命名人的名字用加括号后移入新的名称种；国际植物命名法规（2）对于科或科以下各级新类群的发表，必须指明其命名模式，才算有效。模式标本是由命名人指定的，用作新种描述、命名和绘图的标本。学名的有效发表的条件是必须在出版的印刷品，并可通过出售、交换或赠送，到达公共图书馆或者至少一般植物学家能去的研究机构的图书馆。对不符合命名法规的名称，按理应不使用，但历史上惯用已久，可经国际植物学会议讨论通过作为保留名。例如某些科名词尾不是-aceae，如伞形科（Umbelliferae）也可写为Apiaceae，禾本科（Gramineae）也可写成Poaceae，豆科（Leguminosae）也可写成Fabaceae。国际植物命名法规（3）杂交种可以用两个种加词之间加×表示，如加拿大杨(Populusdeltoides×P.nigra)为三角杨（P.deltoides）和黑杨（P.nigra）之间的杂交种。但也可以另取一名，用×分开，如Populus×canadensis。栽培植物有专门的命名法规。基本方法是在种以上的分类单位与自然植物命名法相同，种下设品种（cultivar,cv.）。5.植物分类和鉴定的工具1.花黄色………………………………………………………………黄刺玫1.花紫红色、淡红色或白色…………………………………………22.叶两面无毛…………………………………………………………月季2.叶下面具毛…………………………………………………………33.叶上表面皱褶，下表面灰绿色……………………………………玫瑰3.叶上表面具疏柔毛，下表面颜色较浅……………………………蔷薇平行检索表检索表1.花紫红色、淡红色或白色…………………………………………22.叶下面具毛………………………………………………………33.叶上表面皱褶，下表面灰绿色…………玫瑰3.叶上表面具疏柔毛，下表面颜色较浅…蔷薇2.叶两面无毛……………………………………………………月季1.花黄色……………………………………………………………黄刺玫等距检索表学习植物的其它工具植物志：《中国植物志》、《中国树木志》、地方植物志图鉴：《中国高等植物图鉴》标本与标本馆植物形态学工具书：《图解植物学词典》（二）植物界的大类群1-2-1原核生物1-2-2真核藻类和真菌、地衣1-2-3苔藓和蕨类植物1-2-4种子植物植物门的划分植物界孢子植物（隐花植物）种子植物（显花植物）裸藻门绿藻门轮藻门金藻门甲藻门褐藻门蓝藻门细菌门粘菌门真菌门原核生物红藻门地衣门苔藓植物门蕨类植物门裸子植物门被子植物门真核生物低等植物（无胚植物）高等植物（有胚植物）一.原核生物单细胞生物，没有核膜包围核质，没有内质网膜，DNA未与蛋白质结合，是简单的环形分子，没有质体、线粒体等细胞器，细胞壁有非纤维素的另种多糖与氨基酸结合构成。（1）细菌门(SCHIZOMYCOPHYTA)细菌是最古老的也是最小的生物。细菌按形态特征区别出球菌、杆菌和螺旋菌，作用：很多种是严重影响人体和动物健康的异养型病菌，也有些种类是可以进行特殊的细菌光和作用或化能合成作用的自养型细菌。（2）蓝藻门1.蓝藻是一类细胞中含有叶绿素和蓝藻素，可进行光合作用的自养生物。有机体有单细胞的群体和多细胞丝状体等结构。2.分布很普遍，有些种类甚至出现于某些极端严酷的环境中。3.许多蓝藻能固定大气中的氮，当藻体死后释放出较多的含氮化合物，为其他植物提供氮肥(3)真菌1.体内不含可行光合作用的任何色素而为营腐生或寄生生活的异养生物。2.有机体大都是由多细胞生物的菌丝聚集在一起而形成的菌丝体。3.外表呈灰色黑色和色或红色等。4.大多数真菌的细胞壁是由几丁质（甲壳质）组成细胞内贮存的物质主要是脂肪和多糖。5.以各种孢子进行繁殖粘菌Molds地衣（4）动物界1.动物属于体内不含光合色素的真核一样生物。2.构成躯体的细胞没有细胞壁；体内的细胞因生理功能不同发生了分化，形成了许多组织，一定种类的组织联合起来司某种生理机能而成为器官，许多不同的器官再联合为器官系统。3.动物界的种类非常繁多形体结构与进化程度差异大，因此被划分为许多类群，其中主要有环节动物、软体动物、节肢动物、脊索动物。A.原生动物多为单细胞低等动物，生活在水、泥土或有机质丰富的地方。如：草履虫，变形虫。B．后生动物形体构造与进化程度差异极大。环节动物门蚯蚓、蚂蟥软体动物门蜗牛、河蚌节肢动物门虾、蟹各种昆虫脊索动物门鱼、蛙、蛇、鸟、人等各种哺乳动物第二节植物进化与地球环境地质年代时期纪同位素年龄（亿年）各类植物繁盛时期新生代第四纪　被子植物时代第三纪　中生代白垩纪晚　早　　裸子植物时代（共约1.4亿年）侏罗纪　三叠纪　古生代二叠纪晚　早　蕨类植物世代　（共约1.6亿年）石炭纪　泥盆纪晚　中　　裸蕨植物时代　早志留纪　　奥陶纪　寒武纪　　前寒武纪　　　　　元古代太古代0.0250.6511.361.902.252.402.803.453.653.954.3055.710182532藻菌时代（共28亿年）藻类时代细菌－蓝藻时代原核生物出现（35亿-32亿年前）生命起源（37亿-35亿年前）一.藻菌植物时代约太古代晚期至古生代志留纪改变大气组成－通过光合作用固定大气中的CO2，释出O2－开始形成臭氧层改变地球气候条件，全球性降温造成丰富多样的小生境为动、植物的分化奠定的基石。绿藻可能就是30万种现有高等植物的远祖累积有机质二.蕨类植物时代约志留纪末期至二叠纪植物离开大海，产生了以裸蕨为代表的第一批陆生植物蕨类植物向着发展孢子体的方向进化，苔藓植物却是朝着发展配子体的方向演进全球第一个成煤期三.裸子植物时代在石炭纪和二叠纪之交，地球自然环境发生变化，裸子植物在生存竞争中获得优势：－根系和维管束发达－叶片角质层发达－受精作用不再依赖水的存在中生代是裸子植物最繁盛的时期，为全球第二个成煤期更加适应陆地生活四.被子植物时代被子植物的发展与地球环境－晚白垩纪始，被子植物爆发－最发达，种类最多－被子植物形态的多样性是对自然环境广泛适应而产生多种变异的结果－与动物界，特别是昆虫动物的协同进化也是被子植物得以发展的重要原因之一四.被子植物时代被子植物系统进化的总趋势木本，多年生常绿具两性花、花部分离双被花虫媒花多雄蕊、雌蕊进化方向草本，一年生落叶具单性花、花部联合无被花风媒花少雄蕊、雌蕊五.地球－生命耦合系统植物界的发生、发展自始至终表现为从低级向高级，从简单到复杂的新陈代谢的过程生物圈和生命的历史是通过其不连续的化石数据识别的，这些不连续的变化在地球历史中同生物进化的新进出、新的生命栖息地形成和“生物大灭亡”密切相关。地球系统受生物过程和物理化学过程的动力学交互作用控制谢谢！