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《單系多系并系-分支系統(tǒng)學(xué)》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、【支序分類學(xué)】支序分類學(xué)(英語:Cladistics)又稱親緣分支分類學(xué),是一種生物分類的哲學(xué),其指只依據(jù)演化樹分支的順序,而不參考形態(tài)上的相似性來排列物種。此一學(xué)派的主要貢獻(xiàn)者一般認(rèn)為是德國昆蟲學(xué)家威利·漢寧根,他稱此為種系發(fā)生系統(tǒng)學(xué)。分支研究的最終結(jié)果是由被稱之為“分支圖”的樹狀關(guān)系圖來描繪出其假定的關(guān)系。現(xiàn)代的系統(tǒng)學(xué)研究會收集各方面的資料,包括DNA序列、生化數(shù)據(jù)和形態(tài)學(xué)上的數(shù)據(jù)等。在一個“分支圖”中,所有的生物體都如同一片樹葉,且每個內(nèi)節(jié)點(diǎn)理想上都是二元(有兩條分歧)的,在此一分歧點(diǎn)兩端的分類群即稱為“旁系分類群”或“旁系群”。每一枝干,不論其
2、包含了上萬種類別或只有一種類別,都被稱做是一個分支。一個自然的類群應(yīng)該會有包含在任一分支里的所有生物體,這個分支會有著屬于此一分支的唯一祖先(一個不會是此一分支外的其他生命體的祖先)。每一分支都會有一些只共同出現(xiàn)在分支內(nèi)每一個成員上,而不會出現(xiàn)在其他生命體上的特征。這些特征稱之為衍征。例如,堅硬的前翅(鞘翅)是鞘翅目的衍征,而幼葉卷疊式-由卷曲的幼芽舒展成葉子則是蕨類植物的衍征。一個特征狀態(tài)若是同時表現(xiàn)在外類群和其祖先身上時,稱之為“祖征”;而若只出現(xiàn)在之后的后代時,則稱之為“衍征”。用祖征和衍征來代替原始和先進(jìn)這些詞是因?yàn)?,若是在不同的環(huán)境之下,每種
3、特征都有可能是先進(jìn)的。用祖征來指分支的“分類基礎(chǔ)”在非正式的情況下并不會不普遍。一些種類如果比其他種類具有更多的祖征,稱為基本分支,一般來說基本分支比其他衍生分支的種類要少得多,基本分支也可能現(xiàn)在已經(jīng)不存在,例如鳥類和哺乳動物的共同祖先就已經(jīng)不存在,雖然它們之間有許多共同的祖征存在。【支序分類方法】分支分類分析必須收集信息,并區(qū)分什么是“一般特征”什么是“特殊性狀”。在以前,研究者必須區(qū)分哪些特殊性狀是共同祖先以前具有的(祖征),哪些是共同祖先單獨(dú)具有的特征(共源性狀),要和分支以外的種群比較,只有共源性狀才能用來確定一個分支。要確定一個分支,必須有足
4、夠大量的共源性狀,才能說明這種特征不是由于共同的祖征,不是由于趨同進(jìn)化造成的同形相似(因?yàn)樯钤谕画h(huán)境,而不是因?yàn)橛型蛔嫦仍斐傻南嗨铺卣鳎?。例如鳥類和昆蟲有生活在相似的環(huán)境中都具有的翅膀(共同的特征),但卻是沿著不同的進(jìn)化路線發(fā)展的,如果將它們放到一個分支內(nèi)就是錯誤的。共源特征確定后,要依照簡約化的原理確定之間的關(guān)系(也是一種奧卡姆剃刀原理),另外也主要也依照分子進(jìn)化理論,選取最接近的分支?,F(xiàn)代不太容易出現(xiàn)由于研究者自身造成的偏差,因?yàn)橐话惴治龆际褂糜嬎銠C(jī)軟件,現(xiàn)在有各種復(fù)雜的軟件可以用來分析和計算分支。但有時也會出現(xiàn)許多沖突,例如外形特征和基因分
5、析完全不同等,造成分到不同的分支內(nèi),現(xiàn)在種系發(fā)生學(xué)提供了得到大部分人贊同的結(jié)論?,F(xiàn)代DNA系列的測定已經(jīng)比較容易,種系發(fā)生學(xué)得到分子數(shù)據(jù)的支持,計算機(jī)系統(tǒng)可以處理大量的數(shù)據(jù),能精確篩選出真正的共源特征數(shù)據(jù)。更為有效的方法是利用染色體中的反轉(zhuǎn)座子記號。最理想的是將形態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)、以及行為生態(tài)等種系發(fā)生學(xué)的信息結(jié)合起來,沒有一種方法是完全完美的。所有的方法都有自己的誤差,在形態(tài)學(xué)中經(jīng)常發(fā)生趨同進(jìn)化的錯誤,但在分子生物學(xué)中卻經(jīng)常有和外在特征沖突的現(xiàn)象,分子數(shù)據(jù)雖然比利用化石數(shù)據(jù)更精確,但也充滿誤差。各種方法的比較和結(jié)合,才能得到更好的結(jié)果。親緣分支理論并
6、不能取代現(xiàn)在所有的進(jìn)化理論,只是對現(xiàn)有的知識進(jìn)行一些修正。這種理論也可以使用到生物學(xué)以外的領(lǐng)域,目前已經(jīng)應(yīng)用到歷史語言學(xué)中確定語言的族屬分類,和古代文獻(xiàn)考訂中確定文獻(xiàn)派生情況等?!居H緣分支法所用的三種分支方法】結(jié)點(diǎn)分支:最近的共同祖先分出的A和B以及它們的后代。主干分支:包括A和B的比較遠(yuǎn)的共同祖先及其后代,但不包括Z。派生分支:A和B最近的共同祖先及其后代,還包括具有一定的派生特性的較遠(yuǎn)祖先?!局蚍诸惙ǚ诸悺孔詮?960年代以來,生物界出現(xiàn)傾向用親緣分支分類法的“分支主義”,他們主張取消所有非分支的分類系統(tǒng)。但其他分類學(xué)家認(rèn)為雖然種系發(fā)生學(xué)要應(yīng)用親
7、緣分支的技術(shù),但分類仍然有使用傳統(tǒng)的門類的必要,兩種分類法都應(yīng)該存在,因?yàn)椴粌H存在單源種系,也有同源種系。單源種系可以應(yīng)用分支,全體種系都是從一個祖先派生出來的。同源種系雖然意義相同,但其中一部分種群有獨(dú)立的進(jìn)化道路,產(chǎn)生很大的區(qū)別。例如鳥類和爬行類具有同一祖先,但進(jìn)化道路相當(dāng)不同。脊椎動物和無脊椎動物也是從共同祖先演化來的,但不能分到同一類中。此外還有多源種系,例如以前分到一類“厚皮類”中的動物象和犀牛并不是來源于同一祖先,而是各自由不同的薄皮祖先進(jìn)化來的。進(jìn)化分類學(xué)者認(rèn)為多源在分類學(xué)中是錯誤的,如同將趨同進(jìn)化的動物或同形的動物分到一類中一樣。分支學(xué)
8、者認(rèn)為同源種系和多源種系是一樣錯誤的,單系群是依據(jù)共源性狀,可以將各種群進(jìn)行客觀地分類。而同源