分類學(生物學)

生物學中,分類學(來自古希臘語 τάξις 出租車 “安排”,然後 -νομία (-Nomia)方法”)是基於共同特徵的生物生物體的命名,定義(限制)和分類的科學研究。有機體分為分類單元(單數:分類單元),並將這些群體列為分類學等級;可以匯總給定等級的組以形成更高排名的更具包容性的群體,從而創建分類學層次結構。現代用途的主要等級是王國(有時在植物學代替門中使用),階級秩序家庭物種。瑞典植物學家Carl Linnaeus被認為是當前分類學系統的創始人,因為他開發了一種被稱為Linnaean分類法的排名系統,用於對生物體進行分類和二項式命名法,以命名生物體。

隨著理論,生物系統學的數據和分析技術的進步,Linnaean系統已轉變為現代生物學分類系統,旨在反映生物和滅絕的生物體之間的進化關係。

定義

分類學的確切定義因來源而異,但該學科的核心仍然存在:生物群的構想,命名和分類。作為參考,分類法的最新定義如下:

  1. 將個體分組為物種,將物種分為較大的群體並給出這些群體名稱的理論和實踐,從而產生分類。
  2. 一個科學領域(以及系統的主要組成部分),其中包括描述,標識,命名和分類
  3. 分類科學,在生物學上,將生物的佈置分類
  4. “適用於活生物體的分類科學,包括研究物種形成等。”
  5. “出於分類目的對生物的特徵的分析”
  6. “系統學研究的系統發育,以提供可以轉化為分類學領域的分類和名稱的模式”(被列為理想但不尋常的定義)

各種定義將分類法作為系統學的子區域(定義2),反轉(定義6),或者似乎考慮了兩個術語的同義詞。關於生物命名法是分類法(定義1和2)還是在分類法之外的系統學的一部分存在分歧。例如,定義6與以下對系統的定義配對,該定義將命名法以外的分類法放置:

  • 系統學:“對生物體的識別,分類學和命名法的研究,包括生物在自然關係以及變異和研究分類的發展方面的分類”。

1970年,Michener等。定義的“系統生物學”和“分類法”(通常是混淆和互換使用的術語)相對於彼此相關的:

系統生物學(以下稱為簡單系統學)是(a)為生物提供科學名稱的領域,(b)描述它們,(c)保留它們的集合,(d)為生物體提供分類,以識別其識別和鑰匙(e)研究其分佈的數據,研究了他們的進化歷史,(f)考慮了它們的環境適應。這是一個悠久歷史的領域,近年來,這是一個顯著的文藝復興時期的,主要是關於理論內容的。理論材料的一部分與進化區(上面的主題E和F)有關,其餘的尤其與分類問題有關。分類法是與主題有關的系統學的一部分(a)至(d)。

一組術語,包括分類學,系統生物學,系統學,科學分類,生物學分類和系統發育學有時具有重疊的含義 - 有時是相同的,有時略有不同,但總是相關和相交。這裡使用了“分類法”的最廣泛含義。該術語本身是由De Candolle於1813年在他的Théorieélémentairede la Botanique引入的。約翰·林德利(John Lindley)在1830年提供了對系統學的早期定義,儘管他寫了“系統的植物學”,而不是使用“系統學”一詞。歐洲人傾向於將術語“系統學”和“生物系統學”用於整個生物多樣性研究,而北美人則更頻繁地使用“分類法”。但是,分類法,尤其是α分類法,更具體地說是生物體的識別,描述和命名(即,命名),而“分類”著重於將生物體放置在層次群中,以顯示其與其他生物體的關係。

專著和分類修訂

分類學修訂分類學評論是對特定分類單元中變異模式的新分析。該分析可以基於各種可用字符的任何組合,例如形態學,解剖學孢粉學生化遺傳專著或完整的修訂是對特定時間和全世界提供的信息的分類單元的全面修訂。其他(部分)修訂可能會受到限制,因為它們只能使用一些可用的字符集或具有有限的空間範圍。修訂會導致對研究分類單元中的子taxa之間關係的構象或新見解,這可能會導致這些子taxa的分類,新的子tapaxa的鑑定或以前的子及稅的合併發生變化。

分類字符

分類學特徵是可用於提供分類的分類屬性,這些屬性可以從分類單元之間推斷出關係(系統發育)的證據。種類的分類字符包括:

alpha和beta分類學

α分類法”一詞主要用於指查找,描述和命名分類單元,尤其是物種的紀律。在較早的文獻中,該術語具有不同的含義,指的是形態分類法和在19世紀末的研究產物。

威廉·伯特拉姆·圖里爾(William Bertram Turrill)在1935年和1937年發表的一系列論文中介紹了“阿爾法分類法”一詞,他討論了分類學紀律的哲學以及可能的未來方向。

...分類學家之間越來越多的願望從更廣泛的角度考慮他們的問題,以調查與他們的細胞學,生態和遺傳學同事更緊密合作的可能性,並承認某些修訂或擴張,也許是一種急劇的性質,也許是一種急劇在他們的目標和方法中,可能是可取的... Turrill(1935)建議,在接受基於結構的較舊的寶貴分類學,並方便地指定為“ alpha”,但可以瞥見基於遙遠的分類法盡可能廣泛的形態學和生理事實的基礎,即即使是與憲法,分區,分區,起源和其他分類學群體相關的所有觀察和實驗數據的位置”。可以說,理想永遠無法完全實現。但是,它們具有充當永久興奮劑的巨大價值,如果我們有一些甚至模糊的“歐米茄”分類法的理想,那麼我們可能會沿著希臘字母稍微發展。我們中有些人以為我們現在正在摸索“ beta”分類法,請我們自己。

因此,Turrill明確排除了他在整個分類學中包括的各個研究領域,例如生態學,生理學,遺傳學和細胞學。他進一步排除了從α分類法中的系統發育重建。

後來的作者從不同的意義上使用了該術語,意味著使用任何可用的調查技術,包括複雜的計算或實驗室技術,對物種的劃定(不是其他等級的亞種或分類劃分)。因此,恩斯特·梅爾(Ernst Mayr)在1968年將“ β分類法”定義為等級的分類高於物種。

對變異和相關物種群體的進化起源的生物學意義的理解對於第二階段的分類活動,將物種分為親戚群(“分類”)及其在層次結構的層次結構中的排列更為重要。更高的類別。該活動是分類術語所表示的;它也稱為“ beta分類法”。

微橫學和宏觀學

在特定的生物體中應定義物種會導致實際和理論問題,這些問題稱為物種問題。決定如何定義物種的科學工作稱為微X型。從擴展過程中,宏觀的研究是對較高分類學等級及以上的群體的研究,或者只是在包含多個分類單元的進化枝中,以系統發育命名法表示。

歷史

儘管對分類歷史的一些描述試圖將分類學與古代文明約會,但直到18世紀的真正科學嘗試對生物進行分類才發生,除了亞里士多德外,他的作品暗示了分類法。早期的作品主要是描述性的,並專注於在農業或醫學中有用的植物。

這種科學思維有許多階段。早期分類法是基於任意標準的,即所謂的“人造系統”,包括林奈斯( Linnaeus )對植物的性分類系統(Linnaeus的1735年動物分類為“ Systema Naturae ”(“自然系統”),這意味著這意味著,這意味著這意味著至少他認為這不僅僅是一個“人造系統”)。

後來,系統基於對分類單元的特徵的更全面考慮,稱為“自然系統”,例如De Jussieu (1789),de Candolle(1813)和Bentham and Hooker (1862-1863)的系統。這些分類描述了經驗模式,並且在思維方面是進化的

查爾斯·達爾文(Charles Darwin)關於物種起源的出版(1859年)為基於進化關係提供了新的分類解釋。從1883年開始,這就是植物系統的概念。這種方法是Eichler (1883)和Engler (1886- 1892)的方法。

1970年代的克拉迪主義方法的出現導致基於同形存在支持的唯一標準,從而實現了分類。從那時起,證據基礎已從分子遺傳學的數據擴展,這些分子遺傳學在很大程度上補充了傳統的形態

前納米

早期分類學家

命名和分類人類環境可能始於語言的開始。將有毒植物與可食用植物區分開是人類社區生存不可或缺的一部分。 c。公元前1500年,表明對不同物種的使用已被理解,並且已經存在基本的分類法。

遠古時代

Song Dynasty Painter Huang Quan (903–965)的稀有動物的描述(寫生珍禽圖)

萊斯博斯島(Lesbos )居住期間,亞里士多德Greece ,384 - 322年)首先將生物體分類。他按照自己的各個部分或現代屬性將生物分類,例如活出生,有四個腿,產卵,血液或溫暖。他將所有生物分為兩組:植物動物

他的一些動物(例如Anhaima (沒有血液的動物,被翻譯為無脊椎動物)和Enhaima (有血液的動物,大致是脊椎動物),以及鯊魚鯨類等群體,通常使用。

他的學生Theophrastus (希臘,公元前370 - 285年)採用了這一傳統,提到了約500種植物及其在他的歷史植物中的用途。幾個植物可以追溯到theophrastus,例如山脈鱷魚水仙

中世紀

中世紀的分類學主要基於亞里士多德製度,並增加了有關生物的哲學和存在順序。這包括諸如西方學術傳統的偉大鍊條之類的概念,最終來自亞里士多德。

由於當時缺乏顯微鏡,亞里士多德系統沒有對植物或真菌進行分類,因為他的想法是基於單個連續性的整個世界,就像Scala Naturae (自然階梯)一樣。這也是在偉大的存在鏈中考慮的。

ProcopiusGaza的TimotheosDemetrios PepagomenosThomas Aquinas等學者取得了進步。中世紀的思想家使用的抽象哲學和邏輯分類更適合抽象哲學,而不是務實的分類法。

文藝復興和早期現代

文藝復興時期和啟蒙時代,對生物的分類變得更加普遍,分類工程變得雄心勃勃,足以替代古代文本。有時將其歸功於復雜的光學鏡頭的發展,這使得有機體的形態得以更加詳細地研究。

意大利醫師安德里亞·塞薩爾皮諾(Andrea Cesalpino )(1519–1603)是最早利用這一技術飛躍的作者之一,他被稱為“第一分類學家”。他的巨人植物植物於1583年發行,描述了1500多種植物。他首先認識的兩個大型植物家庭正在使用:蘆絲胸腺科

在17世紀,約翰·雷(John Ray )(英格蘭,1627年至1705年)撰寫了許多重要的分類工作。可以說,他最大的成就是Madionus Plantarum Nova (1682),他在其中發表了超過18,000種植物物種的詳細信息。當時,他的分類也許是任何分類學家最複雜的,因為他基於許多組合角色。

下一項主要的分類工作是由約瑟夫·皮頓·德·杜尼福特( Joseph Pitton de Tournefort )(法國,1656– 1708年)製作的。他的工作從1700年起, Rei Herbariae機構在698屬中包括9000多種,這直接影響了Linnaeus,因為這是他用作年輕學生的文本。

Linnaean時代

Systema Naturae的標題頁,萊頓,1735年

瑞典植物學家卡爾·林納(Carl Linnaeus )(1707–1778)迎來了一個新的分類學時代。他的主要作品Systema Naturae於1735年第1版,1753年的物種PlantarumSystema Naturae第10版,他徹底改變了現代分類法。他的作品為動物和植物物種實施了標準化的二項式命名系統,事實證明,這是對混亂和混亂的分類學文獻的優雅解決方案。他不僅引入了階級,秩序,屬和物種的標準,而且還可以通過使用花朵的較小部分(稱為Linnaean系統)來識別他的書中的動植物和動物。

動植物分類學家將Linnaeus的工作視為有效名稱的“起點”(分別為1753年和1758年)。在這些日期之前發表的名稱被稱為“前奈德”,而無效(除了在Svenska Spindlar中發表的蜘蛛)。甚至在這些日期之前,林奈本人發表的分類名稱也被認為是前期的。

分類學的數字時代

現代分類法受到DNA測序生物信息學數據庫成像等技術的嚴重影響。

現代分類系統

脊椎動物在班級水平上的演變,紡錘體的寬度表示家庭數量。紡錘圖是進化分類法的典型特徵
相同的關係,表示為典型的分子

Linnaeus對動植物的分類指定了嵌套組內的組模式,這些模式開始被表示為18世紀末的動物和植物王國樹突圖,恰好是在查爾斯·達爾文(Charles Darwin)的物種起源之前出版了。 “自然系統”的模式並不需要產生過程,例如進化,但可能暗示了這一過程,激發了早期跨越的思想家。在探索物種轉變想法的早期作品中,伊拉斯mus darwin (查爾斯·達爾文的祖父的祖父) 1796ZoönomiaJean-Baptiste Lamarck哲學動物學雜誌,1809年。這個想法在盎格魯世界中受到了宣傳,但廣泛閱讀了徒步旅行。羅伯特·錢伯斯(Robert Chambers)於1844年匿名出版了《創造的自然歷史》

有了達爾文的理論,人們普遍接受的是,分類應反映出達爾文普通下降原則。生命形象的樹在科學著作中變得很流行,知名的化石群體成立。與化石祖先相關的第一批現代群體之一是鳥類。托馬斯·亨利·赫x黎(Thomas Henry Huxley)使用當時新發現的化石和赫斯佩雷尼斯Hesperornis)的化石,宣布他們是從恐龍(Dinosaurs)演變而來的,恐龍(Dinosaurs)是由理查德·歐文(Richard Owen)在1842年正式命名的。由此產生的描述,恐龍的描述是“引起”或成為“或者是”的祖先。 “鳥類,是進化分類思維的重要標誌。隨著在19世紀末和20世紀初發現和認可越來越多的化石群體,古生物學家通過將已知的群體聯繫在一起,致力於通過年大而多年來了解動物的歷史。隨著1940年代初期的現代進化綜合,對主要群體的演變的基本現代理解已經存在。由於進化分類法是基於Linnaean分類學等級的,因此這兩個術語在現代使用中基本上是可以互換的。

自1960年代以來,出現了cladistic方法。 1958年,朱利安·赫x黎(Julian Huxley)使用了該術語。後來,1960年,該隱和哈里森介紹了Cladistic一詞。顯著特徵是在分層進化樹中安排分類單元,而所有命名分類群都是單一的。如果包含所有祖先形式的後代,則稱為單系。從中取出的後代組的組稱為銷食,而代表生命樹的一個以上分支的組稱為多形屬性。基於共享的派生性格狀態,識別和診斷單系組。

包裝分類與傳統的Linnean分類法和動物學植物命名法的守則兼容。已經提出了一種替代術語系統,即國際系統發育命名法門將的守則,它調節了進化枝的正式命名。 Linnaean等級是可選的,並且在Thyocode下沒有正式的站立,這旨在與當前基於等級的代碼共存。雖然在過去的幾十年中,系統發育命名法的流行穩步增長,但大多數係統主義者最終是否最終會採用門尾,還是繼續使用當前使用的命名系統(可以修改,但可以說,但可以說,這仍然有待觀察正如某些系統主義者希望的那樣)超過250年。

王國和領域

現代分類的基本方案。可以使用許多其他級別;生命中最高水平的領域是新的和有爭議的。

在發現卡爾·林納(Carl Linnaeus)(植物學)動植物之前,就被視為單獨的王國。 Linnaeus將其用作最高等級,將物理世界分為蔬菜,動物和礦物王國。隨著顯微鏡的進步使微生物的分類成為可能,王國的數量增加了,五個王國和六殺手系統是最常見的。

是一個相對較新的分組。卡爾·沃斯(Carl Woese )的三域系統於1977年首次提議,直到後來才被接受。三域方法的一個主要特徵是古細菌細菌的分離,以前被分為單個王國細菌(王國有時也稱為Monera ),用於所有細胞含有核的生物體的真核生物。少數科學家包括第六個王國,即古細菌,但不接受域方法。

2002年,托馬斯·弗里爾·史密斯(Thomas Cavalier-Smith)廣泛發表了關於生物的分類的人,他提出,將古細菌和歐洲族人組合在一起的那個部門將從細菌中進化,更準確地說是從放線症中演變的。他的2004年分類將考古細菌視為王國細菌的子殖民地的一部分,即,他完全拒絕了三域系統。 Stefan Luketa在2012年提出了一個五個“ Dominion”系統,並在傳統的三個領域中加入了Prionobiota細胞和無核酸)和病毒Bobiota (無核酸但帶有核酸)。

最近的全面分類

許多單個有機體組存在部分分類,並在新信息可用時進行修訂和替換;但是,大多數或所有生活的全面,出版的治療方法都稀有。最近的例子是Adl等人,2012年和2019年,該示例僅涵蓋了真核生物,僅著重於生物,Ruggiero等人,2015年,涵蓋了真核生物和原核生物的秩序,儘管兩者都排除了化石代表。單獨的彙編(Ruggiero,2014年)涵蓋了家族等級的現存分類單元。其他,數據庫驅動的治療方法包括生命百科全書全球生物多樣性信息設施NCBI分類學數據庫海洋和非海洋屬的臨時登記冊開放的生命之樹以及生活目錄古生物學數據庫是化石的資源。

應用

生物分類學是生物學的一個子學科,通常由稱為“分類學家”的生物學家實踐,儘管熱情的博物學家也經常參與出版新分類單元。由於分類法旨在描述和組織生活,因此分類學家進行的工作對於研究生物多樣性和由此產生的保護生物學領域至關重要。

分類生物

生物分類是分類過程的關鍵組成部分。結果,它告訴用戶假設分類單元的親屬是什麼。生物學分類使用分類學等級,包括(包括最包含在內至最少包含在內):王國,門,階級階級秩序家庭,種,物種菌株

分類描述

Nepenthes Smilesii類型樣本,一種熱帶投手植物

分類單元的“定義”被其描述或診斷或兩者結合封裝。沒有關於分類單元定義的設定規則,但是新分類單元的命名和發布受一組規則的管轄。在動物學中, 《國際動物學命名法》ICZN守則)對更常用的等級的命名法超家族亞種)進行了調節。在植物學真菌學植物學領域,分類單元的命名受藻類,真菌和植物( ICN的國際命名法(ICN)的約束。

分類單元的初始描述涉及五個主要要求:

  1. 必鬚根據拉丁字母的26個字母(新物種的二項式,或其他等級的非單詞)給予分類單元的名稱。
  2. 該名稱必須是唯一的(即不是同型)。
  3. 該描述必須基於至少一個帶有名稱類型的樣品
  4. 它應包括有關適當屬性的陳述,要么描述(定義)分類單元或將其與其他分類單元區分開(診斷, ICZN代碼,第13.1.1條, ICN ,第38條,可能基於形態學或可能不是基於形態學)。這兩個代碼都故意將定義分類單元(其限制)內容的內容分開,而不是定義其名稱。
  5. 前四個要求必鬚髮表在可作為永久科學記錄中的許多相同副本中獲得的作品中發表。

但是,通常包括更多信息,例如分類單元的地理範圍,生態票據,化學,行為等。研究人員如何到達他們的分類單元有所不同:取決於可用數據和資源,方法因簡單的定量定性而異比較引人注目的特徵,以詳細的計算機分析大量的DNA序列數據。

作者引用

可以在科學名稱之後放置“權威”。權威是首先有效出版該名稱的科學家或科學家的名字。例如,1758年,林奈(Linnaeus)給亞洲大象提供了科學名稱Elephas Maximus ,因此該名稱有時被寫成“ Elephas Maximus Linnaeus,1758年”。作者的名稱通常被縮寫:通常使用縮寫L. ,用於linnaeus 。實際上,在植物學中,有一個規範的標準縮寫清單(請參閱作者縮寫的植物學家清單)。分配當局的系統在植物學動物學之間略有不同。但是,這是標準的,如果自從原始描述以來,物種的屬已被更改,則將原始權限的名稱放在括號中。

現場

系統發育和幻想(基於特徵)概念的比較

在術中,也稱為類似圖像測量法或數值分類法中,無論其係統發育或進化關係如何,都會根據整體相似性進行分類。它導致了分類單元之間的高幾何“距離”度量。在現代中,候位方法已經變得相對罕見,在很大程度上被覆蓋分析所取代,因為候位方法沒有區分共享祖先(或多)特徵與共享的(或副態)性狀。但是,某些現象方法(例如鄰居加入)已經持續存在,因為當更高級的方法(例如貝葉斯推論)在計算機上的快速估計量在計算上太昂貴。

資料庫

現代分類法使用數據庫技術來搜索和目錄分類及其文檔。儘管沒有常用的數據庫,但仍有綜合數據庫,例如《生命目錄》 ,它試圖列出每個有記錄的物種。截至2016年4月,該目錄列出了所有王國的164萬種物種,聲稱覆蓋了現代科學已知的估計物種中四分之三以上。

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