物種分類(lèi)變動(dòng)的及時(shí)更新和總結是重要的基礎性工作, 為生物多樣性研究、保護和利用提供了重要的基礎物種信息資料 (馬克平, 2015; Costello et al., 2015)。
生物是按“級”進(jìn)行分類(lèi)的。首先,按生物最基本的區別,把生物分成不同的“界”,這是生物最大的一級分類(lèi)單位;然后,按界內生物最基本的區別把界內生物分成不同的“門(mén)”;依次往下,進(jìn)行門(mén)內分“綱”、綱內分“目”、目?jì)确帧翱啤?、科內分“屬”和屬內分“種”,種是生物最小的一級分類(lèi)單位或基本單位。
生物的界級分類(lèi)隨著(zhù)人們研究技術(shù)的改進(jìn)和認識的深入,從先到后大致提出了如下幾個(gè)分類(lèi)系統:
瑞典生物學(xué)家林奈(1707~1778),注意到周?chē)纳镉泄讨?zhù)不動(dòng)和自養型的植物,也有自由行動(dòng)和異養型的動(dòng)物。因此,他把整個(gè)生物分成相應的兩大類(lèi):植物界和動(dòng)物界,即所謂的兩界分類(lèi)系統。該系統把細菌類(lèi)、藻類(lèi)和真菌類(lèi)歸入植物界,把原生動(dòng)物類(lèi)歸入動(dòng)物界。在分類(lèi)上,這個(gè)系統自問(wèn)世以來(lái),一直沿用到20世紀50年代。
在二界分類(lèi)系統,對于原生動(dòng)物,如我們熟悉的草履蟲(chóng)、變形蟲(chóng)和瘧原蟲(chóng)等,因它們能自由運動(dòng)和屬異養型,歸入動(dòng)物界;一些藻類(lèi),如裸藻和甲藻,因它們不能自由行動(dòng)和屬自養型,歸入植物界。但它們有一共同的基本特點(diǎn):?jiǎn)渭毎?,在結構上遠比多細胞的動(dòng)物和植物簡(jiǎn)單。所以,1866年,德國生物學(xué)家??藸?E·H·Haeckel),從進(jìn)化觀(guān)點(diǎn),在兩界分類(lèi)系統的基礎上又增加1個(gè)原生生物界,包括單細胞動(dòng)物和其他一些難以歸入動(dòng)物界或植物界的單細胞生物,作為植物界和動(dòng)物界的祖先。這個(gè)三界(原生生物界、植物界和動(dòng)物界)分類(lèi)系統,初步地反映了生物進(jìn)化的途徑。
在三界分類(lèi)系統,只因真菌類(lèi)(如我們日常食用的蘑菇以及遺傳上常用的實(shí)驗材料粗糙脈孢菌和面包酵母)固著(zhù)生活和有細胞壁而歸入植物界。但真菌細胞壁的化學(xué)組成是幾丁質(zhì)(而不是纖維素),儲存的是糖原(而不是淀粉),這些都有別于其他植物。真菌雖為異養型,但主要為腐生或寄生,有別于動(dòng)物的異養攝生或異養攝食;真菌為細胞外消化,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內供利用,也有別于動(dòng)物的細胞內消化。由于真菌與植物和動(dòng)物的上述明顯差異,所以在1959年惠特克(R·H·Whittaker)提出了另立1個(gè)真菌界的四界(原生生物界、真菌界、植物界和動(dòng)物界)分類(lèi)系統。
隨著(zhù)顯微鏡技術(shù)的發(fā)展,可把細胞分成兩大類(lèi):原核細胞和真核細胞。原核細胞很小,其體積約為真核細胞的千分之一;原核細胞染色體為裸露DNA(即沒(méi)有與蛋白質(zhì)結合),其周?chē)矝](méi)有膜與細胞其他部分隔開(kāi)(即為原核),真核細胞染色體為DNA和蛋白質(zhì)的結合物,且有核膜與細胞其他部分隔開(kāi)(即為真核)。這兩大類(lèi)細胞的差異,反映了生物進(jìn)化的不同水平,所以惠特克于1969年又提出了五界分類(lèi)系統:原核生物界,包括細菌和其他原核生物;原生生物界,包括單細胞真核生物,如原生動(dòng)物和多數藻類(lèi);真菌界;植物界;動(dòng)物界。這是目前應用最為廣泛的分類(lèi)系統,因它基本上反映了地球細胞生物的進(jìn)化歷程。在結構上,從原核生物界進(jìn)化到單細胞的真核生物(原生生物界),再進(jìn)化到多細胞的真核生物;在營(yíng)養上,從異養生物進(jìn)化到自養和異養共存,構成了一個(gè)完善的物質(zhì)和能量循環(huán)體系。
我國學(xué)者陳世驤等認為,上述五界分類(lèi)系統把原生生物界列為一個(gè)中間階段,削弱了原核與真核兩個(gè)基本階段的對比性;在原核生物界和原生生物界內,也沒(méi)有考慮生態(tài)關(guān)系。為此,去掉原生生物界而成為兩總界五界分類(lèi)系統:原核總界(分為細菌界和藍藻界)和真核總界(分為植物界、真菌界和動(dòng)物界);原來(lái)屬于原生生物界的生物,依情況分屬到植物界、真菌界和動(dòng)物界。
隨著(zhù)分子生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們發(fā)現在五界分類(lèi)系統中,原核界的細菌在形態(tài)上盡管很相似,但根據分子水平上的差異可明顯分成兩大類(lèi):古細菌和真細菌。例如,在古細菌中,存在TATA鍵合蛋白盒子(ATTA box-bindingprotein),這也是真核生物中RNA多聚酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的基本轉錄因子,但在真細菌中卻沒(méi)有這種轉錄因子。又如,在核糖體RNA(rRNA)的同源性上,在細胞壁和細胞膜的成分上,以及在轉移RNA(tRNA)稀有堿基的差別上,古細菌和真細菌都有明顯不同;這個(gè)不同甚至要超過(guò)它們各自與真核生物的不同。所以,沃斯(C·R·Woese)認為,應把原核生物界分類(lèi)兩界:古細菌界和真細菌界。古細菌界的細菌主要生活在一些極端環(huán)境中,如沼澤地底層(甲烷細菌)、熱泉(如布氏火盤(pán)菌,最適生長(cháng)溫度達105 ℃)等。真細菌界的細菌為常見(jiàn)類(lèi)型,有共生的,如遺傳研究的重要細菌大腸桿菌;有寄生和致病的,如沙門(mén)氏菌和葡萄球菌。真細菌界還包括藍綠藻。
病毒是結構上極為簡(jiǎn)單的非細胞生物。病毒是生物,是因它具有生命的某些特征,如借助于宿主細胞可以進(jìn)行繁殖,以產(chǎn)生更多的病毒。但其簡(jiǎn)單的結構,到底是原始地球上的最初生命形式,還是原核界生物退化的產(chǎn)物,現尚無(wú)定論,從而也還不能確定其分類(lèi)地位。