生物多樣性和植物分類及命名.ppt

第七章 生物多樣性和植物分類及命名,7.1 什么是生物多樣性 7.2 生物多樣性公約 7.3 保護生物多樣性的意義 7.4 植物的分類 7.5 植物命名法 7.6 植物界的基本類群,7.1 什么是生物多樣性,生物多樣性(Biodiversity)： 一般地說，它是指地球上生命的所有變異。也就是說，生物多樣性包括數(shù)以百萬計的動物、植物和微生物；也包括生物與其環(huán)境所形成的生態(tài)復合體，如物種的種群、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)。 生物多樣性包括： 物種多樣性 遺傳多樣性 生態(tài)系統(tǒng)多樣性,物種多樣性,物種多樣性是用一定空間范圍物種數(shù)量的分布頻率來衡量的，它通常又包括整個地球的空間范圍。,遺傳多樣性,遺傳的多樣性指同一個物種內(nèi)基因型的多樣性。是衡量一個種內(nèi)變異性的概念。,由DNA雙螺旋長鏈組成染色體 (左上） DNA序列測定的電泳膠分析圖（右上） 幾種生物部分同源片段DNA序列比較（下）,生態(tài)系統(tǒng)多樣性,為適應在不同環(huán)境下生存，各種生物與環(huán)境又構(gòu)成了不同的生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)，這就是生命的家園。 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、平衡及調(diào)節(jié)機制千差萬別是生物多樣性的重要內(nèi)容。 維護地球生命的過程是由多樣性的生命來完成的。生物多樣性是地球上生物經(jīng)過幾十億年發(fā)展進化的結(jié)果，它們的未知潛力為人類的生存和持續(xù)發(fā)展顯示了不可估量的美好前景。,全球物種數(shù)目 (Heywood et al. 1995),類群 已描述數(shù)目(萬種) 估計數(shù)目(萬種) 病毒 0.4 40 細菌 0.4 100 真菌 7.2 150 原生動物 4.0 20 藻類 4.0 40 高等植物 27.0 32 線蟲 2.5 40 甲殼動物 4.0 15 蜘蛛類 7.5 75 昆蟲 95.0 800 軟體動物 7.0 20 脊椎動物 4.5 5 其他 11.5 25 總計 175.0 1362,已發(fā)現(xiàn)和命名 植物 昆蟲 脊椎動物 共有,2,000,000 種 270,000 種 950,000 種 50,000 種 5,000,000 - 30,000,000 種,世界因生命而美麗 因生物多樣性而精彩,生物多樣性的價值,直接利用價值 生態(tài)功能價值 科學研究價值 文化美學價值,提供了人類生存所需要的基本食物 生物多樣性在人類的衛(wèi)生保健事業(yè)上起著不可估量的作用 生物多樣性還為人類提供了多種多樣的工業(yè)原料 生物多樣性對現(xiàn)代科學技術的發(fā)展還具有特殊的貢獻 生物多樣性的間接價值也可看作環(huán)境資源的價值，包括有能量固定、調(diào)節(jié)氣候、穩(wěn)定水文、保護土壤、儲存必須的營養(yǎng)元素，促進元素循環(huán)、對污染物質(zhì)吸收分解作用、對于維持進化過程和環(huán)境效益也有重要意義 生物多樣性在自然環(huán)境娛樂-美學，社會文化、科學、教育、精神及歷史方面均具重要價值,7.2 生物多樣性公約,1992年，150多個國家的首腦云集巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會，簽署了全球的生物多樣性公約。該公約1993年12月正式生效。1992年6月，中國總理代表中國簽署了生物多樣性公約，同年11月，七屆人大28次會議審議批準了該公約，中國成為率先加入生物多樣性公約的國家之一。中國積極參與國際社會的生物多樣性保護行動，中國政府又相繼簽署了濕地公約、瀕危野生動植物國際貿(mào)易公約、聯(lián)合國防治荒漠化公約等國際公約。 生物多樣性公約包括序言、42條協(xié)議條款和查明與監(jiān)測、仲裁與調(diào)解兩個附件。其中序言部分強調(diào)了締約國達成的共識。,7.3 保護生物多樣性的意義,全球每分鐘：損失耕地40公頃、損失森林21公頃、11公頃良田被沙漠化、向江河湖海排放污水85萬噸；有300個嬰兒出生；有28人死于環(huán)境污染！ 近400年里，484萬種動物滅絕，隨著世界人口的爆炸，經(jīng)濟的發(fā)展，物種滅絕的速度還要加快！ 專家預計：從1990年到2015年，世界上將有60萬到240萬種生命滅絕！ 1999年國際植物大會： 人類活動破壞了地球?qū)⒔话氲年懙? 正導致自然界的動植物加速走向滅絕,如果這種情況持續(xù)下去, 估計下世紀后半葉, 將有三分之一至三分之二的物種從地球上消失！,7.3 保護生物多樣性的意義,一個基因可能關系到一種生物的興衰，一個物種可能影響一個國家的經(jīng)濟命脈，一個生態(tài)系統(tǒng)可能改變一個地區(qū)的面貌。,保護生物多樣性就是保護人類自己！,我國生物多樣性特點 中國是生物多樣性較高的國家，居世界第八位，北半球的第一位。 1.物種多樣性高度豐富 植物區(qū)系的種類數(shù)目共有30000種，僅次于馬來西亞（45000種)和巴西（40000種），居世界第三。其中苔蘚植物106科，占世界科數(shù)額70%，蕨類植物52科2600種，分別占世界科數(shù)的80%和種數(shù)的26%，木本植物8000種，其中喬木約2000種，全世界裸子植物共12科71屬750種，中國就有11科34屬240種，針葉樹的總種數(shù)占世界同類植物37.8%，被子植物占世界總科、屬的54%和24%,2.中國生物物種的特有性高,擁有大量特有珍稀的物種和孒遺物種，如素有活化石之稱的水杉、銀杉等，且還有許多特有科屬。分布局限在很小的特定生境中。 3.生物區(qū)系起源古老 中國古地理的優(yōu)越環(huán)境成為古老物種賴以生存的避難所，或是新生孤立類群的發(fā)源地，許多古老物種都有明顯的區(qū)域特征。 4.經(jīng)濟物種異常豐富 重要的野生經(jīng)濟植物3000多種，纖維類植物440余種，淀粉原料植物150余種，,蛋白質(zhì)和氨基酸植物260種，油脂植物370余種，芳香油植物290余種，藥用植物5000余種，用材樹種300多種，還有樹脂樹膠類植物，橡膠類植物，鞣料植物等，有殺蟲效果的植物500種，多種具經(jīng)濟價值的微生物，包括700種野生食用真菌，380種藥用菌，300種菌絲體等。,7.4 植物的分類,分類學是認識生物多樣性的基礎,對自然界多樣性的生物進行分類主要有3類方法：形態(tài)學方法、遺傳進化法、進化分類法,(一) 人為分類和自然分類,瑞典植物學家林奈(Karl von Linne, 17071778年) 于1735年出版“ 自然系統(tǒng)” (System Nature) 這一名著。,一、分類學的發(fā)展,林奈在前人經(jīng)驗的基礎上。建立新的動、植物的分類系統(tǒng)，并制訂了一個統(tǒng)一的生物命名法即雙名法(binomial menclature)。,他的分類系統(tǒng)包括綱(class)、目(order)、科(genus)、種(species) 4個等級。他給每一個生物定一個屬名和一個種名。,屬名加種名就是這個生物的生物學名。,林奈不相信生物進化，他認為物種不會改變，物種彼此之間不存在系統(tǒng)的關系，因而他的分類系統(tǒng)不可能反映各種生物在進化上的地位人為的分類系統(tǒng)。,不足之處,達爾文(Darwin,18091882)在1859年發(fā)表物種起源，創(chuàng)立進化論。,認為一個自然類群的成員是由一個共同祖先產(chǎn)生，在自然界中生物的變異是不連續(xù)，但是存在著，生物永遠在發(fā)展進化之中。,分類學不僅局限于鑒定物種，確定其等級成為分類系統(tǒng)，而且還須研究植物種間親緣關系及整個生物界系統(tǒng)發(fā)育的演化過程，從而使人們對分類學的概念從靜止狀態(tài)的創(chuàng)造論轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)的進化論。,海格爾(Haeckel，18341919)創(chuàng)造“進化樹”。,這種“ 進化樹”并沒有全盤打亂舊分類系統(tǒng)，只是在舊分類系統(tǒng)的一個個離散的類群間加一條聯(lián)線以表示它們之間的親緣關系，但仍存有一些不合理現(xiàn)象。,20世紀40年代赫胥黎(Huxley)在他的新系統(tǒng)學中，以種群分類概念代替模式分類概念。在此之前，生物分類是根據(jù)個別的模式標本作為種的鑒定，因而把個體當作基本的分類單位。,除用形態(tài)特征作為分類性狀外，還用生態(tài)、行為、生理、生化、地理等方面的資料作為分類依據(jù)，以生物學概念替代純形態(tài)概念。,1963年Sneath和Sokal聯(lián)合出版數(shù)值分類學原理，提出用數(shù)學方法來分種和高級階元。對所研究的生物類群的許多性狀加以數(shù)值化，再用電子計算機運算、對比和統(tǒng)計分析以此表明它們之間的相似程度來分類。,(二) 細胞分類,應用細胞學特征進行物種分類稱為細胞分類學(cytotaxonomy)。,較多的是核型分析，如染色體的數(shù)目、形態(tài)和大小，染色體的類別，染色體著絲粒的位置及其臂長，染色體的帶型(染色體經(jīng)染色在一定部位顯示出不同的橫帶)等特征。,(三) 生化分類,1. 蛋白電泳分析,分子生物學家發(fā)現(xiàn)，兩個物種的蛋白質(zhì)大分子長鏈的氨基酸排列相同部分愈多，它們的差異就愈少，其親緣關系也愈近。,將待檢物種的提取液進行聚丙烯酰胺凝膠電泳或淀粉凝膠電泳，或等電點聚焦電泳，用溴酚藍等蛋白質(zhì)染色劑染色，得出條帶電泳圖。,計算樣品種相同移動率的條帶數(shù)與最大條帶數(shù)之間的比值，得出物種的相似系數(shù)。,2. 生物大分子比較,細胞色素C是一個具有104112個氨基酸的多肽分子，從進化上看，細胞色素C是很保守分子.據(jù)估計, 它的氨基酸順序每200萬年才發(fā)生1的改變。,不同生物的細胞色素C中氨基酸的組成和順序反映這些生物之間的親緣關系。,根據(jù)細胞色素C分子的氨基酸順序制出的系統(tǒng)樹,二、植物分類的基本單位 和階層系統(tǒng),界植物界Regnum vegetable 門 -phyta被子植物門Angiospermae 綱-opsida, -eae雙子葉植物綱（木蘭綱） Dicotyledoneae(Magnoliopsida) 目-ales薔薇目Rosales 科-aceae薔薇科Rosaceae 屬-a, -um, -us薔薇屬Rosa 種多花薔薇Rosa multiflora Thunb.,生物分類的階層,種(species)是生物基本的分類單元。種是形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)育特征和生態(tài)分布基本相同的一群生物。 自然條件下，同種生物結(jié)合可產(chǎn)生有生殖能力的后代，不同種生物之間不能相互結(jié)合，即使結(jié)合也不能產(chǎn)生有生殖能力的后代，即生殖隔離。同種生物具有共同的進化祖先，親緣關系相近的種構(gòu)成另一個高一級的分類單元屬(genus)。,生物種的概念,7.5 植物命名法,雙名法瑞典博物學家林奈(C. Linnaeus)創(chuàng)立 每一種植物的種