植物笔记【004】
我家屋顶花园里渐渐地种植了不少植物,我又喜欢植物摄影,于是对植物的名称、种类、产地、培植等,产生了兴趣。目前公认自然界有50万种左右植物,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。那么植物又是如何分类的?
我从网络书刊中去查询一些植物分类知识,但说法不一,让自己陷入了困惑之中。经过一段时间的学习、分析和研究,我渐渐对植物分类有了些理解。其实对植物进行分类,与人类认识和利用植物的历史一样悠久。在不同历史时期及不同的国家,东西方由于认识水平的不同,对植物分类的出发点和方法也不同,所以出现了不同的分类系统。对植物分类的不同,也就是这个原因。
综合国内外植物分类学,我们可将植物分类的历史划分为三个时期,即人为分类阶段、自然分类阶段、系统发育分类。
人为分类阶段(——1830),代表人物为李时珍、Theophrastus、林奈。
自远古时期至1830年左右,人类对植物的认识主要是从用、食、药开始,给植物以俗名,这一阶段称为人为分类阶段,也可理解为民间分类学或本草学阶段。
在中国,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。
中国古代的这种植物分类方法,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。
应该坦然地承认,在这同一阶段,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,就已经著有《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。要比中国古代的药书《神农本草经》详尽多了。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。
国际上公认林奈为首创双名法(binomial nomenclature) 的学者,并以其在1753年发表的Species
Plantarum 一书所载的植物全用双名法为起点。凡此书已命名的植物均为有效名。
毫无疑问,西方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。
机械分类阶段(1763——1920) ,代表人物亚当森、裕苏、拉马克、德堪多、本瑟姆、虎克。
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。
自17世纪以来,植物的形态解剖特征逐渐被西方人认识,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。
系统发育分类(1883——),代表人物艾希勒、恩格勒、哈钦松、塔赫他间、克朗奎斯特、佐恩、诺·达格瑞、斯特宾斯、田村道夫。
在达尔文(1859)的进化论在《物种起源》上发表了之后,植物学家提出来植物分类要考虑植物之间的亲缘关系。系统发育分类基于这样一种思想:现代的植物都是从共同的祖先演化而来的,彼此间都有或近或远的亲缘关系,关系越近,则相似性越多,它能够较彻底地说明植物界发生发展的本质和进化上的顺序性。但是,由于古代植物早已灭绝,化石资料残缺不全,新的物种不断被发现等原因,使自然分类法里面也带进了不少人为因素。
从具体操作来说,目前采用的通常是比较形态分类,即通过比较组成植物的各器官的形态特征进行区分。花的特征是最主要的区分标志。由于认识上的差异,出现了数十个植物分类系统,比较著名的有恩格勒(Engler)系统和哈钦松(Hutsinson)系统,分别代表“假花”学派和真花学派。
恩格勒系统认为葇荑花序类植物(即木本植物种花单性、无花被、有葇荑花序者,如杨柳科)为双子叶植物种的原始类型,这一观点目前为许多学者所反对。恩格勒系统的使用时间长、影响较大,许多国家的大的植物标本室和植物志仍然按照恩格勒系统编排。
哈钦松系统认为单性花比两性花要进化,木兰目是最原始的被子植物。现在多数学者接受这一观点。但该系统将双子叶植物分为木本支和草本支两大类,这一点在现在看来是完全错误的。
这两个系统的提出分别在19世纪末和20世纪早期。在20世纪50年代以来,由于植物学各分支学科的发展,给植物分类学提供了更多证实亲缘关系的证据,因而出现了很多更符合自然的系统,主要有前苏联植物分类学家塔赫他间(A. Takhtajan)系统和美国纽约植物园前主任柯朗奎斯特(A. Cronquist)系统。Cronquist系统在各级分类系统的安排上较前几个分类系统更为合理,科的范围较适中,有利教学,在20世纪后期的教材种较多使用。
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