第七章植物学基础知识(一) 植物分类学基本知识▪生物分界,到现在都有争论,但有几个较为公认的:▪ 1.最早分为植物动物两界。
▪ 2.德国生物学家海克尔于1886年提出分植物、动物、原生生物三界。
▪ 3.1969年,R.H.Whittaker提出根据细胞结构的复杂程度和营养方式提出植物、动物、原生生物、原核生物、真菌五界。
▪ 4.由于五届系统未能反映非细胞生物阶段,我国陈世骧提出三总界:非细胞总界(病毒)、原核总界(细菌和蓝藻)、真核总界(植物、动物和真菌)。
▪ 5.近年来有学者主张另一分法,植物、动物、原生生物、原核生物、真菌、古菌六界。
⑴植物界的基本类群▪植物界的基本类群,即植物分类的基本等级,以白玉兰为例:▪界(Regnum)植物界(Regnum vegetabile)▪门(Divisio,Phylum)种子植物门(Spermatophyta)▪亚门(Subdivisio)被子植物亚门(Angiospermae)▪纲(Clasis)双子叶植物纲(Dicotyledoneae)▪目(Ordo)木兰目(Magnoliales)▪科(Familis)木兰科(Magnoliaceae)▪属(Genus)木兰属(Magnolia)▪种(Species)白玉兰(Magnolia denudata)▪根据各种植物在长期演化中所形成的特点,通常将地球上的植物分成藻类植物、菌类植物、地衣和苔藓植物、蕨类植物和种子植物。
①藻类植物特点:多生活于水中;大小和形态结构差异很大(单细胞-衣藻,多细胞-水棉,构造复杂体积很大-海带);没有根、茎叶的分化;含有叶绿素,能进行光合作用。
②菌类植物▪生活环境广泛;形态大小多样;一般为异养生物。
有的有益(固氮菌) 。
③地衣▪菌类和藻类的共生体。
▪根据其生长状态可分为:壳状地衣、叶状地衣和枝状地衣三类。
▪强的耐旱和耐寒能力(能在裸露的岩石上生长、北极或其它不能生长植物的地方可以繁殖成群落);对空气污染非常敏感(二氧化硫);可将岩石分化成土壤。
④苔藓植物▪有水生向陆生过渡的类型,大多数仍需要生长在潮湿的地方。
▪结构简单而矮小;有茎叶分化,可直立生长,但没有真正的根,只有假根,假根由1或几个细胞构成的丝状体,具有固定和吸收作用如,葫芦藓。
⑤蕨类植物一般陆生,少数水生;有根茎叶的分化;不产生种子,以孢子繁殖;常分布在森林草本层中,不少种类可作为指示植物。
⑥种子植物▪包括被子植物和裸子植物。
▪最大的特征是能产生种子,胚包含在种子内,使胚能够得到更好的保护。
▪裸子植物:主要特征,胚珠外面没有心皮包被,因而形成的种子是裸露的。
多为乔木、常绿的。
常见为苏铁、银杏(世界活化石银杏和水杉)、松、杉、柏。
被子植物:适应陆生生活的最高级、最完善的一类植物。
又可分为单子叶植物和双子叶植物。
藻类、菌类和地衣都没有根茎叶分化称为低等植物;而苔藓、蕨类和种子植物有根茎叶的分化被称为高等植物。
⑵国际植物命名法规简介▪①植物的拉丁学名▪林奈在1753年发表的《植物种志》,首创双名法。
▪每种植物的拉丁学名由两部分组成,包括属名和种加词,另加命名人名。
例如水杉Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng。
②国际植物命名法规国际植物命名法规规规的要点简述如下:▪(一)植物命名的模式法和模式标本▪科或科级以下的分类群的名称,都是由命名模式来决定的。
但更高等级(科级以上)分类群的名称,只有当其名称是基于属名的也是由命名模式来决定的。
种或种级以下的分类群的命名必须有模式标本作根据。
模式标本必须要永久保存,所以不能是活植物。
模式标本有下列几种:▪1)主模式标本(全模式标本、正模式标本)(holotype)是由命名人指定的模式标本,即著者发表新分类群时据以命名、描述和绘图的那一份标本。
▪(2)等模式标本(同号模式标本、复模式标本)(isotype)系与主模式标本同为一采集者在同一地点与时间所采集的同号复份标本。
▪(3)合模式标本(等值模式标本)(syntype)著者在发表一分类群时未曾指定主模式而引证了2个以上的标本或被著者指定为模式的标本,其数在2个以上时,此等标本中的任何1 份,均可称为合模式标本。
▪4)后选模式标本(选定模式标本)(lectotype)当发表新分类群时,著作未曾指定主模式标本或主模式已遗失或损坏时,是后来的作者根据原始资料,在等模式或依次从合模式、副模式、新模式或原产地模式标本中,选定1份作为命名模式的标本,即为后选模式标本。
▪(5)副模式标本(同举模式标本)(paratype)对于某一分类群,著者在原描述中除主模式、等模式或合模式标本以外同时引证的标本,称为副模式标本。
▪6)新模式标本(neotype)当主模式、等模式、合模式、副模式标本均有错误、损坏或遗失时,根据原始资料从其他标本中重新选定出来充当命名模式的标本。
▪(7)原产地模式标本(topotype)当不能获得某种植物的模式标本时,便从该植物的模式标本产地采到同种植物的标本,与原始资料核对,完全符合者以代替模式标本,虽然采集人与采集日期不尽相同,称为原产地模式标本。
▪(二)每一种植物只有1个合法的正确学名,其他名称均作为异名或废弃。
▪(三)学名包括属名和种加词,最后附加命名人之名。
▪(四)学名之有效发表和合格发表。
▪根据“法规”,植物学名之有效发表条件是发表品一定要是印刷品,并可通过出售、交换或赠送,到达公共图书馆或者至少一般植物学家能去的研究机构的图书馆。
仅在公共集会上、手稿或标本上以及仅在商业目录中或非科学性的新闻报刊上宣布的新名称,即使有拉丁文特征集要,均属无效。
自1935年1月1日起,除藻类(但现代藻类自1958年1月1日起)和化石植物外,1个新分类群名称的发表,必须伴随有拉丁文描述或特征集要,否则不作为合格发表。
自1958年1月1日以后,科或科级以下新分类群之发表,必须指明其命名模式,才算合格发表。
例如新科应指明模式属;新属应指明模式种;新种应指明模式标本。
▪(五)优先律原则▪植物名称有其发表的优先律(priority)。
凡符合“法规”的最早发表的名称,为唯一的正确名称。
种子植物的种加词(种名)优先律的起点为1753年5月1日[即以林奈所著而在1753年5月1日出版的《植物种志》(Species plantarum ed.l)为起点];属名的起点为1754与1764年[即自林奈所著《植物属志》(Genera plantarum)的5版与6版开始]。
因此,1种植物如已有2个或2个以上的学名,应以最早发表的名称为合用名称。
例如,银线草有3个学名,先后分别发表过3次:▪Chloranthus japonicus Sieb.,i nNov. Act. Nat. Cur. 14(2):681. 1829.▪Chloranthus mandshuricus Rupr. ,Dec. Pl. Amur. t.2. 1859▪Tricercandra japonica (Sieb.) Nakai ,Fl. Sylv. Koreana 18:14. 1930.按命名法规优先律原则,Chloranthus japonicus Sieb.发表年代最早,应作合法有效的学名,后两名称均为它的异名(synonym)。
▪(六)学名之改变▪由于专门的研究,认为此属中的某1种应转移到另1属中去时,假如等级不变,可将它原来的种加词移动到另1属中而被留用,这样组成的新名称叫“新组合”。
原来的名称叫基原异名(bisionym)。
原命名人则用括号括之,一并移去,转移的作者写在小括号之外。
例如,杉木最初由Lambert定名为Pinus lanceolata Lamb.(1803年)。
1826年,Robert Brown又定名为Cunninghamia sinensis R. Br. ex Rich.。
1827年,Hooker 在研究了该种的原始文献后,认为它应属于Cunninghamia属。
但Pinus lanceolata Lamb.这一学名发表最早,按命名法规定,在该学名转移到另一属时,种加词“lanceolata”应予保留。
故杉木的合用学名为Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.其他两个学名成为它的异名,而Pinus lanceolata Lamb.称为基原异名。
▪(七)保留名(nomina conservenda)▪对不符合命名法规的名称,但由于历史上惯用已久,经国际植物学会议讨论作为保留名。
例如某些科名,其拉丁词尾不是-aceae,如豆科Leguminosae(或为Fabaceae);十字花科Cruciferae(Brassicaceae);菊科Compositae(Asteraceae)等。
▪(八)名称的废弃▪凡符合命名法规所发表的植物名称,不能随意予以废弃和变更。
但有下列情形之一者,不在此限。
▪(1)同属于一分类群而早已有正确名称,以后所作多余的发表者,在命名上是个多余名(superfluous name),应予废弃。
▪(2)同属于一分类群并早已有正确名称,以后由另一学者发表相同的名称,此名称为晚出同名(later himonym),必须予以废弃。
▪(3)将已废弃的属名,采用作种加词时,此名必须废弃。
▪(4)在同一属内的两个次级区分或在同一种内的两个种下分类群,具有相同的名称,即使它们基于不同模式,又非同一等级,都是不合法的,要作为同名处理。
▪属名如有下述情形,如名称与现时使用的形态术语相同,种的模式标本未加指定,名称为由两个词组成,中间未用连字符号相连等时,均属不合格,必须废弃。
▪种加词如有下述情形时,即用简单的语言作为名称而不能表达意义的;丝毫不差地重复属名者;所发表的种名不能充分显示其为双名法的,均属无效,必须废弃。
(二)植物识别的基本方法▪⑴植物的基本特性▪形态学特性、生物学特性、生态学特性、地理分布、利用价值。
▪认识植物种类对了解植被类型和环境条件都有着十分重要的意义。
野外认识植物,要详细观察和记录每种植物的特征和生境条件。
植物个体的特征包括花、果、叶(叶形、叶脉、叶缘、叶质、叶色、叶的大小)、主干、枝干、皮、林相、生活型等。
生境条件主要包括气候(光照、气温、湿度等)、地貌、地质、土壤、水文等。
⑵植物常用形态术语▪1.植物根的形态类型▪根通常是植物向下伸长的部分,用以支持植物体和从土壤中吸取水分和养料的器官,通常双子叶植物种子萌发时,胚根最先突破种皮,向下生长形成主根。
▪主根各级分支叫做侧根。
不论主根或侧根,都有一定的发生位置,均来源于胚根,叫定根,也有些植物可以从茎、叶上产生根,这种不是由根部发生的根,均称为不定根。
▪一株植物根的总体叫做根系。