【地球生物全系列——植物篇】植物界概述(一)



【地球生物全系列——植物篇】植物界概述(一)



植物界概述(一)真核生物域
植物界
植物(英文:Plant)是植物界(学名:Plantae)各式生物的统称 , 对于其范围 , 在历史上多有变动 。 在前林奈时代到林奈时代 , 除了现今所熟知的植物类群外 , 原核生物、真菌及藻类因不能主动运动或能进行光合作用等与植物类似的特性 , 也被划分进植物界内 。 而根据恩斯特·海克尔、罗伯特·魏泰克、琳·马古利斯、汤玛斯·卡弗利尔-史密斯等生物学家的进一步研究 , 原核生物、真菌和部分藻类先后被排除出植物界 。 在近年来的系统发育和分类学研究中 , 一个常被采用的定义是1981年汤玛斯·卡弗利尔-史密斯定义的植物界(Plantae Caval.-Sm. 1981)[6
, 将原始色素体生物视为与植物等同的概念;另一常见的观点则由赫伯特·科普兰(Herbert Copeland)在1956年定义、只包含绿色植物(Viridiplantae)的植物界(Plantae sensu Copeland 1956) 。
据估计 , 植物界现存大约有450000个物种 , 根据邱园的统计 , 直至2017年 , 在维管植物中 , 381910个物种已被描述和命名 , 其中369000种被子植物 , 1110种裸子植物 , 1300种石松类植物 , 10500种链束植物(狭义蕨类植物) 。 与此同时 , 也不断有新的物种被发现 , 例如在2016年 , 有1730种有胚植物被发现和命名 。
有丝分裂和减数分裂是植物细胞主要的增殖方式 , 但无丝分裂在植物生长和发育中也有重要作用 。 有性生殖和世代交替是植物的重要特征 , 但无性繁殖也是重要的繁殖方式 。
植物的共同祖先通过与蓝藻内共生获得了质体 , 并具备了光合作用的能力 。 绝大多数植物从祖先那里继承了这一结构及能力 , 但也有少数植物丧失了叶绿体这一结构和光合作用的能力 , 转为营寄生生活或腐生生活 。
植物的光合作用是植物主要的物质和能量来源 , 也是生物圈物质循环和能量流动的重要环节 , 是地球大部分生态系统的基础 。 许多植物在人类的生产生活中作为食物、药物、建筑材料、纺织原料等 , 发挥着重要作用 。 以植物为研究 , 是生物学的重要分支 。
1.定义不论在学术意义上还是通俗意义上 , “植物”的定义都众说纷纭 , 多有不同 , 以下简要叙述植物范围的历史变迁 。
(1)极广义植物界极广义植物界(Plantae sensu amplo)指包含细菌、古菌、真菌 , 以及褐藻等与有胚植物远缘的藻类(不一定包含全部现代意义上的细菌、古菌、真菌和藻类 , 但只含蓝藻而不含其他细菌的不在此列) , 采用此种定义的有:Plantae L. 1753 Plantae Engl. 1886 。
在林奈时代 , 系统的进化理论仍未产生 , 因此 , 在他两界系统中 , 采用了极广义的植物概念 , 将所有营固着生活、光合自养的生物定义为植物 。 恩格勒系统继承了林奈的植物界概念 , 将藻类、细菌、真菌都包括在内 , 《植物分科志要(英语:Syllabus der Pflanzenfamilien)》在恩格勒生前发表10个版本 , 去世后由迪尔斯和梅尔希奥各主持一次修订 , 仍然维持了最初的植物界概念 , 将植物界分为17门 。 许多现代植物学课本仍将细菌、古菌、真菌和藻类包含在植物界的范围内进行讲解 , 并在植物界的分门上采用1964年第12版恩格勒系统 , 因此该系统仍有较大影响力 。
(2)排除原核生物的广义植物界随着显微镜的发明和应用 , 生物学家发现了许多兼具传统动物和植物特点的生物 , 例如裸藻、甲藻等 。 因此 , 德国生物学家海克尔先后提出了Plantae Haeckel 1866 Metaphyta Haeckel 1894 , 两个名称范围基本相同 , 都排除了原核生物、黏菌和部分藻类 , 并将其分入原生生物界 。
1983年至2009年 , 在J. GerloffK. Walther和Wolfgang Frey的先后主持下 , 第13版恩格勒系统完成修订 , 并于2012年开始出版 。 该系统在具体纲、目、科的设置方面吸收了大量分子生物学成果 , 但对于植物界整体范围的界定(Plantae W.Frey 2012)只排除了非蓝藻的细菌 , 仍包含了真菌和藻类 。
(3)排除真菌的较广义植物界1959年 , 美国生物学家罗伯特·魏泰克将不含质体的广义真菌从植物界分出 , 提出了一个新的生物分类系统 , 并在1969年再次修订 , 称为“魏泰克五界系统” , 该系统所定义的植物界(Plantae Whittaker 1969 )排除了原核生物、真菌和部分藻类 , 将其分别分入原核生物界、真菌界和原生生物界 , 但仍包含与陆生植物关系较远的褐藻类 。

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