生物分類學:基礎科學-中文百科頻道

概念

最流行的分類是五界系統。首先根據核膜結構有無，将生物分為原核生物和真核生物兩大類。原核生物為一界。真核生物根據細胞多少進一步劃分，由單細胞或多細胞組成的某些生物歸入原生生物界（Kingdom Protista）。餘下的多細胞真核生物又根據它們的營養類型分為植物界（Kingdom Plantae），光合自養；真菌界（Kingdom Fungi），腐生異養；動物界（Kingdom Animalia），異養。

五界系統反映了生物進化的三個階段和多細胞階段的三個分支，是有縱有橫的分類。它沒有包括非細胞形态的病毒在内，也許是因為病毒系統地位不明之故。它的原生生物界内容龐雜，包括全部原生動物和紅藻、褐藻、綠藻以外的其他真核藻類，包括了不同的動物和植物。

分類系統是階元系統，通常包括七個主要級别：界、門、綱、目、科、屬、種。種（物種）是基本單元，近緣的種歸合為屬，近緣的屬歸合為科，科隸于目，目隸于綱，綱隸于門，門隸于界。

随着研究的進展，分類層次不斷增加，單元上下可以附加次生單元，如總綱（超綱）、亞綱、次綱、總目（超目）、亞目、次目、總科（超科）、亞科等等。此外，還可增設新的單元，如股、群、族、組等等，其中最常設的是族，介于亞科和屬之間。

曆史

人類在很早以前就能識别物類，給以名稱。漢初的《爾雅》把動物分為蟲、魚、鳥、獸4類：蟲包括大部分無脊椎動物；魚包括魚類、兩栖類、爬行類等低級脊椎動物及鲸和蝦、蟹、貝類等，鳥是鳥類；獸是哺乳動物。這是中國古代最早的動物分類，四類名稱的産生時期看來不晚于西周。這個分類，和林奈的六綱系統比較，隻少了兩栖和蠕蟲兩個綱。古希臘哲學家亞裡士多德采取性狀對比的方法區分物類，如把熱血動物歸為一類，以與冷血動物相區别。他把動物按構造的完善程度依次排列，給人以自然階梯的概念。

17世紀末，英國植物學者雷曾把當時所知的植物種類，作了屬和種的描述，所著《植物研究的新方法》是林奈以前的一本最全面的植物分類總結，雷還提出“雜交不育”作為區分物種的标準。

近代分類學誕生于18世紀，它的奠基人是瑞典植物學者林奈。林奈為分類學解決了兩個關鍵問題：第一是建立了雙名制，每一物種都給以一個學名，由兩個拉丁化名詞所組成，第一個代表屬名，第二個代表種名。第二是确立了階元系統，林奈把自然界分為植物、動物和礦物三界，在動植物界下，又設有綱、目、屬、種四個級别，從而确立了分類的階元系統。

每一物種都隸屬于一定的分類系統，占有一定的分類地位，可以按階元查對檢索。林奈在1753年印行的《植物種志》和1758年第10版《自然系統》中首次将階元系統應用于植物和動物。這兩部經典著作，标志着近代分類學的誕生。

林奈相信物種不變，他的《自然系統》沒有親緣概念，其中六個動物綱是按哺乳類、鳥類、兩栖類、魚類、昆蟲、蠕蟲的順序排列的。拉馬克把這個颠倒了的系統撥正過來，從低級到高級列成進化系統。他還把動物區分為脊椎動物和無脊椎動物兩類，并沿用至今。

由于拉馬克的進化觀點在當時沒有得到公認，因而對分類學影響不大。直到1859年，達爾文的《物種起源》出版以後，進化思想才在分類學中得到貫徹，明确了分類研究在于探索生物之間的親緣關系，使分類系統成為生物系譜——系統分類學由此誕生。

基本内容

種和屬的學名後常附命名人姓氏，以标明來源，便于查找文獻。變種學名亦采取三名制，分類名稱要求穩定，一個屬或種（包括種下單元）隻能有一個學名。一個學名隻能用于一個對象（或種），如果有兩個或多個對象者，便是“異物同名”，必須于其中核定最早的命名對象，而其他的同名對象則另取新名。這叫做“優先律”，動物和植物分類學界各自制訂了《命名法規》，所以在動物界和植物界間不存在異物同名問題。“優先律”是穩定學名的重要措施。優先律的起始日期，動物是1758年，植物是1820年，細菌則起始于1980年1月1日。

鑒定學名是取得物種有關資料的手段，即使是前所未知的新種類，隻要鑒定出其分類隸屬，亦可預見其一定特征。分類系統是檢索系統，也是信息存取系統。許多分類著作，如基于區系調查的動植物志，記述某一國家或地區的動植物種類情況，作為基本資料，都是為鑒定、查考服務的。

物種指一個動物或植物群，其所有成員在形态上極為相似，以至可以認為他們是一些變異很小的相同的有機體，它們中的各個成員間可以正常交配并繁育出有生殖能力的後代，物種是生物分類的基本單元，也是生物繁殖的基本單元。

物種概念反映時代思潮。在林奈時代，人們相信物種是不變的，同種個體符合于同一“模式”。模式概念淵源于古希臘哲學的古老的概念，應用到整個分類系統，概念假定所有階元系統中的各級物類單元，都各自符合于一個模式。

物種的變與不變曾經是進化論和特創論的鬥争焦點，是勢不兩立的觀點。但是，分類學的事實說明，每一物種各有自己的特征，沒有兩個物種完全相同；而每個物種又保持一系列祖傳的特征，據之可以決定其界、門、綱目、科、屬的分類地位，并反映其進化曆史。

分類工作的基本内容是區分物種和歸合物種，前者是種級和種下分類，後者是種上分類。種群概念提高了種級分類水平，改進了種下分類，其要點是以亞種代替變種。亞種一般是指地理亞種，是種群的地理分化，具有一定的區别特征和分布範圍。亞種分類反映物種分化突出了物種的空間概念。

變種這一術語過去用得很雜，有的指個體變異，有的指群體類型，意義很不明确，在動物分類中已廢除不用。在植物分類中，一般用以區分居群内部的不連續變體。生态型是生活在一定生境而具有一定生态特征的種内類型，常用于植物分類。人工選育的動植物種下單元稱為品種。

由于種内、種間變異錯綜複雜，分類學者對種的劃分有時分歧很大。根據外部形态的異同程度作為劃分物種依據而劃分的稱為形态種，由于對各種形态特征的重要性認識不一，使劃分的種因人而異，尤其是分類學者對某些特征的“加權”常使它們比其他特征更具重要性，而造成主觀偏見。

一個物種或物類，以至整個植物界和動物界，都有自己的曆史。研究系統發育就是探索種類之間曆史淵源，以闡明親緣關系，為分類提供理論依據。盡管在分類學派中有綜合（進化）分類學、分支系統學和數值分類學三大流派，但在其基本原理上都有許多共同之處，不過各自強調不同的方面而已。

特征對比是分類的基本方法。所謂對比是異同的對比：“異”是區分種類的根據，“同”是合并種類的根據。分析分類特征，首先要考慮反映共同起源的共同特征。但有同源和非同源的不同。例如鳥類的翼和獸類的前肢是同源器管，可以追溯到共同的祖先，是“同源特征”。恒溫在鳥獸是各别起源，并非來自共同祖先，是“非同源特征”。系統分類采用同源特征，不取非同源性狀。

林奈把生物分為兩大類群：固着的植物和行動的動物。兩百多年來，随着科學的發展，人們逐漸發現，這個兩界系統存在着不少問題，但直到20世紀50年代，仍為一般教本所遵從，基本沒有變動。

最初的問題産生于中間類型，如眼蟲綜合了動植物兩界的雙重特征，既有葉綠體而營光合作用，又能行動而攝取食物。植物學者把它們列為藻類，稱為裸藻；動物學者把它們列為原生動物，稱為眼蟲。中間類型是進化的證據，卻成為分類的難題。

為了解決這個難題，在19世紀60年代，人們建議成立一個由低等生物所組成的第三界，取名為原生生物界，包括細菌、藻類、真菌和原生動物。這個三界系統解決了動植物界限難分的問題，但未被接受，整整100年後，直到20世紀50年代，才開始流行了一段時間，為不少教科書所采用。

生命的曆史經曆了幾個重要階段，最初的生命應是非細胞形态的生命，當然，在細胞出現之前，必須有個“非細胞”或“前細胞”的階段。病毒就是一類非細胞生物，隻是關于它們的來曆，是原始類型，還是次生類型，仍未定論。

從非細胞到細胞是生物發展的第二個重要階段。早期的細胞是原核細胞，早期的生物稱為原核生物（細菌、藍藻）。原核細胞構造簡單；沒有核膜，沒有複雜的細胞器。

從原核到真核是生物發展的第三個重要階段。真核細胞具有核膜，整個細胞分化為細胞核和細胞質兩個部分：細胞核内具有複雜的染色體裝置，成為遺傳中心；細胞質内具有複雜的細胞器結構，成為代謝中心。由核質分化的真核細胞，其機體水平遠遠高出于原核細胞。

從單細胞真核生物到多細胞生物是生命史上的第四個重要階段。随着多細胞體形的出現，發展了複雜的組織結構和器官系統，最後産生了高級的被子植物和哺乳動物。

植物、菌類和動物組成為生态系統的三個環節。綠色植物是自養生物，是自然界的生産者。它們通過葉綠素進行光合作用，把無機物質合成有機養料，供應自己，又供應異養生物。菌類是異養生物，是自然界的分解者。它們從植物得到食料，又把有機食料分解為無機物質，反過來為植物供應生産原料。動物亦是異養生物，它們是消費者，是地球上最後出現的一類生物。

即使沒有動物，植物和菌類仍可以存在，因為它們已經具備了自然界物質循環的兩個基本環節，能夠完成循環過程中合成與分解的統—。但是，如果沒有動物，生物界不可能這樣豐富多彩，更不可能産生人類。植物、菌類和動物代表生物進化的三條路線或三大方向。

具體分類

域

（英文：Domain）

（生物）

生物科學分類法中最高的類别。所有生物原分為兩域：沒有細胞核的生物（細菌和古細菌）被分入原核生物域，其他為真核生物域。1970年代Carl Woese發現細菌和古細菌應分為兩域，因在以下方面很不相同：

細胞壁結構和化學性質細胞膜結構新陳代謝功能原核生物

原核生物

（原核生物域）

原核生物是一些由無細胞核的細胞組成的單細胞或多細胞的低等生物。主要包括細菌、支原體和植物中的藍藻門。一般沒有細胞内膜，沒有染色體和細胞核膜。一般以為地球上最早的生命是原核生物，和現存的古細菌相似。原核生物化石已經在很老的岩石裡發現了。也曾有人說在一個火星來的隕石裡也發現了原核生物的化石，但是不很可信。

原核細胞基本上沒有膜包細胞器。

原核生物和真核生物的細胞壁：

⒈細菌細胞的質膜外有細胞壁,重量約占細胞幹重的10%～20%。其主要成分是肽聚糖。此外，有的細菌的細胞壁還有胞壁酸和特殊的脂類化合物。

細菌的細胞壁有以下功能：

⑴保護細胞，能承受相當大的壓力，如革蘭氏陽性菌，可承受2 kPa的壓力。還能使細菌細胞不會由于細胞質濃度較高而破裂。

⑵保持細胞的固有形态。

⑶有過濾作用，如相對分子質量大于10 000的物質就不能通過。

⑷可為某些細菌的鞭毛運動提供可靠的支點。

⒉藍藻的細胞壁的主要成分也是肽聚糖等，此外還含有氨基酸和胞壁肽氨基酸。

⒊真核生物植物細胞的細胞壁是具有一定硬度和彈性的固體結構。其主要成分是纖維素（在初生壁上還有半纖維素和果膠質），它形成了細胞壁的網狀框架。在電子顯微鏡下可以看到這種框架是由微纖絲系統組成。在完整的壁上，在微纖絲之間的空間，可以由其他物質所填充。

纖維素分子是由8 000～15 000個葡萄糖基（C6H10O5）通過糖苷鍵相互連接而成的多聚鍊，鍊間葡萄糖的羟基之間極易形成氫鍵。纖維素分子束聚集成為較大的單位──微纖絲，進而再聚集成較粗的纖絲──大纖絲。使得完整的纖維具有高度不溶于水的性質。使細胞壁牢固并具有一定形狀。

在細胞的生長分化過程中，細胞壁不僅可以擴展和加厚，并且可以由原生質（對植物細胞來說稱原生質體）合成一些物質滲入到纖維素的細胞壁框架内，因而改變細胞壁的性質，使細胞壁完成一定的功能。例如，纖維素細胞壁的框架中添加了木質素而木質化，就增加細胞壁的硬度，增強細胞的支持力量。又如，在表面細胞壁中添加了角質（脂類化合物），使角質化的細胞壁透水性降低，增強了細胞壁防止水分損失的作用。栓質化（栓質為脂類物質）的細胞壁，增強了不透水、不透氣的性能，增強了保護作用。水稻、小麥、玉米等作物的莖、葉表皮細胞發生矽質化（滲入了二氧化矽），使細胞壁硬度增加，加強了作物莖杆的支持作用，等等。細胞壁上有胞間連絲，這些胞間連絲較多地出現在細胞壁沒有加厚的位置上，這有利于細胞間的物質交換。

真核生物

（真核生物域）

真核生物是所有單細胞或多細胞的、其細胞具有細胞核的生物的總稱，它包括所有動、植物、真菌和被規入原生生物的單細胞生物。這些生物的共同點是它們的細胞内含有細胞核以及其它細胞器。此外它們的細胞具有細胞骨架來維持其形狀和大小。所有的真核生物都是從一個類似于細胞核的細胞（胚胎、胞子等）發育出來的。其它細胞中沒有細胞核的生物被通稱為原核生物。真核生物的另一個特點是它們的細胞在制造蛋白質時可以用同一段染色體制造不同的蛋白質。這個功能在術語中被稱為alternatives Splicing。

界

(Kingdom)

（生物）

很長一段時間裡界是生物科學分類法中最高的類别。一開始人們隻分動物和植物兩界。微生物被發現後它們長時期被分入動物或植物界：好動的微生物被分入動物界，有色素（藻類）的或細菌被分為植物。有些甚至被同時放入兩界。

後來沒有細胞核的細菌被獨立為一界，再後來真菌被分出植物界，也成為獨立的一界。最後自立為界的是古細菌。

最新的基因研究發現這種分類法并不十分正确。因此人們引入了域作為生物最高的類别。現有的生物被分入真核生物域或原核生物域，沒有細胞核的生物（細菌和古細菌）被分入原核生物。隻有在真核生物中還有界的分法。真核生物中分四個界：原生生物界、真菌界、植物界和動物界。

動物

（動物界）

動物是相對于植物的生物。動物不能以光合作用來生存，隻能靠吃植物或其他動物。一般口語中指的動物是所有不是人的動物，其實人類也是動物界的一種種類。

一般以為最早的動物是在4.5億-5億年前出現的。海綿動物門出現比較早，和别種大不一樣。海綿有不同種類的細胞，但是細胞不分組為不同功能。

哺乳動物是脊椎動物亞門下的一個綱，其拉丁文學名是Mammalia，其含意是乳房的意思。中文學名稱為哺乳綱。除六種最原始的哺乳動物外所有的哺乳動物都是直接生仔的。全世界一共有估計4000種左右哺乳動物。

植物界

植物比我們看上去要更難下一個準确的定義。雖然植物學家表述了一個植物界，但是定義植物界的界限要比通常的"植物"的定義要困難的多。我們試圖把植物理解成一種多細胞的、真核的有機物，沒有感覺器官以及自主運動并由根、莖和葉組成（如果完整的話）。但是，從生物學上，隻有導管植物有"根、莖和葉"。但是公平一點說，導管植物也是我們每天都接觸到的植物。

真菌界

粘菌門真菌界粘菌綱集孢粘菌綱根腫菌綱真菌門藻狀菌綱子囊菌綱擔子菌綱半知菌綱

林奈氏分類系統

知識存在于比較分類之間。對生物的分類叫做系統學（systematics）或分類學（taxonomy），這種分類應該反映不同生物體間的進化樹關系（evolutionary tree）。分類學把生物劃分為不同的群，而系統學試圖尋找生物之間的關系。占主導地位的分類法是林奈氏分類系統（Linnaean），它包括一個屬名和種加詞。關于如何為生物命名的原則有很多國際協議，例如《國際植物命名法規》（International Code of Botanical Nomenclature，簡稱ICBN）、《國際動物命名法規》（International Code of Zoological Nomenclature，簡稱ICZN）以及《國際細菌命名法規》（International Code of Nomenclature of Bacteria，簡稱ICNB）。第四版的生物命名法規（BioCode）草案在1997年出版，它試圖在三個領域标準化命名，但還沒有被正式采納。《國際病毒命名和分類法規》（International Code of Virus Classification and Nomenclature，簡稱ICVCN）是不屬于生物命名法規的。

生物分類學

傳統上，生物被劃分為五界，它是由Sahn等于1949年提出的：

原核生物界——原生生物界——真菌界——植物界——動物界

Copeland提出過四界說：

菌界（細菌和藍藻）——原生生物界——植物界——動物界

也有人使用三域說。這種分類方法反映了細胞是否有核以及細胞膜和細胞壁的差異。

古細菌——真性細菌——真核生物

區别生物和非生物是困難的，因為存在一些細胞内的"寄生蟲"（即"病毒"），而它們在細胞外并不表現出活躍的生命形式。

病毒——類病毒——朊病毒

在生物學中，雙名法是為生物命名的标準。正如"雙"所說的，為每個物中命名的名字有兩部分構成：屬名和種加詞。屬名通常大寫，種加詞則不用。在印刷時使用斜體。例如：Homo sapiens。通常屬名可以縮寫，例如E. coli。屬名通常使用拉丁文名詞，如果引用其它語言的名詞，則必須拉丁化。種加詞大多為形容詞，也可以為名詞的所有格或為同位名詞。當形容詞作種加詞時，要求其性、數、格與屬名一緻。例如闆栗Castanes millissima BL.,Castanes 栗屬（陰性、單數、第一格）。

這個命名法的好處是，即使在不同的語言中一個物種有很多不同的命名，但是它們在科學上的命名都是唯一一緻的。最理想的情況是，科學家在向其他科學家描述他們的工作時可以準确明白的表達他們想表達的物種。命名法試圖穩定物種的命名，但是事實上并不是這樣的：一些物種根據不同的分類法的不同分類和位置存在有幾個名字，這取決于不同的看法。傳統的可以根據命名法，新的發現可以根據分子系統發生。

林奈發明了這種分類，但是一個普遍的誤解是他發明了雙名法。事實上這個命名法可以上溯到Bauhins。林奈隻是把它普及開來。

生物主要分類等級是門（phylum）、綱（class）、目（order）、科（family）、屬（genus）、種（species）。種以下還有亞種（subspecies，縮寫成subsp.），植物還有變種（variety，縮寫成var.）。有時還有一些輔助等級，實在主要分類等級術語前加前綴超（super-）、亞（sub-）.在亞綱、亞目之下有時還分别設置次綱（infraclass）和次目（infraorder）等。

以大家熟知的Felis domesticus（家貓）這一種的名稱為例，其分類系統和名稱如下：

界 Animalia 動物界

門 Chordata 脊索動物門

亞門 Vertebrata 脊椎動物亞門

綱 Mammalia 哺乳綱

目 Carnivora 食肉目

科 Felidae 貓科

屬 Felis 貓

種 Felis domesticus 家貓

研究領域

生物分類學是研究生物分類理論和方法的學科。

它包括分類、命名和鑒定三個領域。分類是根據生物的相似性和親緣關系，将生物歸入不同的類群（分類單元）；命名是根據國際生物命名法給生物分類單元以科學的名稱；鑒定則是确定一種生物屬于已經命名的分類單元的過程。因此，概括來說，生物分類學是對各類生物進行鑒定、分群歸類，按分類學準則排列成分類系統，并對已确定的分類單元進行科學命名的學科。其目的是探索生物的系統發育及其進化曆史，揭示生物的多樣性及其親緣關系，并以此為基礎建立多層次的、能反映生物界親緣關系和進化發展的“自然分類系統”。這樣就有利于人們認識生物，了解各個生物類群之間的親緣關系，從而掌握生物的生存和發展規律，為更廣泛、更有效地保護和利用自然界豐富的生物資源提供方便。

生物分類學研究生物類群間的異同以及異同程度，闡明生物間的親緣關系、進化過程和發展規律。