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生物界分类的演变过程

媒体:植物百科  作者:内详
专业号:物种库 2021/6/5 16:11:15

生物界分类的演变过程

生物是按“级”进行分类的。首先,按生物最基本的区别,把生物分成不同的“界”,这是生物最大的一级分类单位;然后,按界内生物最基本的区别把界内生物分成不同的“门”;依次往下,进行门内分“纲”、纲内分“目”、目内分“科”、科内分“属”和属内分“种”,种是生物最小的一级分类单位或基本单位。

生物的界级分类随着人们研究技术的改进和认识的深入,从先到后大致提出了如下几个分类系统:

1 两界系统

瑞典生物学家林奈(1707~1778),注意到周围的生物有固着不动和自养型的植物,也有自由行动和异养型的动物。因此,他把整个生物分成相应的两大类:植物界和动物界,即所谓的两界分类系统。该系统把细菌类、藻类和真菌类归入植物界,把原生动物类归入动物界。在分类上,这个系统自问世以来,一直沿用到20世纪50年代。

2 三界系统

在二界分类系统,对于原生动物,如我们熟悉的草履虫、变形虫和疟原虫等,因它们能自由运动和属异养型,归入动物界;一些藻类,如裸藻和甲藻,因它们不能自由行动和属自养型,归入植物界。但它们有一共同的基本特点:单细胞生物,在结构上远比多细胞的动物和植物简单。所以,1866年,德国生物学家海克尔(E·H·Haeckel),从进化观点,在两界分类系统的基础上又增加1个原生生物界,包括单细胞动物和其他一些难以归入动物界或植物界的单细胞生物,作为植物界和动物界的祖先。这个三界(原生生物界、植物界和动物界)分类系统,初步地反映了生物进化的途径。

3 四界系统

在三界分类系统,只因真菌类(如我们日常食用的蘑菇以及遗传上常用的实验材料粗糙脉孢菌和面包酵母)固着生活和有细胞壁而归入植物界。但真菌细胞壁的化学组成是几丁质(而不是纤维素),储存的是糖原(而不是淀粉),这些都有别于其他植物。真菌虽为异养型,但主要为腐生或寄生,有别于动物的异养摄生或异养摄食;真菌为细胞外消化,即把其消化酶分泌到食物上,在胞外把食物分解后再吸收到胞内供利用,也有别于动物的细胞内消化。由于真菌与植物和动物的上述明显差异,所以在1959年惠特克(R·H·Whittaker)提出了另立1个真菌界的四界(原生生物界、真菌界、植物界和动物界)分类系统。

4 五界系统

随着显微镜技术的发展,可把细胞分成两大类:原核细胞和真核细胞。原核细胞很小,其体积约为真核细胞的千分之一;原核细胞染色体为裸露DNA(即没有与蛋白质结合),其周围也没有膜与细胞其他部分隔开(即为原核),真核细胞染色体为DNA和蛋白质的结合物,且有核膜与细胞其他部分隔开(即为真核)。这两大类细胞的差异,反映了生物进化的不同水平,所以惠特克于1969年又提出了五界分类系统:原核生物界,包括细菌和其他原核生物;原生生物界,包括单细胞真核生物,如原生动物和多数藻类;真菌界;植物界;动物界。这是目前应用最为广泛的分类系统,因它基本上反映了地球细胞生物的进化历程。在结构上,从原核生物界进化到单细胞的真核生物(原生生物界),再进化到多细胞的真核生物;在营养上,从异养生物进化到自养和异养共存,构成了一个完善的物质和能量循环体系。

5 两总界五界分类系统

我国学者陈世骧等认为,上述五界分类系统把原生生物界列为一个中间阶段,削弱了原核与真核两个基本阶段的对比性;在原核生物界和原生生物界内,也没有考虑生态关系。为此,去掉原生生物界而成为两总界五界分类系统:原核总界(分为细菌界和蓝藻界)和真核总界(分为植物界、真菌界和动物界);原来属于原生生物界的生物,依情况分属到植物界、真菌界和动物界。

6 六界分类系统

随着分子生物学技术的进步,人们发现在五界分类系统中,原核界的细菌在形态上尽管很相似,但根据分子水平上的差异可明显分成两大类:古细菌和真细菌。例如,在古细菌中,存在TATA键合蛋白盒子(ATTA box-bindingprotein),这也是真核生物中RNA多聚酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的基本转录因子,但在真细菌中却没有这种转录因子。又如,在核糖体RNA(rRNA)的同源性上,在细胞壁和细胞膜的成分上,以及在转移RNA(tRNA)稀有碱基的差别上,古细菌和真细菌都有明显不同;这个不同甚至要超过它们各自与真核生物的不同。所以,沃斯(C·R·Woese)认为,应把原核生物界分类两界:古细菌界和真细菌界。古细菌界的细菌主要生活在一些极端环境中,如沼泽地底层(甲烷细菌)、热泉(如布氏火盘菌,最适生长温度达105 ℃)等。真细菌界的细菌为常见类型,有共生的,如遗传研究的重要细菌大肠杆菌;有寄生和致病的,如沙门氏菌和葡萄球菌。真细菌界还包括蓝绿藻。

关于六界间的生物在进化上的关系,沃斯根据它们在分子水平上的差异认为,所有生物有3种最基本的类型:古细菌、真细菌和最简单的真核生物。由于它们彼此间在分子水平上的差异大小近于相等,所以它们可能或多或少直接起源于地球上的原始生命,即原始生命在自然选择过程中,或迟或早地出现了这3种类型的独立进化途径。

开始,可能古细菌在地球上占优势,因为它们的代谢很好地适应了原始地球条件(富有二氧化碳,缺氧、高温)。往后,当氧成为大气的主要成分和地球温度逐渐变冷时,适合于需氧和较低温度的真细菌又可能占优势。关于真核细胞的起源一直是个谜。根据分析,真核生物叶绿体的RNA和蓝绿藻的RNA极为相似,而有些真核细胞的基因又与古细菌的极为相似,所以最简单的真核生物可能有复杂的起源,即原始生命、古细菌和真细菌都可能参与了这一过程,再后,最简单的真核生物,在长期的自然选择过程中又进化成四界:原生生物界、植物界、真菌界和动物界。

病毒是结构上极为简单的非细胞生物。病毒是生物,是因它具有生命的某些特征,如借助于宿主细胞可以进行繁殖,以产生更多的病毒。但其简单的结构,到底是原始地球上的最初生命形式,还是原核界生物退化的产物,现尚无定论,从而也还不能确定其分类地位。

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