生物多样性的概念

生物多樣性-----分類的概念

何謂分類

-把不同的印像及觀察組成類群

-是學習的過程---由各組相似之物學習研究

分類的原因

-處理數量龐大的生物資料,把資料有組織地區分成不同類別,以便將來用作研究及參考。

-替生物加上通用名詞,有助於科學家們之間的交流及避免含糊,也使人們更容昜查出關於

某個別生物的資料。

-分類能反映各組別中生物間的相似性質及進化上的關係。

生物的分類

這世上並無任何「絕對正確」的分類系統,因為所有生物組成的是一個連續體,分成類別只

是純為方便人們研究和翻查資料用。其中有兩個較常用的系統:

1.人為分類系統(ArtificialSystem)

-利用易於察看的形態(Morphological)/表現型(Phenotypic)之特徵。

-毋須根據種系發生的關係(phylogeneticrelationship)

∴方便使用

2.自然分類系統(NaturalSystem)

-現代基於假設的(hypothetical)種系發生的(phylogenetic)關係的分類階梯(hierarchy),

每個類別中的成員皆共同擁有相同的一個祖先(ancestor)。

[假定的共同祖先的確定是基於同源的特徵(homologouscharacters),這些特徵在起

源、結構以及部位上均有著根本的相似性質,不管它們在成體(adult)中起何種功

能。]

Theclassificationsystemissubjecttochangeasnewevidencesappears.

瑞典植物學家林奈(Linnaeus)1707-1778

-制訂了雙名系統的命名法(BinomialSystemofNomenclature)/雙名法(Binomial

Nomenclature)。

-每個生物的學名都有兩個拉丁文名部份,在文章中往往以斜體字印刷或在書寫字體

下加上分隔的橫線予以區別:

例:Man—Homosapiens/Homosapiens

第一部份是屬名(第一個字母常用大楷),第二部份為種名(全部字母以小楷寫)。

林奈的生物分類階梯:

界(Kingdom)

門(Phylum)

綱(Class)

目(Order)

科(Family)

屬(Genus)

種(Species)

界(Kingdom)

-起初,生物只被分類為植物及動物兩界

-隨著這些數量龐大又多樣化的生物在形態上、生物化學上及生理上有更多的特徵被發現,

便需要有新的分類體制被採用。

五界(FiveKingdom)

-由生態學家RobertWhittaker建議

-是現代最受大部份生物學家接受的分類方法:

i.原核生物界(KingdomMonera)

ii.原生生物界(KingdomProtoctista)

iii.真菌界(KingdomFungi)

iv.植物界(KingdomPlantae)

v.動物界(KingdomAnimalia)

-而五界的進化關係(Evolutionaryrelationship)如下:

種(Species)

-分類的最基本單。

-種內的生物擁有結構(structure),功能(function),及發展(development)上的相似性。

-種內的生物能互相交配生產可以生育之後代,而不能與別個種之生物於自然條件下交配

繁殖出可生育之彼代。

屬(Genus)

-把各個相近的種組成一屬。

科(Family)

-把各個相近似的屬組成一科。

:

如此類推地建成分類的階梯。

[亞種(Subspecies)

-種是分類的基礎單位,但不是常用中最小的單位。

-壹些地理上分隔了的同種(samespecies)而不同生境(habitat)的不同種群

(populations)常因隔離(isolation)而發展出某些貫的特徵把它們與同種中的其他種

群有所區別。若這些不同的種群互相交配,它們可產生有生育能力的下代,可見它

們都是屬於同一個種的。

-我們稱呼這些擁有一貫而不同的特徵之各個種群為亞種(Subspecies)或變種/品

種(Varieties)。

-至於一些細小的生物如細菌則稱為品系/菌株(strain)。]

真菌界動物界植物界

原生生物界

原核生物界

在分類學上有兩個較界更大的範疇

1.原核生物(Prokaryotes)

-缺少細胞核(nucleus),只有無核膜的核質散佈區域。

-脫氧核糖核酸DNA並非存在於染色體內,而是形成一環形DNA。

-細胞分裂時沒有紡綞體(Spindle)。

-鞭毛(flagellum)簡單(如果存在),缺乏微管(microtubules)。

-70S核糖體(較小,ribosome)。

-沒有被膜包圍的細胞器(membrane-boundedorganelles)。

例如:內質網(Endoplasmicreticulum)

粒線體(Mitochondrion)

葉綠體(Chloroplast)

溶菌體(Lysosome)……等等

-沒有大液泡(vacuoles)。

-細胞壁(cellwall)由氨基酸和多糖組成(成份因種類而不同)。

-全屬於原核生物界(KingdomMonera)。

2.真核生物(Eukaryotes)

-有細胞核(由雙核膜包圍,內有核仁)。

-DNA與蛋白質(protein)組成染色體(chromosome)置於細胞核內。

-80S核糖體(80Sribosomes),較大,可散佈於細胞質(cytoplasm)中,或附於內質網上。

-被膜包圍的細胞器可能存在(單膜或雙膜)。

-包括其餘四個界中的生物。

-鞭毛有“9+2”排列的微管。

-其他特質請看’細胞’一課

3.其他

-例如:病毒(virus)

--不屬於原核生物、真核生物或五界中任何一類。

生物

病毒(?)原核生物真核生物

原核生物界原生生物界

真菌界

植物界

動物界

Virusarenotincludedinthe

systemsincethebody

organizationiscompletely

differentfromotherorganisms

andtheiroriginandevolution

hadnotyetbeenclarified.

TheFiveKingdomSystemofgroupingorganisms

ThemostwidelyacceptedsysteminrecentyearsistheFiveKingdomSystem.

Thefive-kingdomclassificationincurrenturecognisthekingdomsProkaryotae,Protoctista,Fungi,Plantae,

yotesappearedabout3,500millionyearsagoandcompriavarietyoforganisms

otesincludeprotoctists,fungi,pearedabout

2,000millionyearsago,andprobablyevolvedfromprokaryotes.

PhylogeneticRelationshipsoftheFiveKingdoms

SixKingdomsofclassification-----Theclassificationsystemissubjecttochangeasnew

evidencesappears:

Mostbiologistsacceptedthefive-kingdomclassificationsystempropodbyWhittakeruntilthelater1980s,when

molult,itwaspropodtoparate

Prokaryotaintotwokingdoms:Archaebacteria(theyareabletosurviveinextremeconditions:halophiles–salty,

methanogens–inwageandswampdimentsandthermophiles–hotandacidic)andEubacteria(comprisalltheother

bacteria).

Suchasystemissubjecttochangesinthefuture,asvirusarenotyetassignedtoanyofthekingdom.

Dichotomouskey(二叉式檢索表)---基於外在/可觀察特徵

例:建構一簡單二叉式檢索表以確認以下的生物類別:

1a細胞有細胞壁……………………………………………2

1b細胞沒有細胞壁…………………………………………3

2a有維管組織……………...………………………………Fern(蕨)

2b沒有維管組織………………………….…………………Algae(藻)

3a單細胞生物……………….………………………………Amoeba(變形蟲)

3b多細胞生物……………………………………………….Fish(魚)

Wayofusingthedichotomouskey:

1a2bAlgae(藻)

Exercis:

tructadichotomouskeytoidentifythefollowingtypesoforganisms.

SuggestedSimpleDichotomousKeytotheAboveClassification

COLUMNACOLUMNB

1aFlowering6

1bNon-flowering2

2aSeed-bearingGymnosperm

2bSeedless3

3aPlantbodydifferentiatedintostem,leavesorroots4

3bPlantbodynotdifferentiatedintostem,leavesorroots5

4aHavedistinct‘stem’and‘leaves’butnotruerootsMoss

4bStem,leavesandtruerootsFerns

5aCellulocellwall,chloroplastorotherphotosynthetic

pigmentsprent

Algae

5bNocellulocellwallandphotosyntheticpigmentFungi

6aOnecotyledon;floralpartsin3s;fibrousrootsystem;parallel

leafvenation;stemusuallyherbaceousandslender

Monocotyledons

6bTwocotyledons;floralpartsin4sor5s;taprootsystem;net

leafvenation;stemhard,woodywithcondarythickening

Dicotyledons

生命形式

非細胞實體(沒有細胞構造):

病毒(beknownasvirionsoutsidecells)

(如:流感病毒、愛滋病毒、沙士病毒)

-蛋白質外殼

-遺傳物質(DNA或RNA)

-微小,電子顯微鏡下才可看見

-manycanbecrystallized

有細胞構造:

生物

-由細胞膜包圍

-內有細胞質及其他細胞器

-有生物的七個特徵

-分成五個界

有由核膜包圍染色體形成的細胞核(真核生物):沒有細胞核:

1.原核生物界生物

-遺傳物質散在細胞質中

-單細胞生物

-微小,在高倍光學顯微鏡下才可

看見

-非纖維素細胞壁

-沒有沒有由膜包圍的細胞器

如:細胞核、葉綠體及線粒體

-無處不在

-包括:

--所有細菌

(如:炭疽桿菌、霍亂弧菌)

(DistinguishofEubacteriaand

Archaebacteriaisnotrequired)

--氰細菌(因有葉綠素,故又名

藍綠藻)

細胞沒有特化的

2.原生生物界生物

-多細胞生物或單細胞生

物

-包括:

i.原生動物

(細胞似動物的)

如:變形蟲、草履蟲

ii.藻(細胞似植物的)

如:水綿屬、墨角藻

屬、矽藻(硅藻)

類

iii.黏菌(真菌似的)

3.真菌界生物

-有幾丁質細胞壁

-沒有根、莖、葉及

葉綠素

-通常腐生或寄生

-由菌絲組成菌絲體

的

i.黴菌

(如麵包黴)

ii.菇類

(如蘑菇)

-單細胞的

iii.酵母菌

4.植物界生物

-有纖維素細胞壁

-有葉綠體

-包括:

i.無花植物

-蘚

-蕨

-裸子植物

ii.有花植物

-單子葉植物

-雙子葉植物

5.動物界生物

-沒有纖維素細胞壁

-沒有葉綠體

(見第二章:動物細胞

結構)

-包括:

i.無脊椎動物

ii.脊椎動物

-魚類

-兩棲類

-爬行類

-鳥類

-哺乳類

植物界KingdomPlantae:

Kingdom界:植物

Divisions門:苔蘚植物門真蕨門裸子植物被子植物門

Class綱:MoncotyledoneaeDicotyledoneae

單子葉植物雙子葉植物

植物界中各門之比較(ComparisonbetweendifferentDivisionsofPlants):

Division

門

Bryophyta(Moss)

苔蘚植物門

Filicinophyta(Ferns)

真蕨門

Gymnosperm

裸子植物

Coniferophyta

松柏門

Angiospermophyta

被子植物門

細胞或組織

的分化

分化成為簡單的’莖’,’

葉’及’假根’,並有繁殖

構造

有具纖管組織的根、莖和

葉,細小成心形的原葉體

有具維管組織的根、莖和

葉,並有毬果及裸露的種

子用於繁殖

有具維管組織的根、莖和

葉,並有花及藏於果實

的種子用於繁殖

生境潮濕陰暗及冷涼的地

方

具有足夠的濕度於繁殖

時期以利受精的地方(例

如:山邊的空曠地方)

不同的陸上生境,尤其於

溫帶地區

不同的陸上及水生生境

例子

Funaria

葫蘆蘚

Dryopterisfilix

鱗毛蕨

Pinussylvestris

松

(任何正確答案)

ComparisonofClassMonocotyledoneaeandClassDicotyledoneae

Monocotyledoneae單子葉植物Dicotyledoneae雙子葉植物

Embryohasonecotyledon胚胎一片子葉Embryohastwocotyledons胚胎二片子葉

Narrowleafwithparallelvenation平行葉脈Broadleafwithnet-likevenation網狀葉脈

adventitiousroots不定根taproot主根,lateralroots側根

Scatteredvascularbundlesinstem莖部的維

管束分散

Ringofvascularbundlesinstem莖部環狀

排列的維管束

Flowerpartsusuallyinthrees花瓣等常是三

的倍數

Flowerpartsusuallyinfoursorfives花瓣等

常是四或五的倍數

---lily百合s---daisy雛菊

KingdomAnimalia:

PhylumCnidariaPlatyhelminthesAnnelidaArthropodaMolluscaEchinodermataChordata

Symmetry

Radialsymmetry輻射

對稱

Bilateralsymmetry

兩側對稱

Bilateralsymmetry兩

側對稱

Bilateralsymmetry兩側

對稱

Bilateralsymmetry兩側對

稱

Pentamerous

(5-rayed)symmetry

Bilateralsymmetry兩側

對稱

Supportsomehavechitinous

exoskeleton(Perisarc)

inObelia

nil

-----------

Coelomicfluidactas

hydroskeleton

Chitinouxoskeleton

withjointedappendages

onbodygments

ExternaldorsalshellMesodermal

calcareousplates

bearingspinesas

endoskeleton

Endoskeletonwith

notochordorbackbone

unique/

specific

characteristics

generally

foundinthe

phylum

-Diploblastic,

non-gmented

acoelomate

-gut腸(enteron)

withoneopeningas

boththemouthand

anus同一出口作為

口部及肛門

-unique獨有

Nematocysts(sting

cells/cnidocytes)

intentacles帶刺細

胞的觸鬚for

defenceand

capturingfood

-polymorphism多形

態現象shown:

ssilehydroid固著

的螅體formand

mobilemedusoid

form移動的水母體

-flatdorsoventrally

背腹地扁平

-ungmented

worm

-beginningof

cephalization開

始有頭部的形

成

-oneopeningrve

asmouthandanus

同一出口作為

口部及肛門

-cylindrical

metamerically

gmentedbody身

體有分節現象

coveredby

non-chitinouscuticle

被一層薄而濕潤

的非幾丁質角質

層覆蓋

-paratedopeningof

mouthandanus口部

與肛門之開口是

分開

-cephalizationbutmay

benotdistinctin

somemembers

-mayhavechaetaein

gments

-Coelomicfluidactas

hydroskeleton

-Chitinouxoskeleton

withjointed

appendagesonbody

gments

-expandedhaemocoelas

mainbodycavity

-bodybasicallydivided

intohead,thoraxand

abdomen(maybefud)

-mayhavecompound

eyes

-paratedmouthandanus

-Growthinstagesafter

moulting.

-Externaldorsalshell

-reducedcoelom,blood

(withhaemocyanin)flowin

haemocoel

-softbodycoveredbya

dorsalshell(calcareous)

-bodydividedintohead,

visceralmass/visceral

hump(coveredbymantle

insidemantlecavity)and

muscularfoot

-mosthaveradula(but

abntinbivalves)

-mostaquaticandhavegills

-paratedmouthandanus

-Mesodermal

calcareousplates

bearingspinesas

endoskeleton

-withmouthand

anusparated

-unqiuewater

vascularsystem

--water-filled

coelomictubes

--withextensionof

tubefeet

--axual

regeneration

-Endoskeletonwith

notochordorbackbone

-prenceofnotochord

inembryo

-notochordreplacedby

vertebralcolumnin

adultsofvertebrates

-asingle,dorsaland

hollownervecord

-paratedmouthandanus

-gillslitsinembryo

Example(s)

Obelia藪枝螅

(ClassHydrozoa)

Jellyfish水母

coral珊瑚,a

anemone海葵

Planaria渦蟲

(Class

Turbellaria)

tapeworm絛虫

Earthworm/

Lumbricus

(ClassOligochaeta)

SuperclassCrustacea:

Palaemon

(acommonprawn)

Musl

(ClassBivalvia)

Starfish

(Class

Stelleroidea)

fish,amphibian,reptile,

birdandmammal

ClassIncta:

Chorthippus

(agrasshopper)

Habitatofthe

Marine海生/shallow

QuietfreshwaterMoistterrestrialsoilFreshwater/marineMarineMarine

example(s)

coastalwaters淺岸stream,pondsand

understones恬靜

淡水

insidehuman

body人體內

habitats/dampearth

Terrestrial(and)

4.2.9Classificationofarthropods

PhylumArthropoda

ClassCrustacea

(crustaceans)

ClassIncta

(incts)

ClassArachnida

(arachnids)

Class

Myriapoda

Cephalothoraxcoveredbya

carapace,

strong&massiveexoskeleton

hardenedbyCaCO

3

etc.

2pairsofantennae,

3pairsofmouthparts,

apairofstalkedcompoundeyes

(crab)orcompoundeyesmayfuto

formsingleeye(daphnia),

Onepairofappendagesoneach

gmentonboththoraxand

abdomenbears1pairofbiramous

appendages(dividedinto2branches

attheba)modifiedforvarious

pture,swimming,

walkingetc.

Bodydividedintohead,thoraxand

abdomen,

headbears1pairofantennae,

1pairofcompoundeyes;

thoraxbears3gments,eachbear1pair

ofjointedlegstotally3pairs,

2/1/nopairsofwings.

Bodydividedinto2regions:

othorax(prosoma):

bears1pairofchelicerae

and1pairofpedipalps

(nsory&prehensile)and4

pairsofwalkinglegs.

Simpleeyesonlyandno

antennae.

n(opisthosoma):no

appendages

Eyessimple,compoundor

abnt;

1pairofantennae;

numerousbodygments;

eachgmentbearing1pair

(ipede)or2pairs

ofappendages(

millipede).

Examples:

shorecrab,prawn,daphnia,

barnacles

Examples:gardenspider

Examples:

cockroach,grasshopper,mosquito,

Examples:

centipede,millipede

CLASSIFICATIONOFVERTEBRATES

[生物學探究(上冊)P.134]

Canyouconstructadichotomouskeytoidentifyvertebratesyoucomeacross?

PhylumChordata(Vertebrates)

ClassPisces

(fishes)

ClassAmphibia

(amphibians)

ClassReptilia

(reptiles)

ClassAves

(birds)

Class

Mammalia

(mammals)

-fins

-gills

Cartilaginousfish

-cartilaginoundoskeleton

-nooperculum

-heterocercaltailfin

-noswinbladder

Bonyfishes

-operculumovergills

-wetbonyscales

-homocercaltailfin

-swimbladder

-dryskinwith

hornyscales

-teeth–allsame

type(homodont)

-eggswithyolk

andleathery

shell

-nogills

-nolarvalstages

-endothermic

-hair

-sweatand

baceousglands

-mammaryglands

-pinna

-heterodont

-diaphragm

-noscale

-tympanum(eardrum)

visible

-lungsinadult

-aquaticlarvae

-metamorphosis

-endothermic

-feathers

-beak(noteeth)

-forelimbs

modifiedtowings

-airsacsinlight

bones

Examples:

Examples:Examples:

Examples:

Examples:

Sub-phylumVertebrata(Craniata)

-Welldevelopedheadwithbrain

encadincranium.

-Withvertebralcolumn.