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植物分类学的应用与前景

时间:2022-10-06 百科知识 版权反馈
【摘要】:由此可以看出,我国系统植物研究方面相关论文发表较少是我们与先进国家的差距之一。我国不少属植物中存在分类学疑难问题,有大量复合体,需要进行物种生物学研究,在这方面也有大量工作需要进行。

我国近70多年来植物志的编写工作出现了一个跃进,贡献巨大,这是因为,有了这些志著,就有可能促进我国有关植物类群的细胞分类学、化学分类学、分支系统学、分子系统学等方面的深入研究,这些志著也为植物学各分支学科研究的有关植物的正确鉴定提供了工具。此外,还为生物多样性研究和植物资源的开发、利用提供了科学依据。

但我国的植物志编写工作与欧洲各国差距较大,欧洲各国的植物志编写工作已持续二三百年,经过多数分类学家的多次修订,持续不断进步,例如Tutin主编的《Flora Eu ropean》(《欧洲植物志》),是国际公认的高水平著作,其中第1卷于1964年出版,30年后的1993年,第2版的第1卷又问世了,内容又有改进。中国植物的志著水平向欧洲志著水平看齐,尚需不断修订。

美国学者R.F.Thorne在2000年发表的一篇关于单子叶植物分类的文章《The clas

sification and geography of the monocotyledon Subclasses Alismatidae,Lilliidae and Commelinidae》(单子叶植物泽泻亚纲、百合亚纲和鸭跖草亚纲的分类和地理),是他对单子叶植物分类系统的最近一次修订。Thorne的被子植物系统是当代4个著名系统之一,现在Dahlgren、Cronquist和Takhtajan已先后过世,4个著名被子植物分类专家仅剩他一人。

这篇文章共28页,其中参考文献625条,占22页。文献统计见表1—1。

以年代统计:625条中,1980年以前发表的文献116条,1980年以后发表的文献509条。其中大多数是20世纪90年代发表的,而分子系统的88条全部是20世纪90年代发表的。

上述数据至少说明3个问题:

一是过去70年中,国际植物学的发展趋势情况,突出发展的是植物分子系统学研究,超过了解剖、形态、胚胎、孢粉、化学等方面在植物领域的研究。

二是Thorne在文章前言中对各种数据作了评价:“虽然分子系统学家作出有价值的贡献,但形态学从微形态学到胚胎学、孢粉学以及种子、幼苗、果实、花部、叶和茎的解剖等所有方面仍然是极为重要的。如给以适当加权,形态学特征在系统发育研究的工具当中,可能继续保持其极有价值的工具地位。”

三是在625条文献当中,中国人发表的大约有8条,其中3条是分类学的,植物区系、分子系统学、胚胎学、孢粉学和免疫学各有1条。由此可以看出,我国系统植物研究方面相关论文发表较少是我们与先进国家的差距之一。

表1—1 Thorne文章引用文献统计

2000年,瑞典自然历史博物馆显花植物研究所所长B.Nordenstam教授邀请6位专家讨论21世纪系统植物学的奋斗目标。主持人是奥地利学者F.Ehrendorfor,小组成员有瑞典学者K.Bremor,日本学者K.Inutsuki,德国学者K.kubitzki,英国学者G.T. Prance,美国学者R.F.Thorne。

专家们经过讨论,认为在21世纪系统植物学要做的工作有7项。

(1)在世界生物系统多样性消失之前,编写出(世界有机体)名录和有关文献汇编。

(2)对有机体的所有类群进行从形态学到分子的多学科分析,同时也考虑发育、生殖、生态和分布等方面。

(3)力求稳定所有有机体的命名和分类。

(4)建立国际数据库系统,能输入或输出所有种的资料,以便为鉴定、比较、地区和专著等方面提供条件。

(5)利用上述资料,让科学家和公众了解情况,并用来训练分类学家(并为其找到工作),以挽救地球生物界及其多样性。

(6)逐渐重建有机体在时间和空间上的系统发育,以系统发育为根据,为建立一个有预见性、有用的系统奠定基础。

(7)发现和揭示进化的机制和动力,以及过去和现在的有机体的起源和多样化。

中国科学院院士王文采认为,对上述第一项任务,即关于编写世界植物名录,有两点建议。

第一,在讨论中,Prance和Bremer均提出热带地区植物采集不够的问题,这很重要。一个地区的植物调查采集工作是该地区植物名录或植物志编写的基础,如工作很差,则不可能进行编写。

第二,要编写正确鉴定的植物名录,科、属是分类学修订的基础。

1963年,英国学者Davis和Hegward在他们编写的名著《Principles of angiosperm taxonomy》(《被子植物分类学原理》)中指出现在分类学存在一个问题:许多大属缺少全面修订,以致种类不断增加,分类情况不明。他们举出大戟科的大戟属Euphorbia,菊科的千里光属Senecio,茄科的茄属Solanum,毛茛科的毛茛属Ranunculus4个例子。这4个属只在19世纪瑞士学者De Candolle主编的《Produrums》中收载800种,现在增至2000多种,迄今的100多年间还没有人进行第二次修订。

缺乏修订性工作,编写的名录的质量就不能得到保证,在这次会议的讨论中,这个问题未涉及,说明现在植物分类学中忽视了修订工作。

美国胚胎学家D.Southworth曾认为分子系统学研究在21世纪的目标之一就是发现和解释所有等级的分类群形态区别的遗传基础。这方面的解释不同于分子序列数据的系统树,因为只有对植物志之相似和差异有重要关系的基因,才应予考虑。

王文采院士还认为:在被子植物中由于花部构造由分生到合生,数目的突变,子房上位到下位,花粉单沟到三沟,胚珠类型的变化,珠被二层到一层,厚珠心到薄珠心等演变,从而形成各种各样的新类群,那么控制这些特征演变的基因是如何演变的?这很重要。由此可能找到原始的被子植物。

关于中国植物分类学今后的工作建议:

(1)调查采集方面。瑞典的调查采集阶段已经结束,已无空白地区。我国自钟观光先生于1910年左右采集标本,到现在各植物学研究机构积累了大量标本,成绩巨大,但现在各学报仍不断有新种发表,这是由于我国幅员辽阔,采集的空白地区很多,因此,我国的调查采集工作与瑞典相比有不少差距,这个阶段的工作还需继续下去。

(2)描述方面。我国的全国植物志和地方植物志要长期不断地进行修改和补充,争取早日达到欧洲的高水平,如有充足的人力、资金,可进行大属的分类学修订工作。

此外,在植物分类学普及方面,建议编著一些名山的植物检索表,如云南玉龙山,昆明西山,四川峨眉山、青城山、金佛山,山东泰山等。

(3)试验方面和分子系统方面。在20世纪30年代左右,美国形态学家I.W.Bailoy和同事对被子植物一些原始科进行形态解剖等方面的深入研究,为了解被子植物的系统发育作出重要贡献。

我国植物繁多、复杂,但进行过解剖、细胞、孢粉、胚胎、化学等多学科研究的数目有限,在这方面有大量工作可做。我国不少属植物中存在分类学疑难问题,有大量复合体,需要进行物种生物学研究,在这方面也有大量工作需要进行。

在试验分类学方面的移植(transplantation)工作,在我国还未进行过,这方面的工作对了解物种形成和种界限的划定有重要意义,如有人力、物力,也可进行这方面的工作,以填补此空白领域。根据对Thorne论文参考文献的分析,在试验性工作上我们与发达国家尚有不少差距。

研究工作达到一定数量时,才有可能看出一些新规律,提出合乎系统发育的新解释。

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