植物分類概述(1-3)

植物分類學的目的和任務

植物分類學(Plant taxonomy)是植物學中主要研究整個植物界不同類羣的起源、親緣關係以及進化發展規律的一門基礎學科，也就是把極其繁雜的各種各樣植物進行鑑定、分羣歸類、命名並按系統排列起來，以便於認識，便於研究和利用的科學。植物分類學是一門歷史較長的學科。它是人們在識別植物和利用植物的實踐中發展起來的。早期植物分類學只是根據植物的用途、習性、生境進行分類。到中世紀還僅根據植物的外部形態差異，區分種、屬、科及科以上大單位的分類。隨着科學的發展，逐漸開始考慮種、屬、科之間的親緣關係。 近代分類學的目的、任務可歸納如下三點：

1．“種”(Species)的記述與命名對於植物的個體間的異同進行比較研究，以類似的各個體歸爲“種”一級的分類羣，編定其學名，井加以記述。這是分類學的第一個任務。以此作爲植物學各學科或其他有關學科的基礎。

2．建立自然分類系統 根據種間的親緣關係的研究，確定屬(genum)科(family)目(order)等大的分類等級，進而建立反映客觀實際的植物自然分類系統。

3．探索“種”的起源與進化 通過生態學、植物地理學、古生物學、細胞遺傳學、植物化學等學科的研究探索“種”的起源與進化。從而推定屬、科等大的分類羣的系統。

藥學專業學習植物分類學的主要目的就是利用這門學科的科學知識和方法來識別藥用植物，準確地區分近似種類和科學地描述其特徵，澄清名實混亂，深入發掘和擴大中藥資源，不斷提高中草藥的利用價值。掌握了植物分類的知識和方法，對於中草藥的原植物鑑定是極其重要的工作，對中草藥研究和生產和臨牀安全、有效用藥均具重要意義。

植物分類的方法和系統

幾千年來，人們在生活實踐和生產鬥爭中觀察了各種植物的形態、構造、生活史和生活習性等等，積累了很多知識，井進一步加以研究比較，找出它們的共同點和不同點。把很多具有共同點的種類歸併成一個類羣，又根據它們的差異分成若干不同的種類，按照等級順序排列就形成分類系統。 植物的分類系統有人爲分類系統(artificial system)和自然分類系統(natural system)。人爲分類系統僅就形態、習性、用途上的不同進行分類，往往用一個成少數幾個性狀作爲分類依據，而不考慮親緣關係和演化關係。如我國明朝的李時珍(1518—1593)所著的《本草綱目》，就依據外形及用途分爲草部、木部、谷藏部、果部、蔬菜部等5個部；瑞典的林奈根據雄蕊的有無、數目及着生情況分爲24綱，其中l～23綱爲顯花植物(如一雄蕊綱、二雄蕊綱等)、第24綱爲隱花植物，這種分類系統叫做生殖器官分類系統。上述二個系統，都是人爲的分類系統。 爲了某種應用上的需要，各種人爲分類系統至今仍在使用，如經濟植物學中往往以油料、纖維、香料、藥用植物等進行分類。

自然分類系統或稱系統發育分類系統(phylogenetic system)，自19世紀後半期開始，它力求客觀地反映出自然界生物的親緣關係和演化發展。現代被子植物的自然分類系統常用的有兩大體系。一個是恩格勒(A．Engler)和勃蘭特(K．Prantl)爲代表的系統，另一個是哈欽鬆(J．Hutchinson)爲代表的系統。兩大系統所依據的理論原則均不相同。

植物分類的方法和系統

一、植物分類的方法

㈠人爲分類方法

是人們按照自己的方便或按植物的用途，選擇植物一個或幾個特徵作爲標準進行分類，然後按照人爲標準順序排成的分類系統。

㈡自然分類方法

以植物的親疏程度作爲分類的標準。按照生物進化的觀點，植物由於來自共同祖先而具有相似的遺傳性，表現出形態、結構、習性等方面的相似。因此，根據植物相同點的多少就可判斷它們之間親緣上親疏程度。這種根據親緣關係進行分類的方法是自然分類方法。

被子植物的分類主要依據各種器官的形態特徵，尤其是生殖器官的形態特徵，因爲花果的形態比較穩定，不易因環境的改變而產生變異。

二、植物的分類單位

依範圍大小和等級高低，植物分類的各級單位依次是界、門、綱、目、科、屬、種。每個等級內如果種繁多還可細分一個或二個次等級，如亞門、亞綱、亞目、亞科等。種以下可有亞種、變種和變型。

種是分類學上的基本單位，同種植物的個體起源於共同的祖先，具有相似的形態特徵，能自然交配產生遺傳性相似的後代，要求相同的生態環境條件，有一定的自然分佈區。品種不是分類單位，不存在於野生植物中，是栽培學上的用法，相當於變種或變型。

在分類上，親緣相近的種歸類爲屬。相近的屬歸類爲科，相近的科歸類爲目，以此上推直至把所有植物歸類爲植物界。

植物分類學發展概況

近幾十年來，植物分類學運用了現代科學技術，得到了迅速發展，出現了許多新的研究方向和新的邊緣學科，如實驗分類學、化學分類學、細胞分類學、數值分類學等。特別是生物化學、分於生物學的發展以及對生命的基本物質核酸、蛋白質的深入研究，這些學科取得的成果，有力地推動了經典分類學不再滿足於和停留在描述階段而向着客觀的實驗科學發展。

1.實驗分類學(Experimental Taxonomy) 是用實驗方法研究物種起源、形成和演化的學科。經典分類學對種的劃分，常不能準確地反映客觀實際，忽視生態條件對一個物種的形態習性的影響。有些類型表現出許多形態變化，難以劃分，這些問題有待從實驗分類學的研究去解決。實驗分類學的內容相當廣泛，如改變生態條件進行栽培試驗，以解決分類中較難劃分的種類；物種的動態研究，探索一個種在它的分佈區內，由於氣候及土壤等條件的差異，所引起的種羣變化，來驗證過去所劃分的種的客觀性；細胞質及細胞核的移植，是加速人工控制物種發展的新途徑，而基因移植又使實驗分類學進入更高級階段。

2.細胞分類學(Cytotaxonomy) 是利用染色體資科探討分類學問題的學科。從20世紀3O年代初期起，就開始了細胞有絲分裂時染色體數目和形態的比較研究。染色體的數目在一個種內的各個植株通常是穩定的，到目前爲止，約40％的有花植物已經作過染色體數目統計，利用這些資料已修正了分類學的錯誤。如芍藥屬(Paeonia)以前放在毛茛科中，但該屬染色體基數 X＝5，個體較大，這和毛茛科多數屬的基數很不相同，支持了許多分類學家結合其他特徵，將芍藥屬從毛莫科中分出，獨立爲芍藥科(Paeoniaceae)。細胞有絲分裂中期，染色體表現出典型形態，這是識別染色體個體性和研究整個細胞染色體組(核)型的適宜時期。一個個體或種的全部染色體的形態結構，包括染色體的數目、大小、形狀、主縊痕和副縊痕等的總和稱爲染色體組型，亦稱“核型”。一般認爲不對稱的核型是進化的。

3.化學分類學(Chemotaxonomy) 是利用化學特徵來研究植物各類羣間的親緣關係，探討植物界的演化規律，也可說是從分子水平上來研究植物分類和系統演化的一門學科。

植物化學分類學的主要研究任務是探索各分類等級(如門、綱、目、科、屬和種等)所含化學成分的特徵和合成途徑；探索和研究各化學成分在植物系統中的分佈規律以及在經典分類學的基礎上，從植物化學組成所表現出來的特徵，井結合其他有關學科，來進一步研究植物的系統發育。例如:

(l)甜菜拉因(betalain)是一類植物色素，它只分布在中央種子目(Centrospermae)中，而且與花色甙的分佈互相排斥。該目包括商陸科、紫茉莉科、粟米草科、番杏科、仙人掌科、馬齒莧科、落葵科、石竹科、藜科、莧科、刺戟草科。從形態上看，石竹科和粟米草科屬於中央種子目，但它們均不含甜菜拉因而含花色甙，故植物分類學家認爲應將石竹科和粟米草科分出來，另立石竹目。

(2)對人蔘屬(Panax)的化學分類研究證明，人蔘屬植物可分爲兩個類羣：第一類羣，根狀莖短而通常直立，具胡蘿蔔狀肉質根；種子大；在化學成分上所含三萜皁甙元以達瑪烷型四環三萜爲主；在地理分佈上，表現了分佈區狹小和間斷分佈的特點。是人蔘屬的古老類羣，如人蔘P. ginseng C. A. Mey.、西洋參quefolius L.、三七ginseng (Burk.)等是這一類型的代表植物。第二類羣，根狀莖長而匍匐，肉質根常不發達或無；種子較小；在化學成分上，所含三萜皁甙元以齊墩果烷型五環三萜爲主；在地理分佈上表現了分佈區較廣而連續的特點。是人蔘屬的進化類羣，代表植物如姜狀三七P. zingiberensis C. Y. Wu et K. M. Feng 屏邊三七P. stipuleanatus et 竹節參icus C.A. Mey.及其變種狹葉竹節參nicus C.A，stifolius (Burk.) Cheng et Chun、珠子參nicus . major (Burk.) et 和疙瘩七nicus atifidus (Seem.) et 。

4.數值分類學(Numerical Taxonomy) 是由於近代科學技術發展，電子計算機在分類學中的應用而建立起來一門新興的邊緣學科。數值分類學以表型特徵爲基礎，利用有機體大量性狀(包括形態學的、細胞學的和生物化學等的各種性狀)和數據，按一定的數學模型，應用電子計算機運算得出結果，從而作出有機體的定量比較，客觀的反映出分類羣之間的關係。例如根據選取人蔘屬52個形態性狀、細胞學性狀和化學性狀，對中國人蔘屬10個種和變種進行數值分類學研究，進一步證明化學分類研究把人蔘屬分爲兩個類羣基本上是合理的。研究表明達馬烷型皁甙的含量與根、種子和葉片的鋸齒性狀有密切關係。種子大、根肉質肥壯、葉片鋸齒較稀疏，達瑪烷型四環三萜含量就高。齊墩果酸型皁甙的含量與熟果具黑色斑點這一性狀十分一致，與根狀莖節間寬窄、花序梗長短(花序梗長與葉柄長之比)也有關。

以上這些新興學科的形成和發展，越來越被植物分類學家所重視和應用，它對植物分類工作和藥用植物的開發利用將起着重要作用。