生物的性状分类

海云青飞:整体观科学的一切研究都是以人的进化为中心,对升物分类首先是在分类过程中理清升物进化的规律,方便索引则是第二位的。升物进化的过程就是空间扩展的过程,空间既是升物静态的生理结构,也是升物和环境的交互模式。比如人类,静态看是直立,脑容量大。动态看是直立向前行走,多用眼、手和外界交互

总的来说目前的升物都是空间孤立型的存在,个体各自为生存奋斗,和外部的交互十分原始,这造成升物的寿命很短,需要遗传系统来传统生命,升物有遗传系统,这是升物和原子这样的物质的重要区别。遗传系统对于升物极为重要,因此遗传系统对于升物的分类有十分重要的意义

对于植物分类学,如林奈所说 植物的本质在于结实

对于动物分类学,生殖系统的特点也有重要参考意义



4.8 分类学性状

《生物学思想发展的历史》 恩斯特·迈尔著 涂长晟等译 https://www.tuenhai.com 整理

分类是根据升物的相似和相互关系把它们安置到分类单位中去;升物的相似和关系是由它们的分类性状决定的或由分类性状推知的。这个定义指明分类性状在建立分类中的决定性意义

然而从分类学历史的开端直到现在对什么性状最有用和在分类学研究中最合理一直有很多不同的意见。的确,分类学的历史绝大部分就是对这个问题争议的历史。古希腊人充分意识到功利主义性状,例如植物的药用性质或是否有刺,和植物的其他看来更深层的性质毫无关系。按逻辑分类法分类的本质论者也感到某些性状较之其他性状更重要,更为根本。虽然他们所使用的基本性状和偶然性状这些术语背上了经院哲学教条的包袱,但是他们也确实已经觉察到几个世纪之后才被了解的道理。自从切查皮诺以后就认识到一些非形态性的性状,诸如与人类的关系(饲养的或野生的),季节性(落叶的或长青的),或生活环境都不如结构性性状对分类更为有用。因此自从十六世纪以后结构性状就在分类学中占有支配地位

从切查皮诺到现在的整个阶段中,分类性状问题引起了三场主要论战:

  • (1)应当只用单一的关键性状还是多个(“一切可能的”)性状?
  • (2)应当只允许用形态性状还是也可以用生态的、生理的和行为性状?
  • (3)性状应否加权,如果加权,根据什么标准?

亚里斯多德早已提出在区分动物的类别上有些性状比其他性状更为有用;在分类学的全部历史中很少有人不同意这一结论。(在数值分类学者的某些早期著作中,——Sokal and Sneath,1963——曾经提倡对一切性状同等加权,这可以看作是例外)。因此问题便不是加权与否的问题而是衍生出了两个新问题:应当根据什么原则来确定性状的加权?怎样把加权的量度转入分类?应当注意的是否定加权的某一特定依据并不意味着就是否定加权这一方法。布丰和Adanson虽然赞成利用“尽可能多的性状”,但也没有想把它们同等加权

只要分类基本上是鉴定方案,那末它就必然要依赖单一性状。只要能达到鉴定目的即使按这方法所得到的类别是不均一的也无关宏旨

就植物而论,有经验的植物学家很清楚没有别的植物结构比结实(花,果实,种籽)能提供更多更好的鉴别特征。这一结构系统的特别优点是含有很多数量性状,例如花瓣数目,雌、雄蕊数目。花的另一优点是在一个种之类是相对不变的而又含有大量的显示种特异性差别的可变部分。在研究并指出这些差别方面没有人比林奈更勤奋更成功,虽然和他同时代的某些人埋怨他所用的性状只能用放大镜才能看到

没有一个本质论者会承认利用结实作为分类性状是因为它具有实用价值。本质论者创造了一个只有他们自己才相信的神话,即植物的某些方面在某种程度上比其他方面更重要,因而能更好地反映植物的本质。切查皮诺将植物的营养及其结果(生长)排在最重要位置而将反映结实的生殖放在次要位置,因为植物传代是植物本质的第二位最重要线索,结实的其它方面(花与种籽)是第三位最重要的性状。林奈和他的区别是将结实排在生长之上,理由很简单(《植物哲学》88节):“植物的本质在于结实。”根据实用性而不是根据哲学原因选择花的最好证据也许就是一直到今天花在检索表中使用得最多,尽管关于它的“功能重要性”的论据在两百年前就已被放弃

虽然从盖斯勒(1567)和切查皮诺(1583)直到林奈所有的植物学家都承认结实的重要性,但是由于和结实有关的性状很多所以仍然有一个选择问题。不同的植物学家选择不同的性状作为第一步分类的依据:悌字列弗和Rivinus选用花冠,Magnol选择花萼,Boerhave选果,Siegesbeck选用种籽,林奈选择雌、雄蕊。如果根据结实过程的各个组成部分的生理意义按先后次序排列会很困难。因此在林奈以前的植物学家大多按国籍分裂成几派,英国植物学家追随瑞,德国植物学家按Rivinus(Bachman),法国植物学家则遵循悌宇列弗。因为主要目的是鉴定,悌宇列弗系统由于较之其它两种简明而且易于记忆,所以愈来愈加被植物学家广泛使用,直到后来被更加适用的林奈提出的性系统代替

到了十七、十八世纪已知的动物种类迅速增加,运用形态性状的也逐渐增多,但是在动物学家中像同时代植物学家那样对方法论具有浓厚兴趣的极少。生态性状仍然优先被采用,特别是在脊椎动物以外的动物中。例如Vallisnieri(1713)将昆虫按居住环境分为四类,植物、动物、水(包括甲壳类昆虫)、岩石和土壤。即使也运用形态性状,却没有仔细选择,例如林奈将和鱼相似的鲸分类为鱼,他还把大多数无脊椎动物归入蠕虫类

居维叶的性状从属关系原则是一种加权系统,它指的是有机体的各个部分(器官)的分类学价值(taxonomic value)各不相同。在他的早期(大约在1805年以前)著作中,营养器官,特别是和循环有关的器官,是房维叶高级分类单位的最重要鉴别性状。然而到了1807年,神经系统的重要性被提高了,在对他的四个门的划分与排列次序中具有最重要作用(Coleman,1964)。在较低级阶元的层次中,居维叶往往对不同类别动物的同一性状指定不同的加权。例如牙齿性状在哺乳动物中规定目,在爬虫类中规定属,在鱼类中则只规定种。又例如足的结构对哺乳动物来说具有规定目特征的价值,因为它是哺乳动物行动的主要工具。但对鸟类而言,翼就突出,作为分类性状,足就只具有很低的价值。然而居维叶认为某些性状和阶元等级结构的某一等级有关。很明显地的性状从属关系和植物学家的既定加权系统除了一点以外完全相同,这一点就是在动物中,按传统的亚里斯多德方式,“感受性”被看作是最高级的,因此主要性状来自神经系统。虽然居维叶使无脊椎动物分类发生了革命,但并不是通过引进了新概念,而是通过内部解剖找到了一整套可以运用的新性状

在动物性状的运用上的另一次革命也不涉及新概念而是来自技术进步:显微镜的发明。列文虎克将光学仪器引进到博物学研究中(大约在1673年)是一件伟大的创新,其全部影响,到现在也还没有完全显示出来(近年来运用扫描电子显微镜所取得的新发现就说明了这一点)。即便是林奈系统的关键性状雌、雄蕊也需要放大镜才能辨认清楚。研究甲虫鞘翅或触角的刻纹,翅脉和一切昆虫的生殖突至少也都需要放大镜。而显微镜则是研究水生无脊椎动物,更不用说藻类,原生动物以及其他的原生升物所必需的了

十九世纪20年代以后升物学的显微镜下研究大大加速。对各样大小的有机体的详细组织学观察发现了分类学上极为重要的感觉器官、腺体、生殖系统和消化系统的附属结构以及前所未知的神经系统的细节。完全新的性状(如染色体差异和升物化学差别)也及时被发现,这些也都是技术进步的结果。虽然可供分类学家运用的性状数目增长迅速,但是信息量仍然不够,不足以澄清有关亲缘关系的重要争论

认为某一特殊类型的性状最适于作为分类依据的武断见解在林奈生前已经遭到严厉抨击。但是遭到抨击的并不是加权原则本身而是要进行加权的理由。起初,唯一的加权依据,即被承认作为确定分类上具有实用价值的加权依据,是功能重要性。但是后来又提出了全新的加权依据。拉马克,居维叶以及de Jussieu强调“固定”性状(“constant” characters)的重要性。德坎多尔(DeCandolle)则强调生长对称性,的确在植物中生长对称性往往能表明属和整个科的特征。这种对称性往往可以在花、叶的着生以及植物的其他性状中出现

多性状分类单位(多征单位,Polythetic Taxa)

本质论者认为属是一切具有共同本质的“种”(即从属分类单位)的总体(总和);就是后来分类学家所说的具有某些共同“性状”的种的总体。从最早期的分类开始以来就令人苦恼的发现,某些个体或种缺少分类单位的这个或那个“典型的”(即基本的)性状。拘泥常规的人就会将这样的种划分到别的属;而有经验的分类学家如林奈就会完全不顾这种矛盾。的确,有些高级分类单位只能由多个性状联合起来才能可靠地下定义,其中某个性状可能在该分类单位以外存在,也可能偶或在该分类单位的成员中并不存在。在这样的情况下单一性状并不是该分类单位的成员所必须具有的。但也不是说只要具有这单一性状就足够了

看来阿丹森首先明确地认识到这一点,虽然在他以前瑞在一些论著中也曾含蓄地提到过。Vicq-d’Azyr(1786)曾经讲道“某个类别可以是完全自然的,虽则并不具有组成这个类别的所有种共同具有的单一性状。” Heinccke指出鲱鱼(herring)和西鲱鱼(sprat)彼此有八个结构性状不相同,但是只有十分之一的个体在全部八个性状上彼此不同。Beckner首先将依据性状联合的分类单位定名为“多型的”(PolytyPic)而正式确认这一原则。但是因为“多型的”这个术语在分类学上已按不同的涵义运用,所以Sneath提出用“多性状的”(polythetic)这个词来代替

允许用多性状联合来鉴定高级分类单位就宣告了本质论定义的最后告终。然而早在这之前依赖特别重要性状的全部概念(逻辑分类法所必需的)就已经遭到攻击,并在适当时候产生了分类的全新概念

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