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第一章 昆虫分类学的基本原理. 主要内容. 物种概念 分类阶元 种下阶元 分类特征 命名原则 系统树. 1、物种概念. 物种( species )既是一个 分类学 概念,又是一个 生物学 概念。物种是分类的基本阶元,物种定义是分类学的核心问题之一。它的定义很多,有关判别的标准争议很大。 人们普遍接受的是生物学物种概念,即“物种是自然界能够交配、产生可育后代,并与其他种群存在有生殖隔离的群体”。. 以种群的形式客观存在。 同一个种群具有相同的形态特征,包括内部的和外部的。种群内个体之间可以自由交配,后代正常。
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主要内容 • 物种概念 • 分类阶元 • 种下阶元 • 分类特征 • 命名原则 • 系统树
1、物种概念 物种(species)既是一个分类学概念,又是一个生物学概念。物种是分类的基本阶元,物种定义是分类学的核心问题之一。它的定义很多,有关判别的标准争议很大。人们普遍接受的是生物学物种概念,即“物种是自然界能够交配、产生可育后代,并与其他种群存在有生殖隔离的群体”。
以种群的形式客观存在。 • 同一个种群具有相同的形态特征,包括内部的和外部的。种群内个体之间可以自由交配,后代正常。 • 同一种群与其他种群之间存在生殖隔离(外生殖器,性外激素)。 • 例如,棉铃虫 Helicoverpa armigera(Hubner)就是一个物种。
2、分类阶元 2.1 分类单元 分类单元(Taxon)是分类工作中的客观操作单位,有特定的名称和分类特征。如一个具体的属、一个具体的科、一个具体的目等。 2.2 分类阶元 分类阶元(Category)是由各分类单元按等级排列的分类体系(hierarchy)。在分类学中有7个基本的分类阶元,包括:界、门、纲、目、科、属、种。
通过分类阶元,我们可以了解一种或一类昆虫的分类地位和进化程度,如棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner)的分类地位是: 界(kingdom) 动物界 Animalia 门(phylum) 节肢动物门Arthropoda 纲(class) 昆虫纲 Insecta 目(order) 鳞翅目 Lepldoptera 科(family) 夜蛾科 Noctuidae 属(genus) 实夜蛾属Helicoverpa 种(speies) 棉铃虫 Helicoverpa armigera (Hubner)
在昆虫分类中,总科词尾加-oidea,科词尾加-idae,亚科加-inae,族加-ini。在具翅昆虫中,其目名词尾常加-ptera。属级及其以上各单元名称的第一个字母一律要求大写。 种是分类的基本阶元,其余的6个是主要阶元。但由于昆虫种类繁多,进化级别和程度不同,以上7个阶元在实践中常感到不够用,因此经常在这 7个阶元下加亚(Sub-)、次(infra-)等,如亚目、亚科、亚种等;在其上加上总(super-),如夜蛾总科、叶蝉总科等;在科和属之间有时还加上族(tribe),如犀猎蝽族、杆猎蝽族等。这些为次要阶元。
有了分类体系,分类学就成为有效的信息存贮系统。换句话说,提到一个种时,我们没有必要每次都描述这个种的所有特征。例如,鉴定出一种昆虫属于东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen),只要写出学名,注出它所属的目(直翅目)、科(蝗科),我们立即就知道它属于渐变态、植食性、咀嚼式口器、卵产于土中等,对所研究的种的性质获得一些总体印象。又比如,如果鉴定出一种昆虫属于叶蝉类,我们就可知道它以刺吸的方式取食植物的汁液,而且非常有可能传播植物病毒病等。
由于有了分类体系,使分类学的预测功能成为可能。分类学能根据已有的研究去预测研究不完善的生物。例如,昆虫几乎总是先根据外部形态进行分类。然而,一旦用形态标准把一种昆虫归于某一具体的单元,就可根据单元内其他研究较好的成员预测其习性(包括生活史)、内部构造和生理。由于有了分类体系,使分类学的预测功能成为可能。分类学能根据已有的研究去预测研究不完善的生物。例如,昆虫几乎总是先根据外部形态进行分类。然而,一旦用形态标准把一种昆虫归于某一具体的单元,就可根据单元内其他研究较好的成员预测其习性(包括生活史)、内部构造和生理。
3、种下阶元 物种内并非均匀一致,而是由一系列种群所组成。不同种群间由于遗传变异可有所差异,所以种下分类曾使用过许多种下单元(infra specific category)。常见的有: (1)变种(variety) 以前,有些人认为凡不符合模式的标本称为一个变种。分类学早期应用较多,1961年以后已废弃不用。
(2)生态型(ecotype) 是同一基因型在不同生态条件下产生的不同表现型,形态上有明显差异,但其后代可随环境条件的改变而发生可逆性变化。如东亚飞蝗的群居型和散居型,密度高时产生群居型,翅长、前胸背板平直、可迁飞;密度低时为散居型,翅稍短、前胸背板隆起、不迁飞。蚜虫有有翅型和无翅型,营养条件好时为无翅胎生蚜,营养恶化时产生有翅型,迁移到其他植株上去。分类学上现已不用生态型这一概念。
(3)亚种(subspecies) 由于地理隔离,不同种群间基因交流降低,各自向不同方向演化,有相当大的趋异,但相互间仍能杂交,未达到种的级别,就定为亚种。这一概念目前仅承认地理亚种。
4、分类特征 绝大多数物种描述都是根据选择的形态特征,而且虽然现代的趋势肯定是向着包括其他类型的特征前进(尤其是生理学、生物化学、遗传学、分子生物学、行为学的特征),但形态学特征可能还会继续成为大多数描述的中心,至少在昆虫中是这样。
分类中可以选择的特征很多,主要包括: (1)形态学特征 形态学特征是分类学中最常用、最基本的特征,除体长、体宽、颜色等一般的外部形态外,还用到一些特殊构造(如外生殖器、各种腺体等)、内部形态(如消化道、神经系统等)、胚胎学特征及胚后发育特征等。 (2)生理学特征 包括代谢因子、血清、蛋白质和其他生化差异、身体分泌、基因性不育因子等。
(3)生态学特征 包括栖境和寄主、食物、季节变异、寄生物、寄主反应、行为学特征、求偶和其他行为隔离机制及其他行为类型。 (4)地理特征 主要包括一般的生物地理分布格局、种群的同域一异域关系等。 (5)遗传学特征 细胞核学(以及其他细胞学区别)、同工酶、核酸序列、基因表达和调控等。
根据所用的主要特征,有人把分类分为形态分类(morphological taxonomy)、化学分类(chemical taxonomy)、遗传分类(genetic taxonomy)、分子分类(molecu-far taxonomy)等。显然,随着科技的进步,昆虫分类学的手段也在不断变化。
5、 命名原则 命名法(nomenclature)涉及生物和生物类群的命名,以及命名所遵循的规则和程序。最初的命名法规是在林奈(1758)《自然系统》(第10版)中对生物命名原则的基础上制定的,在过去的200多年中逐渐发展与完善,每隔若干年就可能要修订一次。生物命名法规包括植物命名法规和动物命名法规两类,两者相互独立,内容有所不同。我们现在使用的动物命名法规是1999年修订的《国际动物命名法规》(第4版),从2000年元月1日起开始实行。我们对昆虫的命名时要严格遵循最新修订的《国际动物命名法规》。
5.1 学 名 国际动物命名委员会,规定科学中动物命名只能使用一种语言——拉丁语。按照动物命名法规给动物命名的拉丁语名称就是学名(scientific names)。 学名由拉丁语单词或拉丁化的单词所构成,大多数名称源于拉丁语或希腊语,通常表示命名的动物或类群的某个特征,也可以用人名、地名等命名。
5.2 命名法 (1)双名法 双名法(binomen)即昆虫种的学名由两个拉丁词构成,第一个词为属名,第二个为种本名。如菜粉蝶 Pieris rapae L,棉蚜Aphis gossypii Glover等。分类学著作中,学名后面还常常加上定名人的姓。但定名人的姓氏不包括在双名法内。 当某一学名中的属名被修订或种名被更改时,原定名人的姓氏要加圆括号,以便查对。如三化螟最初学名为Schoenobius incertulasWalker, 70年代将该种移入Tryporyza属,学名成为Tryporyza incertulas(Walker),80年代,又将该种移入Scirpophaga属,学名又成为Scirpophaga incertulas(Walker)
(2)三名法 亚种的学名由3个词组成,属名、种名和亚种名。即在种名之后再加上一个亚种名,就构成了三名法(trinomen)。
5.3 命名的原则 • 属名+种名一律用拉丁文字母表示。 • 属名在前种名在后,属名第一个字母大写,其余字母小写。定名人用正体,第一个字母大写,其余字母小写。 • 学名印刷时常用斜体,以便识别。 • 种名在同一篇文章中再次出现时,属名可以缩写。 • 如果一个种只鉴定到属而尚不知道种名,则用 Sp.来表示,如 Aphis sp.表示蚜属一个种;多于一个种时用 Spp,如 Aphis Spp.表示蚜属的两个或多个种。
5.4 同物异名和异物同名 都是不允许的。 谁先最先发表,就以谁的为准。一个种有几个名,最早发表的那个为准。两种动物共用一个名,即同名,优先律规定最早使用该学名的种有效。 5.5 命名的优先律
5.6 模式标本 模式标本是指建立种级新分类单元时依据的标本,包括正模(holotype)和副模(paratype)。 • 正模:是指新种发表时,由作者指定作为载名模式的一个标本。正模标本应附上注明"正模"字样的红色标签及种名标签。 • 副模:是指除正模以外的模式标本。每个副模标本都应附上注明"副模"字样的黄色标签及种名标签。
6、系统树 检索表:查和编制 (1) 对分式(二项式) (2) 连续式(单项式) 好的检索表:外部形态特征。 • 外部形态特征选用最重要的、最明显的外部形态特征,绝对性状。 • 严格的对称性状,不能用重叠性状。 • 文字表达精练、简洁。
检索号码:N 被检索对象:n-1 对分式:N=n-1 连续式:N=2(n-1) 缺点:相对性状拉得远; 优点:具体虫子,外部形态特征离得近。
7、分目 全世界34个目,我国33个目。缺一个外翅部的重舌目。
8、分目依据 • 头部:触角,口器;头的形状(如螳螂三角形;原尾目梨形) • 胸部:前胸的形状;翅的变化;胸足的类型等。 • 腹部:节数;尾须;中尾丝;外生殖器。 • 生物学特性:变态类别。 无翅亚纲:4个目 有翅亚纲:外翅部:19个目 内翅部:11个目