標籤:分類動物

動物學的一個分支學科。它主要研究動物的種類、種類之間的親緣關係、動物界起源和演化等。主要根據自然界動物的形態、身體內部構造、胚胎髮育的特點、生理習性、生活的地理環境等特徵,進行綜合研究,將特徵相同或相似的動物歸為一類,給它們命名,這就是動物分類學所研究的內容。 分為脊索動物門與無脊柱動物門。

1研究內容

探索淵源、建立"家譜"
動物分類不僅從動物種類彼此間內、外部形態特徵上的差異進行鑒定、命名,而且重要的是從它們彼此在內、外部形態特徵上的相同和相異的程度,來研究動物種與種之間的關係。從而建立反映它們系統發展、親疏遠近的「家譜」——親緣關係,並能反映它們進化的過程和趨向。
要說清楚這一問題,就得從物種起源和進化談起。大家可知道,物種是如何起源,如何進化的呢?是科學家通過動物化石存留的年代推出的。它們遵循一定的規律,按照由簡單到複雜,由低級到高級,由水生到陸生的總趨勢,不斷進化發展而來的。生命始於海洋,從三十億年前的化石可見,最早「活」的東西,是一些我們肉眼根本看不見的小細胞。一類是藻類,它是最早的植物,另一類是細菌,它可算是最早出現的動物。在以後漫長的進化過程中,單細胞逐漸演化成大得多的多細胞生物,例如水母。再後來,又產生了帶硬殼的動物,如貝類、蝦、蟹等。以後逐漸形成具有骨骼的動物(脊椎動物),最早的是海洋中的魚類,而所有其他具有骨骼的動物,包括恐龍以及人類,都是從魚類進化而來的。動物第一次從海洋登上陸地是3.8億年前。當時,有些魚類身上的鰭慢慢進化成帶腳趾的四肢,當這些長腳的「魚」踏上陸地時,一類新的動物——兩柄動物就誕生了。那時候,陸地上已經出現了蜘蛛和小昆蟲。在兩棲動物之後,出現了爬行動物。隨著時間的推移,爬行動物中的一部分開始向空中發展形成會「飛的爬行動物,如翼龍。1860年,德國的一個採石場發現了有羽毛痕迹的石塊,一年後,整個鳥的骨架被找到了。岩石上的印跡表明,這是一隻生活在1.5億年前的鳥所留下的遺迹。這種與恐龍同時代的古鳥,就被稱為始祖鳥。當時最早的哺乳類亦出現了。但在6500萬年前,恐龍連同那些巨型的海洋爬行動物突然神秘地滅絕了。至今,這種滅絕原因仍是個謎。不過仍有許多別的動物,歷經漫長的歷史年代,不斷變化發展而存活至今,如我們周圍所見到的昆蟲、魚兒、青蛙、飛鳥、海龜、鱷魚和蛇類。繼恐龍之後,哺乳動物取代了其「霸主」地位,成了當時統治地球的動物,經過逐漸地進化而演變至今天高級的人類。因此,動物學家依據動物進化過程中外觀特徵的變化及內部解剖,生理特徵的變化制定了檢索表,它可以反映物種間的親緣關係。
例如,蜘蛛、昆蟲、蚯蚓、鯉魚、眼鏡蛇、青蛙、丹頂鶴和華南虎,它們之間的異同見下列檢索表。
A、具有真正的脊索(脊索動物)…………………………………………………………D
沒有真正的脊索(無脊椎動物)………………………………………………………………B
B、身體各節分工不明顯,由許多環節組成……環節動物門(蚯蚓)身體各節具有真正的分工,由頭部、胸部和腹部組成……C
C、有三以足和二對翅…………………………………………………………………………昆蟲綱(昆蟲)
有四對足,沒有翅……………………………………………………………………………………蛛形綱(蜘蛛)
D、完全用鰓呼吸,以鰭運動,終生生活在水中……………………魚綱(鯉魚)
主要用肺呼吸,部分動物在生長的某個時期用鰓呼吸,以五趾形附肢運動(至少在成體時),至少在成體階段生活在陸地上……………………E
E、變溫動物……………………………………………………………………………………F
恆溫動物………………………………………………………………………………………………G
F、具有中腎:大腦具原腦皮;體外受精,卵無羊膜,指(趾)端無
爪,皮膚裸露……………………………………………………………………………………兩棲綱(青蛙)
具有后腎;大腦具新腦皮層;體內受精,產羊膜卵;指(趾)端
有爪,體表被覆角質鱗片………………………………………………爬行綱(眼鏡蛇)
G、體表被羽,皮膚缺乏腺體;雙重呼吸,具氣囊,以鳴管發聲;
卵生,有撫育幼雛的本能……………………………………………………鳥綱(丹頂鶴)
體名被毛,皮膚腺發達,非雙重呼吸,不具氣囊,以聲帶發
聲;胎生,哺乳……………………………………………………………………哺乳綱(東北虎)
從上面的檢索表中可以看出,蚯蚓、蜘蛛、昆蟲三者的親緣關係較近,其中蜘蛛與昆蟲關係更為密切;在其餘的幾種動物中,青蛙和蛇的關係比它與丹頂鶴和東北虎的關係更為近緣。

2歷史進展

國外動物分類學發展史
國外動物分類的遠祖當推公元前四世紀的亞里士多德(Aristle,公元前384年公元前322年),他是古代知識的集大成者,是系統掌握生物學知識的人,他的主要貢獻在動物分類、解剖、胚胎髮育等方面。有關的動物學著作有《動物志》、《論動物的結構》、《動物的繁殖》等。在動物分類方面,他曾調查描述過500多種動物,對其中50種進行了解剖研究,並根據動物的外部形態、內部器官、棲居地、生活習性、生活方式等許多特點和差異來劃分動物類群。他將動物分為有血動物(類似目前的脊椎動物)與無血動物(即今的無脊椎動物),又把有血動物分為胎生四足類(即今的哺乳類)、鳥類、卵生四足類、魚類等。亞里士多德在動物分類方面的許多開創性工作和著述,使他被公認為動物分類的遠祖。
到了18世紀,瑞典生物學家林奈(Linnaeus,1707-1778)在他的《自然系統》一書中,首次對動物分類採用「雙名法」,成為近代動物分類學的起點。他將動物界分為哺乳、鳥、兩棲、魚、昆蟲及蠕蟲等六綱。林奈一生的最大貢獻就是確立了生物分類的雙名法,而且鑒定產命名了數以萬計的動、植物物種,結束了動物命名各自為政,重名、異名大量存在的混亂局面,使動物命名從此向科學化、規範化的方向邁進,極大地促進了動物分類學的發展。動物分類學從此進入近代分類時期。
隨著資本主義的發展和技術的進步,生物學的一些分支學科開始建立和形成。歐洲航海和探險事業興起,帶來為歐洲人所不熟悉的世界上許多地區的動、植物標本,大大開闊了生物學家們的眼界。這一系列的重大變化最終形成了以達爾文為代表的生物進化思想。
達爾文(Darwin,C,R1809-1882)是英國著名的生物學家,進化論的主要奠基人。1831年畢業於劍橋大學,同年12月27日開始參加歷時近五年的英國海軍貝格爾艦環繞世界的考察航行,收集了大量資料,再結合他隨後20多年的實驗,觀察和研究成果,終於在1859年11月24日出版了他的名世巨著《物種起源》。書中詳細介紹了他20年來收集到的豐富證據,充分論證了生物的進貨,並明確提出以自然選擇學說來說明進化機理。他認為生物界中普遍存在著個體差異;適應環境的物種可以孳生繁衍,不適應的就可能滅絕。大自然對生物採取的是「去劣存優」的選擇方式。自此以後,進化論的觀點被越來越多的人所接受。人們開始認識到分類學的任務不僅僅在於鑒別物種間彼此的異同,而且還要依靠它們基本特徵的相同程度,分析出物種間的親緣關係及動物界自古迄今系統發育的途徑。動物分類學也從此步入進化思想的階段,擺脫了林奈時期「由上帝安排的」人為的生物系統和神創論對生物學的束縛,在各類動物中建立了許多更為合理的分類系統,極有力地推動了動物分類學的發展。
自19世紀後半葉至20世紀初,在鳥、昆蟲與軟體動物等門類中,開始研究種內各種群間的細微差異及與物種形成、進化之間的關係。種群的概念從此被引入動物分類學研究。所謂種群,就是在一定空間範圍內同時生活著的同種個體的集群,如同一魚塘內的鯉魚,同一樹林內的楊樹。動物分類學進入種群研究階段后,遺傳學關於變異,突變以及基因理論的重大發展為種群水平的研究提供了依據,分類學理論與遺傳學相結合,獲得了新的生命力。兩者相結合誕生了種群遺傳學,在理論上剖析了物種的進化過程,克服和解決了達爾文等早期進化論者遇到的若干難題和疑點,成為現代分類學與進化理論的重要支柱之一。與此同時,生物學各分支學科中許多新成就也被用於解釋分類學的基本問題,因此,這一時期是一個運用、融匯其他學科成就於分類學並推動其發展的時代。
從上述分類工作的水平來看,動物分類學的發展分為三個階段;第一階段為地區種類研究階段,以林奈為代表,主要進行種類的區分、鑒定和命名工作;第二階段為進化思想階段,這一階段的主要任務就是將物種歸納,排列於適當的分類階元中,建立分類系統;第三階段是種群研究階段,側重於種內變異的分析、種下階元及其進化的研究。

3四大學派

從林奈時代至今,動物分類學出現了許多不同的觀點,主要以美國《Systematic Zoolog》期刊為論壇進論爭論,致使分類學理論空前活躍,迅速推動了學科的發展。目前,動物分類學鄰域可以分為四個學派。
1.傳統分類學派
本學派代表較古老的或傳統的觀念與方法。較早期的分類學家雖完全支持並直接意識到進化理論,也覺得尋求系統發育關係是分類學者的天職,但由於缺乏統一的、使用的原則和方法,在實際工作中很難建立一個統一的、全面反映進化實際的系統發育關係,因此,分類學者常常根據自己對該類群的深入研究中得到的經驗或直覺印象,建立不同的分類系統,這些系統並不一定要求反映系統發育實際,主要是為了分類實踐中使用方便。沒有統一的準則,理論依據也往往含糊不甭。在世界範圍內,目前在學術態度上明確支持這種觀點的人已日漸稀少,但在實際工作中仍占不小比例,該學派的現代代表人物是美國的R、E、Blsckwelder。
2.支序分類學派
支序分類學派的理論由德國昆蟲分類學家亨尼希(Hennig·W·)創立。60年代,Hennig代表著作出版后,在動物分類學界引起廣泛注意,並由於方法論的嚴謹,其理論中的許多部分越來越多地被分類工作者接受。
此學派的基本工作原則是:認為最能或唯一能反映系統發育關係的依據是分類單元之間的血緣關係。而反映血緣關係的最確切的辦法為共同祖先的相對近度。
支序分類派工作時根據共同祖先的相對近度來進行歸類。由於此學派強調系統發育中血緣關係的重要性,因此嚴格規定任何一個自然類群,不論其階元級別的高低,均應源自同一祖先,即應該是一個單系群。因此,一個分類單元是否為單系群,就成為歸類的標準。
隨著科學技術的迅速發展,計算機已廣泛應用到實際工作中,隨之有關支序分類學的分析軟體相繼問世,並不斷修改完善,使支序分類學的理論和方法已被大多數的現代分類學工作者所接受,在實際工作中發揮著越來越重要的作用。
3.進化分類學派
進化分類學派以麥爾(May)、辛普森(Simpson)等人為代表。這一學派基本接受支序學派通過支序分析重建系統發育的方法(即支序分析方法)。支序分類學派和進化分類學派是當今動物分類學界的主流,兩個學派之間的分歧在以下幾個方面;
1)進化分類學派認為建立系統關係時,單純依靠血緣關係(即分支的順序,不能完全概括在進化過程中出現的全部情況。尚需考慮到各分支之間的進化程度。
2)進化分類學派認為凡起源於一個共同祖先的類群,均為單系群或單源群。
3)在方法論上,進化學派認為生物分類學家的工作是要分出動物的實際具體類群,支序學派的方法帶有過多的形式邏輯成分,先驗性太強。
4)在分類系統的安排上,進化學派指出支序學派的做法中,編級的層次太多,致使系統過於臃腫,在實踐中無法使用。
下面以實例說明這兩個學派的矛盾所在。
以兩棲類以外的陸生脊椎動物各大類的分類為例。兩派均同意下列支序圖。但對這同樣的支序圖進行歸類,制定系統時,則出現不同的結果;為支序學派的歸類結果,圖為進化學派的歸類結果。
支序學派將鳥與鱷視為姐妹群,應具相同的分類級別,如鱷為目,則鳥也應為目,與龜、蛇一起成一大支,與哺乳類大支相併列。
進化學派則考慮到鳥雖然與鱷為一姐妹群,與鱷存在著近祖的親密親緣關係,但由於在進化過程中分異程度很大,鳥佔領了空中環境這一新的適應區,成為一個新的進化級。因而與鱷之間在形態和生活方式上存在重大差別,故認為應將其分出,獨立成為一個級別較高的階元(即傳統的鳥綱),與其他爬蟲類(包括鱷)並列。
目前,支序分類學派和進化分類學派是當今動物分類學界的主流,越來越受廣大分類學工作者的青睞。
4.數值分類學派
數值分類學派起源於本世紀初植物分類學者(Adanson)的工作,至電子計算機技術發展后,由索爾卡(Sokal)和斯尼思(Sneath)二人加以發展,形成今日的體系。
數值分類學派認為其他學派在分類時給各種特徵以不同的加權(即對各種特徵在分類上的重要性不是平等看待,而是認為某一特徵重要,某些則不重要等),這樣做主觀因素太大,是不科學的。他們主張不應給特徵以任何加權。通過大量的不加權特徵所得到的總體相似度,可以反映分類單元之間的近似程度。
通過大量的特徵狀態數值化以後,可以藉助電子計算機的運算,求得各分類單元之間的相互關係,因而稱為數值分類。又因此學派認為大量表徵性特徵可以反映近似程度,故又稱為表徵分類。數值分類目前多用作檢驗其他分類體系的一種參考手段。
就目前整個動物分類學界而言,雖然存在四種不同的分類學派,但在實際工作中,許多分類工作者常採取折衷的態度,吸取各學派的優點和可取之處加以發展,從面促進分類學的進步。動物分類學的發展趨向
隨著科學技術的不斷發展,許多新的技術,理論和方法逐漸滲透到古老的動物分類學的研究領域,加速了該學科理論的發展,研究內容和研究方法發生了很大的變化。
自DNA發子結構清楚之後,分子生物學在近十年迅速發展起來,並已滲透到動物分類學的領域。在今後相當長的時間內,分子分類學將蓬勃發展,但在系統發育關係的建立等諸多方面仍需與支序分類學、進化分類學等相互協作,互為補充。
系統分類的研究工作,則把模式標本放在首要地位,新種或新亞種的建立,不單單依靠個別的模式標本,而要對經研究對於某一種群是否有代表性的一系列標本。
種、種群及種下分類將是未來的主要研究對象,並將從各個不同的方面,利用不同的研究方法對它們進行系統而深入的研究。
另外,支序分類學和進化分類仍將在動物分類學的研究中起著主導的作用,而且必將得到長足發展,形成更為科學的分類理論體系。

4不平衡現象

動物分類學研究的不平衡現象
以上所論,均指整個分類學的學科發展歷史而言。具體到不同的動物門類或不同地區和國家,則存在著很大的不平衡現象。
以不同的動物門類來看,脊椎動物優於無脊椎動物。在脊椎動物中,以鳥類和獸類的研究水平最高,主要的研究工作已進入第二和第三發展階段。在無脊椎動物中,經濟上重要或易於發現、色彩華麗引人注目、或身體堅硬便於保存的類群,常常研究較多,反之則研究較海豹的直到目前還只是剛剛進入第一個研究階段。就整個昆蟲綱而言,由於體小而種類眾多,目前第一個發展階段的工作尚遠未完成,許多動物在人類還沒有認識它們之前就已從地球上消失了。
不同國家研究的不平衡現象
以世界不同地區而方,西歐的面積小而經濟發達的國家,如英、德、法諸國研究水平最高。蘇聯、美國、加拿大雖然究歷史較長,人員眾多,但因幅員廣大,自然環境複雜,國內種類也尚未調查清楚。廣大的第三世界諸國,目前除巴西、墨西哥、印度、巴基斯坦等具有較多本國的分類學家外,多數國家的分類工作仍由發達國家的人員研究,待發現的種類更多。
中國的動物分類工作在新中國成立后,有了極大的發展不論在學術上還是為生產實踐服務方面均作了貢獻。但由於基礎薄弱,發展很不平衡。以昆蟲為例,目前尚有大量的門類處於空白狀,國內無人進行任何研究。青少年朋友們,未來是屬於你們的。希望你們從小立志,為中國動物分類學填補門類上的空白,發揮聰明才智,儘快趕上世界先進水平。動物分類學理論的主要學派
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