昆蟲分類學(xué)的概念和發(fā)展

1、昆蟲分類學(xué),總課時(shí)：36學(xué)時(shí)授課方式：講授、專題、實(shí)驗(yàn)主講人：雷仲仁,,第一章 昆蟲分類學(xué)的概念和發(fā)展,一、什么是分類學(xué)1、定義：(taxonomy) 是研究分類的理論和方法的學(xué)科。即分門別類、分析其特性、歸納其共性，并研究其起源和發(fā)展規(guī)律的學(xué)科。昆蟲分類學(xué)：(insect taxonomy),第一節(jié) 昆蟲分類學(xué)的概念和發(fā)展2、分類學(xué)的目的和任務(wù)★ 研究、區(qū)分和確定物種，予以命名、描述，并 提供正確認(rèn)識和辨別物種的知識

2、和資料。★在物種正確鑒定的基礎(chǔ)上，按照物種間的異同和親緣關(guān)系進(jìn)行歸類，即歸到不同的分類階元層次，建立各個物類的分類系統(tǒng)?！?探尋物種或物類之間的親緣關(guān)系，追溯其進(jìn)化過程，并可預(yù)見其系統(tǒng)范圍內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)的物種。 簡單概括起來就是：鑒定indentification,分類classification,系統(tǒng)發(fā)育phylogeny,二、昆蟲為何能分類 因?yàn)槭挛镩g存在著共性和特性。即任何事物之間不論差別如何懸殊，總有

3、共同的一面(任何物質(zhì)都是由原子和分子組成的)；相反，不論它們?nèi)绾蜗嗨瓶傆幸恍┎顒e。1、從橫的或空間觀點(diǎn)看，分類鑒定就是分析其特性，歸納其共性，進(jìn)行類上歸納，類下分類。無特殊性就無共性，這種共同性與特殊性的對立統(tǒng)一是分類學(xué)的科學(xué)依據(jù)和辯證邏輯，也是分類的基本原則。分類就要求能夠看出“異中之同和同中之異”(黑格爾)。2、從縱的或時(shí)間觀點(diǎn)看，事物是從低級向高級發(fā)展，具有發(fā)展的連續(xù)性和間斷性。體現(xiàn)在昆蟲上就是祖征和新征。,1,2,3,4,5

4、,,,連續(xù)淵源,間斷發(fā)展,昆蟲系統(tǒng)發(fā)育樹,物種,,,,,,,三、為什么要研究昆蟲分類學(xué)1、世界上的昆蟲約有1000萬種，要認(rèn)識它們就必須進(jìn)行分類。2、生命現(xiàn)象是通過地球上過去和現(xiàn)存的千千萬萬種具體的物種體現(xiàn)出來的，而且它們在不斷地運(yùn)動、發(fā)展、變化和相互聯(lián)系著，所以，想認(rèn)識、探索其起源和發(fā)展規(guī)律，就必須先分門別類。3、認(rèn)識世界的目的是為了改造世界。所以，想管理和控制害蟲、充分利用益蟲，就必須正確地認(rèn)識它。,昆蟲新目　　2002

5、年5月24日出版的296卷《科學(xué)》雜志刊登了昆蟲新目的論文，標(biāo)志著一個昆蟲新目的誕生。這個新目的學(xué)名為Mantophasmatodea，來源于mantis（螳螂）和phasma（蟲脩）。從名稱可知，這個新目昆蟲與螳螂和竹節(jié)蟲有些相像，但它們又有自己的特點(diǎn)?！独ハx知識》2002年第六期發(fā)表了陳學(xué)新等以《昆蟲界的“ 四不象”》為題的介紹這個新目的文章，并附有彩圖。,螳脩目Mantophasmatodea,螳螂,從外形上看，新目昆蟲與螳螂、

6、竹節(jié)蟲相像。與螳螂相比，雖然新目的昆蟲也是捕食性的。但它們的前足和中足均用于捕捉獵物，而螳螂僅是前足發(fā)達(dá)用于捕捉獵物。與竹節(jié)蟲相比，竹節(jié)蟲的胸部延長，而新目昆蟲的胸部不延長，同時(shí)所有已知竹節(jié)蟲均是植食性的。螳（蟲脩）目與其他昆蟲的關(guān)系還有待于進(jìn)一步研究。,,,竹節(jié)蟲,四、昆蟲分類學(xué)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀(一)、發(fā)展歷史1、古代至林奈時(shí)期： 亞里斯多德(Aristoles, 紀(jì)元前384－322年)，總結(jié)了前人的工作，主要根據(jù)昆蟲的翅

7、、體軀構(gòu)造、生活方式、習(xí)性等把昆蟲分為10大類。 羅生霍夫(A. J. R. Rosenhof 1705-1759)，根據(jù)昆蟲的習(xí)性、變態(tài)等把昆蟲分為16類。 林奈(C. Linnaeus, 1707-1778)，1758年，林奈的《Systema Naturae, 1758》第十版出版，標(biāo)志著分類學(xué)作為一門學(xué)科的開始。他的主要功績是：,★ 第一次提出了雙名法★ 提出了綱、目、屬、種的分類體系★ 肯定了物種的客觀性

8、和穩(wěn)定性★ 描述了大量的生物種類 把昆蟲分成了7個目(無翅、雙、鞘、半、鱗、脈、膜)。被稱為生物分類之父。 主要不足：受宗教、神學(xué)的影響，認(rèn)為物種是上帝創(chuàng)造的、永遠(yuǎn)不變的、靜止的、恒定的。與其 “ 自然系統(tǒng)”相矛盾。把7個目的系統(tǒng)發(fā)育順序給顛倒了，后經(jīng)拉馬克(J. B. Lamarck)給糾正過來了。,此期的特點(diǎn)：★ 對地區(qū)種類大量記載和描述★ 種類的區(qū)分、鑒定和命名地區(qū)種類研究階段或稱為〆分類階段

9、,2、達(dá)爾文時(shí)期,達(dá)爾文(C. Darwin)在1859年12月24日出版了《On the Origin of Species, 1859)。它對分類學(xué)起到了很大的推動作用，以進(jìn)化思想使生物學(xué)擺脫了神創(chuàng)論的束縛，真正體現(xiàn)了自然系統(tǒng)。 黑格爾(E. Haeckel)1866年，創(chuàng)立了系統(tǒng)樹。此期的特點(diǎn)：★ 大量新目、新科、新屬和新種被發(fā)現(xiàn)★ 建立了昆蟲分類系統(tǒng)★ 分類學(xué)進(jìn)入了昌盛時(shí)期進(jìn)化研究興盛階段或稱為β分類

10、階段,3、種群分類時(shí)期,自從1940年小赫胥黎(J. S.Huxley)出版了《The New Systematics》，提出了以“ 種群”，而不是個體為分類階元，即用動態(tài)的多型概念代替了靜態(tài)的種模概念，導(dǎo)致了對種下類型的探討，分類概念為之一新，從而引起了生物界的注意。,此期的特點(diǎn)：★ 分類學(xué)與生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞學(xué)等學(xué)科的結(jié)合，使分類學(xué)從狹義形態(tài)學(xué)觀點(diǎn)發(fā)展到廣義的生物學(xué)觀點(diǎn)?！?物種群體概念的發(fā)展。使分類研究注意種下差異及物種形

11、成、進(jìn)化之間的關(guān)系，推動了對物種性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的理解。 種內(nèi)變異的分析、種下階元及其進(jìn)化的研究階段或稱為γ分類階段,(二)、昆蟲分類學(xué)的現(xiàn)狀,由于生物學(xué)其它學(xué)科的迅速發(fā)展和分類學(xué)研究手段的不斷更新和發(fā)展，使分類學(xué)的研究內(nèi)容和研究理論得到不斷更新和發(fā)展。系統(tǒng)分類原理和特征分析成為六十年代起爭鳴的中心課題。隨著W. Hennig(1966)分支系統(tǒng)學(xué)的興起，不同學(xué)派百家爭鳴，分類學(xué)進(jìn)入了一個新的時(shí)代，呈現(xiàn)為前所未有的繁榮景象。目前主要有

12、四大學(xué)派。,1、傳統(tǒng)分類學(xué)派 (traditional taxonomy)代表人：R. E. Blackwelder特點(diǎn)：實(shí)用方便，但無統(tǒng)一準(zhǔn)則,2、支序分類學(xué)派 (cladistics or cladistic systematics)代表人：W. Hennig特點(diǎn)：對特征慎重權(quán)衡，具有嚴(yán)格的分類方法；唯一能夠反映系統(tǒng)發(fā)育的依據(jù)是分類單元間的血緣關(guān)系。,W. Hennig 創(chuàng)立，1950年出版了德文專

13、著《Grundzuge einer Theorie der Phylogenetischen Systematik》，但未引起重視，1966年出版了英文專著《Phylogenetic Systematics》后引起了強(qiáng)烈反響。后稱Cladistic systematics or Cladistics。,,,,,,,,,A,B,C,D,t1,t2,t3,t,現(xiàn)代,系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系圖,幾個概念：★ 共同祖先的相對近度(relative rec

14、ency of common ancestor)★ 單系類群(monophyletic group)和姐妹群(sister group)：把具有共同衍征的類群稱為單系群，即凡兩個物種（或類群〕具有共同派生的特征，說明它們由一個共同的祖先繁衍下來，證明是一個單系群。如果兩個單系群組成一個高一級單元，那么這兩個類群就是姐妹群。,3、進(jìn)化分類學(xué)派 (evolutionary taxonomy)代表人：E. Mayr G. G.

15、 Simpson 陳世驤等特點(diǎn)：既考慮共同的淵源，又考慮后代的分歧，即進(jìn)化的程度和速度。,E. Mayr 的代表性著作《Methods and principles of Systematic Zoology》,《Principles of Systematic Zoology》; G. G. Simpson 的代表性著作《The Principles of Animal Taxonomy》; 陳世驤的代表性著

16、作《進(jìn)化論與分類學(xué)》。,,,,,A 鳥,B 鱷,C 龜蛇,A B,陸生脊椎動物各大類分類圖,D 哺乳,D,,C,,,B C,D,A,,,,支序分類學(xué)派,進(jìn)化分類學(xué)派,,,,C 人,B 黑猩猩,A B,黑猩猩與人的兩種分類,A 猩猩,C,,,,B C,A,,,支序分類學(xué)派,進(jìn)化分類學(xué)派,t1,t2,,猿科Pongidae,人科Hominidae,4、數(shù)值分類學(xué)派(表征分類學(xué)派) (numerical

17、 taxonomy)代表人：P. H. A. Sneath and R. R. Sokal特點(diǎn)：數(shù)據(jù)來源廣，綜合力強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)手段和方法先進(jìn)；對種下分類較實(shí)用。不足：特征進(jìn)化不等價(jià)；需大量標(biāo)本；難以區(qū)別趨同性狀；不同的公式或程序可能結(jié)果不同。,P. H. A. Sneath and R. R. Sokal 的代表性著作《Principles of Numerical Taxonomy》(1973)。,最近的發(fā)展：

18、 許多分類工作者都采取折衷的態(tài)度，吸取各學(xué)派的優(yōu)點(diǎn)和長處并加以發(fā)展，即形成所謂的第五分類學(xué)派“ 改造支序?qū)W派”、“ 數(shù)值支序?qū)W派”等。如進(jìn)化分類學(xué)派全盤接受支序分析法，而支序分類學(xué)派漸漸改變了處理分類系統(tǒng)時(shí)過于僵硬的態(tài)度，數(shù)值法被嫁接到支序分析中。即同意支序?qū)W派對特征的慎重權(quán)衡，反對分層次分類，拋棄數(shù)值分類學(xué)的一些原理和概念，但吸收其實(shí)用表征分解法，不同意其特征等價(jià)觀點(diǎn)，卻使用了計(jì)算機(jī)這一先進(jìn)工具。,(三)、我國昆蟲分類學(xué)的

19、發(fā)展歷史和現(xiàn)狀,1、古代時(shí)期 6000年前浙江河姆渡出土的陶片上就有草、木、蟲、魚等飾紋；3000年前殷代的甲骨文上刻有動物名60種，其中昆蟲9種；西周墓中有玉雕的蟬、蠶和蚱蜢等飾物；3000年前的《爾雅》，有不少動物分類知識，其中昆蟲80多種；李時(shí)珍的《本草綱目》(1590年)記載藥用昆蟲73種；2400～3000年前的《詩經(jīng)》,1、古代時(shí)期 以“ 多識鳥獸草木”而著稱，記載植物252種，動物109種，昆蟲20多種。公

20、元100～120年的《說文解字》中有“ 蟲”字旁的字163個，以“ 蟲”為底的字25個，“ ”字旁的6個。說明很早就對昆蟲有所研究，但由于長期的封建社會，嚴(yán)重阻礙了我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。,殷代甲骨文中的“ 蜂”字,殷、周時(shí)代墓葬中的玉蟬,殷、周時(shí)代青銅器上的蟬飾紋,殷、周時(shí)代墓葬中的玉蟬,蜻蜓,2、鴉片戰(zhàn)爭至解放前 此期中國的自然資源被大量掠奪，昆蟲也不例外被大量采集并帶走。如美國的嘉理思托(Gressit

21、t),估計(jì)帶走了2000種天牛標(biāo)本，僅剩的1000多種被扣了下來，后來依此出版了《中國經(jīng)濟(jì)昆蟲志》(天?？?。 我國僅有少數(shù)學(xué)者從事昆蟲分類研究，如胡經(jīng)莆(襀翅目)，陳世驤(葉甲科)，蔡邦華(小蠹蟲)，劉崇樂(瓢蟲)等。 中國人或與外國人合作發(fā)表的新種僅占4％。,3、解放后 我國的昆蟲分類工作得到了迅速的發(fā)展，為我國的檢疫、資源調(diào)查、害蟲防治、天敵利用等作出了很大的貢獻(xiàn)。 我國在70～80年代昆蟲分類

22、研究曾一度比較興盛，研究人員曾達(dá)到500人左右，解放后30年發(fā)表昆蟲新種和新亞種1847個，新屬和新亞屬148個。但90年代后由于政策和研究重點(diǎn)的變化，使昆蟲分類研究和研究隊(duì)伍受到很大影響，現(xiàn)從事昆蟲分類研究的人員銳減。,3、解放后 目前可以登載昆蟲分類學(xué)論文的國內(nèi)雜志有昆蟲學(xué)報(bào)、昆蟲分類學(xué)報(bào)、動物分類學(xué)報(bào)Entomology Sinica及一些綜合性大學(xué)的學(xué)報(bào)和昆蟲學(xué)研究集刊等。已出版的有關(guān)昆蟲分類學(xué)

23、研究的專著有中國經(jīng)濟(jì)昆蟲志、中國動物志及大量的地方性昆蟲志等。,中國的昆蟲種類　　昆蟲學(xué)家胡經(jīng)甫博士（1896-1972）花了12年的時(shí)間編寫了《中國昆蟲名錄》共6卷，于1934年~1941年出版。收錄了當(dāng)時(shí)已知的中國昆蟲20,069種，而中國人自己命名的昆蟲只有204種，僅占1%。新中國成立后，特別是改革開放后，我國的昆蟲分類有了長足的發(fā)展。我國組織了許多大型的科學(xué)考察，昆蟲學(xué)家發(fā)表了大量的昆蟲新種。過去50年在大陸8種昆蟲學(xué)期刊上

24、發(fā)表的昆蟲新種達(dá)8,000多種。其他的雜志及書籍也發(fā)表了很多新種，我們統(tǒng)計(jì)了38本專著，發(fā)表的新種就有4,921種。如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李法圣先生于2002年7月出版的《中國（蟲齒）目志》包含了1,505種嚙蟲，其中918種是新種，是描述新種最多的一本專著。而由黃復(fù)生主編的《海南森林昆蟲》（2002.7）包含了5,842種昆蟲（還有384種蜘蛛和螨類），是昆蟲種類最多的一本專著,目前，中國的昆蟲種類有多少呢？香港漁農(nóng)自然護(hù)理處的劉紹基先生花了

25、大量的時(shí)間，收集資料，把中國已知的昆蟲輸入電腦，到2003年3月18日已記錄了79313種（包括分布于臺灣的14713種和香港的6134種），但仍有一些已記錄的昆蟲未能包含在這個數(shù)中。中國昆蟲的種類按最保守的估計(jì)也在15萬種以上，我國昆蟲分類學(xué)家的任務(wù)仍相當(dāng)艱巨。,我國許多地區(qū)(如圖)（特別是一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)）尚未開展深入的昆蟲種類調(diào)查，仍需要昆蟲學(xué)家去采集調(diào)查。同時(shí)還有很多昆蟲的科，仍是空白，目前國人還沒有涉及。,中國昆蟲（廣義）各目

26、的物種數(shù)量（Insect Biodiversity in China）,(白色表示差距最大）,(紅色表示差距最?。?Pterygota:Division Exopterygota有翅亞綱外翅部,(綠白色表示差距較小）,Pterygota:Division Exopterygota有翅亞綱外翅部,Pterygota:Division Exopterygota有翅亞綱外翅部,Division Endopteryg