生物系统学原理与方法第1讲ppt课件.ppt
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1、篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物系统学原理与方法生物系统学原理与方法篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统参考书目参考书目郑作新等译郑作新等译 1965 1965 动物分类学的方法和原理。科学出版社,北动物分类学的方法和原理。科学出版社,北京。京。郑乐怡郑乐怡 1987 1987 动物分类原理与方法。高等教育出版社,北京。动物分类原理与方法。高等教育出版社,北京。朱弘复朱弘复 1987 1987 动物分类学理论基础。上海科学技术出版社,上动物分类
2、学理论基础。上海科学技术出版社,上海海赵铁桥赵铁桥 1995 1995 系统生物学的概念和方法。科学出版社,北京。系统生物学的概念和方法。科学出版社,北京。Mayr,E.&P.O.Ashlock.1991.PrinciplesofSystematicZoology.MacGraw-Hill,NewYork.Schuh,R.T.2000.BiologicalSystematics:PrinciplesandApplications.CornellUniversityPress,NewYork.Wiley,E.O.1981.Phylogenetics.Thetheoryandpracticeofp
3、hylogeneticsystematics.Wiley,NewYork.篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介 概述概述 生物系统是自然界最复杂的系统。无论从分子到生生物系统是自然界最复杂的系统。无论从分子到生物圈任何一个层次水平,都充满了悬念和难题。研究这物圈任何一个层次水平,都充满了悬念和难题。研究这样一个复杂系统,需要对纷繁多样的生物现象进行深层样一个复杂系统,需要对纷繁多样的生物现象进行深层次的认知,而这样的认知次的认知,而这样的认知首先基于对千姿百态的生物物首先基于对千姿
4、百态的生物物种的有序研究,即对生物物种进行调查、鉴别、命名、种的有序研究,即对生物物种进行调查、鉴别、命名、归类、描述并探讨它们之间的相互关系和历史渊源。归类、描述并探讨它们之间的相互关系和历史渊源。生物系统学就是专门从事这方面研究的学科。因此,生物系统学就是专门从事这方面研究的学科。因此,生物系统学是生物学最基础的支撑学科之一,是人类认生物系统学是生物学最基础的支撑学科之一,是人类认识自然、了解自然、合理开发和利用自然资源的基础和识自然、了解自然、合理开发和利用自然资源的基础和开端。开端。人类对自然界的认识首先是对生物、自然现象等的人类对自然界的认识首先是对生物、自然现象等的认识,对自然的利
5、用也是如此。因此,生物系统学研究认识,对自然的利用也是如此。因此,生物系统学研究是人类一切生产实践、理论研究的基础和支柱之一。是人类一切生产实践、理论研究的基础和支柱之一。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介 一、生物系一、生物系统学的定学的定义 生物系生物系统学学是关于生物物种多是关于生物物种多样性及物种之性及物种之间相互关系的科学。它系相互关系的科学。它系统地研究生物、生物的地研究生物、生物的层次系次系统,其研究,其研究结果是生物的分果是生物的分类系系统,它,它是研究生物学其他
6、是研究生物学其他问题的基的基础。它既古老又年。它既古老又年轻,新的概念、,新的概念、观点和方法点和方法层出不出不穷。它任重。它任重而道而道远,其任,其任务不是几代人就能完成。不是几代人就能完成。名名词:系系统学学SystematicsSystematics、生物系生物系统学学BiosystematicsBiosystematics、分分类学学TaxonomyTaxonomy(重点是分(重点是分类研究的研究的过程)、程)、分分类(系(系统)ClassificationClassification(分(分门别类的高的高级分分类系系统)。)。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的
7、,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介 一、生物系一、生物系统学的定学的定义研究研究对象:象:物种,以及与物种相关的分物种,以及与物种相关的分类单元(属、元(属、科、目、科、目、)研究内容研究内容:物种多:物种多样性和物种性和物种间的相互关系的相互关系篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物的多样性:研究、利用与保护生物的多样性:研究、利用与保护篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动
8、队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.2.物种多样性物种多样性 物种多样性物种多样性(species diversity)是指多种多样的生物类是指多种多样的生物类型及种类,强调物种的变异性,简单地说是指某一地区型及种类,强调物种的变异性,简单地说是指某一地区分化的物种的总和。物种多样性代表着物种演化的空间分化的物种的总和。物种多样性代表着物种演化的空间范围和对特定环境的生态适应性,是进化机制的最主要范围和对特定环境的生态适应性,是进
9、化机制的最主要产物,所以物种被认为是最适合研究生物多样性的生命产物,所以物种被认为是最适合研究生物多样性的生命层次,也是相对研究最多的层次。从全球角度来看,已层次,也是相对研究最多的层次。从全球角度来看,已被描述的物种约有被描述的物种约有170万个,而实际存在的物种还要多,万个,而实际存在的物种还要多,一般可能有一般可能有1000万(万(1亿亿?)。)。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统主要类群已定名的种类主要类群已定名的种类已描记的种类已描记的种类估计尚待描记的种类估计尚待描记的种类 有机体有机体140180万万100
10、0万万1亿亿 病毒病毒5,0005000,000 细菌细菌4,000400,0003百万百万 真菌真菌70,0001.01.5百万百万 原生动物原生动物40,000100,000200,000 藻类藻类40,000200,00010百万百万 植物植物250,000300,000500,000 脊椎动物脊椎动物45,00050,000 蛔虫蛔虫15,000500,0001.0百万百万 软体动物软体动物70,000200,000 甲壳动物甲壳动物40,000150,000 蜘蛛、螨类蜘蛛、螨类75,000750,0001.0百万百万 昆虫昆虫950,0008100百万百万篮球比赛是根据运动队在规定
11、的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.生态系统多样性生态系统多样性 生态系统多样性生态系统多样性(ecosystem diversity)是指生态系统中是指生态系统中生境类型、生物群落和生态过程的多样化。生态系统由包生境类型、生物群落和生态过程的多样化。生态系统由包括动物、植物和微生物在内的生物群落及其生境括动物、植物和微生物在内的生物群落及其生境(包括光、包括光、温度、水、空气、土壤等等温度、水、空气、土壤等等)所组成,系统内各个组分间存所组成,系统内各个组分间存在着复杂的相互关系和多样化。生态过程是指生态系统的在着复杂的相互关系和多样化。生态
12、过程是指生态系统的组成、结构和功能随时间的变化,以及生态系统的生物组组成、结构和功能随时间的变化,以及生态系统的生物组分之间及其与环境之间的相互作用,包括能量流动、水分分之间及其与环境之间的相互作用,包括能量流动、水分循环、养分循环、生物之间的相互关系循环、养分循环、生物之间的相互关系(如竞争、捕食、共如竞争、捕食、共生等生等)。与遗传多样性和物种多样性相比,定义和测定生态。与遗传多样性和物种多样性相比,定义和测定生态系统多样性是比较困难的。这是由于生态系统是动态的,系统多样性是比较困难的。这是由于生态系统是动态的,而且生物群落和生态系统的界限常常难以确定所致。而且生物群落和生态系统的界限常常
13、难以确定所致。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统生物多样性的利用、保护、丧失生物多样性的利用、保护、丧失生物多样性的丧失:生物多样性的丧失:全球生物多样性正在以超出自然全球生物多样性正在以超出自然灭绝率灭绝率1000倍的速度丧失,倍的速度丧失,物种、基因、资源、物种、基因、资源、丧失!特别是许多物种在未被描记、在未对其潜在丧失!特别是许多物种在未被描记、在未对其潜在作用及经济意义认识之前即已灭绝!作用及经济意义认识之前即已灭绝!因此生物多样性研究特别重要,已经引起广泛关注。因此生物多样性研究特别重要,已经引起广泛关注。与
14、灭绝竞赛。与灭绝竞赛。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介(一)生物系(一)生物系统学的定学的定义生物系统学(SystematicsorBiosystematics)源于拉丁化的源于拉丁化的希腊字希腊字systemasystema,为著名的瑞典博物学家林奈,为著名的瑞典博物学家林奈CarolusLinnaeus最早使用。最早使用。内容:内容:种类鉴定与分类、系统发育种类鉴定与分类、系统发育关系、乃至生物地理。关系、乃至生物地理。生物分类学(狭义):生物分类学(狭义):Taxonom
15、y内容:种类鉴定与分类内容:种类鉴定与分类“Systematicsisthescientificstudyofthekindsanddiversityoforganismsandofanyandallrelationshipsamongthem(Simpson1961)”.两个问题:生物种类的多样性、生物之两个问题:生物种类的多样性、生物之间关系的多样性。是关于生物物种多样性及物种间相互间关系的多样性。是关于生物物种多样性及物种间相互关系的科学。关系的科学。分类思想、分类实践源远流长;起源于动物的认知(对自然分类思想、分类实践源远流长;起源于动物的认知(对自然界、周围事物的辨认);许多动物具有
16、分类的技能。界、周围事物的辨认);许多动物具有分类的技能。生物系统学(分类学)作为一门正式的科学,诞生于生物系统学(分类学)作为一门正式的科学,诞生于17581758年,年,以林奈的以林奈的自然系统自然系统SystemaNaturae第十版的正式出版第十版的正式出版及及双名法双名法的产生为标志,是一门历史悠久(的产生为标志,是一门历史悠久(250250年)的基年)的基础学科。础学科。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介(二二)生物系生物系统学的研究学的研究内容内容1.1.研究、区分
17、和确定自研究、区分和确定自然界中的各个物种,然界中的各个物种,予以命名、描述,提予以命名、描述,提供正确供正确认识和辨和辨别物物种的知种的知识和和资料。料。鉴定定IdentificationIdentification篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介(二二)生物系生物系统学的研究内容学的研究内容2.2.探探寻物种或物物种或物类之之间的的亲缘关系,追溯关系,追溯其其进化化过程。程。系系统发育育PhylogenyPhylogeny根据物种之根据物种之间的系的系统发育(育(亲缘、血、
18、血缘)关系,确定所属的分关系,确定所属的分类阶元元层次,制定各次,制定各个物个物类的分的分类系系统(ClassificationClassification)。)。分类(分类(classification)是对生物分类单元的一种)是对生物分类单元的一种类群中又有类群的组织方式。这种组织方式可以类群中又有类群的组织方式。这种组织方式可以用多种方法表示。大多数分类采用林奈阶层系统用多种方法表示。大多数分类采用林奈阶层系统的形式,并用林奈分类位阶(门、科、属等等)的形式,并用林奈分类位阶(门、科、属等等)表示类群及亚类群(表示类群及亚类群(subgroup)的相对地位。分)的相对地位。分类也可以用树
19、状图或者类也可以用树状图或者Venn图来表示。图来表示。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介(二二)生物系生物系统学的研究内容学的研究内容3.3.探讨物种及物类在空间上的进化历史与过探讨物种及物类在空间上的进化历史与过程程 生物地理学生物地理学BiogeographyBiogeography篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系
20、统是一种得分类型的系统开展生物系统学研究必须具备的基本条件开展生物系统学研究必须具备的基本条件1.生物标本:采集、标本馆(博物馆);生物标本:采集、标本馆(博物馆);2.分类文献:收集(交换、复制)、图书馆、网络;分类文献:收集(交换、复制)、图书馆、网络;3.仪器设备:显微镜、解剖镜、电子显微镜(扫描仪器设备:显微镜、解剖镜、电子显微镜(扫描SEM、透射透射TEM、计算机、计算机、;分子学研究仪器(;分子学研究仪器(PCR仪、仪、);4.分类学工作者(我们自己):兴趣、分类知识、原理、分类学工作者(我们自己):兴趣、分类知识、原理、方法。方法。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来
21、决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介 二、生物系二、生物系统学的科学意学的科学意义(一)生物系统学是研究物种多样性的科学(一)生物系统学是研究物种多样性的科学 生物多生物多样性是一个涉及基因、物种和生性是一个涉及基因、物种和生态系系统三三个不同个不同层次的涵盖非常广泛的概念。生物系次的涵盖非常广泛的概念。生物系统学学仅在物在物种水平研究生物多种水平研究生物多样性,用一种更易掌握和表达的形式性,用一种更易掌握和表达的形式生物等生物等级系系统biotic hierarchy表达与物种相关的表达与物种相关的生物多生物多样性知性知识。生
22、物系生物系统学以物种和与物种相关的分学以物种和与物种相关的分类单元元为对象,研究生物的形式、象,研究生物的形式、结构和功能多构和功能多样性。因此,物种性。因此,物种水平上的生物多水平上的生物多样性研究,即生物系性研究,即生物系统学将学将为基因和生基因和生态水平上的生物多水平上的生物多样性研究提供有序的研究基性研究提供有序的研究基础。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统阶层分类 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简
23、介 二、生物系二、生物系统学的科学意学的科学意义 反差:反差:巨大的生物物种数量,缓慢的系统分类巨大的生物物种数量,缓慢的系统分类工作。工作。人为活动的破坏,生物物种数量的锐减,人为活动的破坏,生物物种数量的锐减,生物系统学工作的滞后。生物系统学工作的滞后。任务:任务:生物系统学研究的艰巨性和紧迫性生物系统学研究的艰巨性和紧迫性篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介 二、生物系二、生物系统学的科学意学的科学意义(二)生物系统学是研究物种相互关系的科学(二)生物系统学是研究物种相互关系
24、的科学是生物学其他学科分支学科的基础是生物学其他学科分支学科的基础基本任务基本任务:生物物种分类;物种间的相互关系:生物物种分类;物种间的相互关系物种之间的关系物种之间的关系:历史关系与现行关系:历史关系与现行关系现行关系:现行关系:指生物物种之间性状分布的异同规律(性指生物物种之间性状分布的异同规律(性状分布格局)、现代空间分布格局、物种在行为、生状分布格局)、现代空间分布格局、物种在行为、生态学方面的广泛联系,这方面包括广义的生物物种之态学方面的广泛联系,这方面包括广义的生物物种之间所有的生物学关系。间所有的生物学关系。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球
25、比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第一章第一章 生物系统学简介生物系统学简介 二、生物系二、生物系统学的科学意学的科学意义历史关系:历史关系:物种在漫长的历史长河中进化而来的谱系物种在漫长的历史长河中进化而来的谱系(亲缘(亲缘affinity、谱系、谱系genelogy?)关系,具有广义的)关系,具有广义的系统发育系统发育phylogeny关系。关系。生物系统学对物种建立的分类系统力图能反映生物系统学对物种建立的分类系统力图能反映物种之间的谱系关系,将这种关系以各种科学的方式物种之间的谱系关系,将这种关系以各种科学的方式表现出来。特征:形态的、行为的、生理的、表现出来。特征:形态的、行为的
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