植物分类概述(1-3)

植物分类学的目的和任务

植物分类学(Plant taxonomy)是植物学中主要研究整个植物界不同类群的起源、亲缘关系以及进化发展规律的一门基础学科，也就是把极其繁杂的各种各样植物进行鉴定、分群归类、命名并按系统排列起来，以便于认识，便于研究和利用的科学。植物分类学是一门历史较长的学科。它是人们在识别植物和利用植物的实践中发展起来的。早期植物分类学只是根据植物的用途、习性、生境进行分类。到中世纪还仅根据植物的外部形态差异，区分种、属、科及科以上大单位的分类。随着科学的发展，逐渐开始考虑种、属、科之间的亲缘关系。 近代分类学的目的、任务可归纳如下三点：

1．“种”(Species)的记述与命名对于植物的个体间的异同进行比较研究，以类似的各个体归为“种”一级的分类群，编定其学名，井加以记述。这是分类学的第一个任务。以此作为植物学各学科或其他有关学科的基础。

2．建立自然分类系统 根据种间的亲缘关系的研究，确定属(genum)科(family)目(order)等大的分类等级，进而建立反映客观实际的植物自然分类系统。

3．探索“种”的起源与进化 通过生态学、植物地理学、古生物学、细胞遗传学、植物化学等学科的研究探索“种”的起源与进化。从而推定属、科等大的分类群的系统。

药学专业学习植物分类学的主要目的就是利用这门学科的科学知识和方法来识别药用植物，准确地区分近似种类和科学地描述其特征，澄清名实混乱，深入发掘和扩大中药资源，不断提高中草药的利用价值。掌握了植物分类的知识和方法，对于中草药的原植物鉴定是极其重要的工作，对中草药研究和生产和临床安全、有效用药均具重要意义。

植物分类的方法和系统

几千年来，人们在生活实践和生产斗争中观察了各种植物的形态、构造、生活史和生活习性等等，积累了很多知识，井进一步加以研究比较，找出它们的共同点和不同点。把很多具有共同点的种类归并成一个类群，又根据它们的差异分成若干不同的种类，按照等级顺序排列就形成分类系统。 植物的分类系统有人为分类系统(artificial system)和自然分类系统(natural system)。人为分类系统仅就形态、习性、用途上的不同进行分类，往往用一个成少数几个性状作为分类依据，而不考虑亲缘关系和演化关系。如我国明朝的李时珍(1518—1593)所著的《本草纲目》，就依据外形及用途分为草部、木部、谷藏部、果部、蔬菜部等5个部；瑞典的林奈根据雄蕊的有无、数目及着生情况分为24纲，其中l～23纲为显花植物(如一雄蕊纲、二雄蕊纲等)、第24纲为隐花植物，这种分类系统叫做生殖器官分类系统。上述二个系统，都是人为的分类系统。 为了某种应用上的需要，各种人为分类系统至今仍在使用，如经济植物学中往往以油料、纤维、香料、药用植物等进行分类。

自然分类系统或称系统发育分类系统(phylogenetic system)，自19世纪后半期开始，它力求客观地反映出自然界生物的亲缘关系和演化发展。现代被子植物的自然分类系统常用的有两大体系。一个是恩格勒(A．Engler)和勃兰特(K．Prantl)为代表的系统，另一个是哈钦松(J．Hutchinson)为代表的系统。两大系统所依据的理论原则均不相同。

植物分类的方法和系统

一、植物分类的方法

 ㈠人为分类方法

是人们按照自己的方便或按植物的用途，选择植物一个或几个特征作为标准进行分类，然后按照人为标准顺序排成的分类系统。

㈡自然分类方法

以植物的亲疏程度作为分类的标准。按照生物进化的观点，植物由于来自共同祖先而具有相似的遗传性，表现出形态、结构、习性等方面的相似。因此，根据植物相同点的多少就可判断它们之间亲缘上亲疏程度。这种根据亲缘关系进行分类的方法是自然分类方法。

被子植物的分类主要依据各种器官的形态特征，尤其是生殖器官的形态特征，因为花果的形态比较稳定，不易因环境的改变而产生变异。

二、植物的分类单位

依范围大小和等级高低，植物分类的各级单位依次是界、门、纲、目、科、属、种。每个等级内如果种繁多还可细分一个或二个次等级，如亚门、亚纲、亚目、亚科等。种以下可有亚种、变种和变型。

种是分类学上的基本单位，同种植物的个体起源于共同的祖先，具有相似的形态特征，能自然交配产生遗传性相似的后代，要求相同的生态环境条件，有一定的自然分布区。品种不是分类单位，不存在于野生植物中，是栽培学上的用法，相当于变种或变型。

在分类上，亲缘相近的种归类为属。相近的属归类为科，相近的科归类为目，以此上推直至把所有植物归类为植物界。

植物分类学发展概况

近几十年来，植物分类学运用了现代科学技术，得到了迅速发展，出现了许多新的研究方向和新的边缘学科，如实验分类学、化学分类学、细胞分类学、数值分类学等。特别是生物化学、分于生物学的发展以及对生命的基本物质核酸、蛋白质的深入研究，这些学科取得的成果，有力地推动了经典分类学不再满足于和停留在描述阶段而向着客观的实验科学发展。

1.实验分类学(Experimental Taxonomy) 是用实验方法研究物种起源、形成和演化的学科。经典分类学对种的划分，常不能准确地反映客观实际，忽视生态条件对一个物种的形态习性的影响。有些类型表现出许多形态变化，难以划分，这些问题有待从实验分类学的研究去解决。实验分类学的内容相当广泛，如改变生态条件进行栽培试验，以解决分类中较难划分的种类；物种的动态研究，探索一个种在它的分布区内，由于气候及土壤等条件的差异，所引起的种群变化，来验证过去所划分的种的客观性；细胞质及细胞核的移植，是加速人工控制物种发展的新途径，而基因移植又使实验分类学进入更高级阶段。

2.细胞分类学(Cytotaxonomy) 是利用染色体资科探讨分类学问题的学科。从20世纪3O年代初期起，就开始了细胞有丝分裂时染色体数目和形态的比较研究。染色体的数目在一个种内的各个植株通常是稳定的，到目前为止，约40％的有花植物已经作过染色体数目统计，利用这些资料已修正了分类学的错误。如芍药属(Paeonia)以前放在毛茛科中，但该属染色体基数 X＝5，个体较大，这和毛茛科多数属的基数很不相同，支持了许多分类学家结合其他特征，将芍药属从毛莫科中分出，独立为芍药科(Paeoniaceae)。细胞有丝分裂中期，染色体表现出典型形态，这是识别染色体个体性和研究整个细胞染色体组(核)型的适宜时期。一个个体或种的全部染色体的形态结构，包括染色体的数目、大小、形状、主缢痕和副缢痕等的总和称为染色体组型，亦称“核型”。一般认为不对称的核型是进化的。

3.化学分类学(Chemotaxonomy) 是利用化学特征来研究植物各类群间的亲缘关系，探讨植物界的演化规律，也可说是从分子水平上来研究植物分类和系统演化的一门学科。

植物化学分类学的主要研究任务是探索各分类等级(如门、纲、目、科、属和种等)所含化学成分的特征和合成途径；探索和研究各化学成分在植物系统中的分布规律以及在经典分类学的基础上，从植物化学组成所表现出来的特征，井结合其他有关学科，来进一步研究植物的系统发育。例如:

(l)甜菜拉因(betalain)是一类植物色素，它只分布在中央种子目(Centrospermae)中，而且与花色甙的分布互相排斥。该目包括商陆科、紫茉莉科、粟米草科、番杏科、仙人掌科、马齿苋科、落葵科、石竹科、藜科、苋科、刺戟草科。从形态上看，石竹科和粟米草科属于中央种子目，但它们均不含甜菜拉因而含花色甙，故植物分类学家认为应将石竹科和粟米草科分出来，另立石竹目。

(2)对人参属(Panax)的化学分类研究证明，人参属植物可分为两个类群：第一类群，根状茎短而通常直立，具胡萝卜状肉质根；种子大；在化学成分上所含三萜皂甙元以达玛烷型四环三萜为主；在地理分布上，表现了分布区狭小和间断分布的特点。是人参属的古老类群，如人参P. ginseng C. A. Mey.、西洋参P.quinquefolius L.、三七P.notoginseng (Burk.)F.H.Chen等是这一类型的代表植物。第二类群，根状茎长而匍匐，肉质根常不发达或无；种子较小；在化学成分上，所含三萜皂甙元以齐墩果烷型五环三萜为主；在地理分布上表现了分布区较广而连续的特点。是人参属的进化类群，代表植物如姜状三七P. zingiberensis C. Y. Wu et K. M. Feng 屏边三七P. stipuleanatus H.T.Tsai et K.M.Feng 竹节参P.japnicus C.A. Mey.及其变种狭叶竹节参P.japonicus C.A，Mey.var.angustifolius (Burk.) Cheng et Chun、珠子参P.japonicus C.A.Mey.var. major (Burk.) C.Y.Wu et K.M.Feng和疙瘩七P.japonicus C.A.Mey var.binnatifidus (Seem.) C.Y.Wu et K.M.Feng。

4.数值分类学(Numerical Taxonomy) 是由于近代科学技术发展，电子计算机在分类学中的应用而建立起来一门新兴的边缘学科。数值分类学以表型特征为基础，利用有机体大量性状(包括形态学的、细胞学的和生物化学等的各种性状)和数据，按一定的数学模型，应用电子计算机运算得出结果，从而作出有机体的定量比较，客观的反映出分类群之间的关系。例如根据选取人参属52个形态性状、细胞学性状和化学性状，对中国人参属10个种和变种进行数值分类学研究，进一步证明化学分类研究把人参属分为两个类群基本上是合理的。研究表明达马烷型皂甙的含量与根、种子和叶片的锯齿性状有密切关系。种子大、根肉质肥壮、叶片锯齿较稀疏，达玛烷型四环三萜含量就高。齐墩果酸型皂甙的含量与熟果具黑色斑点这一性状十分一致，与根状茎节间宽窄、花序梗长短(花序梗长与叶柄长之比)也有关。

以上这些新兴学科的形成和发展，越来越被植物分类学家所重视和应用，它对植物分类工作和药用植物的开发利用将起着重要作用。