分類階元

自然界中植物種類幾十萬種，科學(xué)家對其進(jìn)行了分類，分類階元存在7個基本階元，從高到低分別是界（Kingdom）、門（Phylum）、綱（Class）、目（Order）、科（Family）、屬（Genus）、種（Species）。若某一階元內(nèi)種類太多，常常在基本的分類階元之上（super）或之下（sub）設(shè)其他分類階元，如亞界（Subkingdom）、總門/超門（Superphylum）、亞門（Subphylum）、總綱/超綱（Superclass）、亞綱（Subclass）、總目/超目（Superorder）、亞目（Suborder）、總科/超科（Superfamily，植物學(xué)中較少使用）、亞科（Subfamily）、族（Tribe）、亞族（Subtribe）等。對種子植物來說沒有總門和總綱階元，當(dāng)然并不是每種植物都會涉及全部的分類階元，只有在該階元下植物種類比較多時才會增加階元以利于區(qū)分。另外不同的分類系統(tǒng)各具特點(diǎn)，可能會采納不同的分類階元，如有的分類系統(tǒng)在亞屬和種之間會增加組和系。

種以下分類階元有：

亞種（Subspecies, subsp.）：地理隔離導(dǎo)致的遺傳差異。在動物中比較常用，如華南虎（已經(jīng)野外滅絕）、東北虎、孟加拉虎等均屬于虎的亞種。植物中很少使用亞種。

變種（Variety, var.）：形態(tài)差異顯著的群體，如生活中常食用的白菜（Brassica rapa var. glabra Regel，var前為種名蔓菁種，var后為變種名，Regel為變種命名人）、油菜（Brassica rapa var. chinensis (L.) Kitam.油菜是其俗名，目前正式中名是青菜，括號里面的L.是林奈的縮寫，加括號意味著學(xué)名有變動，林奈命名了蔓菁種Brassica rapa L.和油菜種Brassica chinensis L.后來研究發(fā)現(xiàn)油菜是蔓菁的變種，所以把林奈當(dāng)初命名的油菜種名chinensis作為變種名稱，加括號意味著這是林奈命名的，Kitam是做出該調(diào)整的科學(xué)家。）和蕓薹（Brassica rapa var. oleifera DC.）均為變種，是在蔓菁種下。植物常使用變種，動物中基本不使用。

栽培變種（Cultivar）:或稱品種，拉丁名在cv.（栽培變種，有時省略）后冠以單引號正體標(biāo)注，如玉蘭種下的飛黃玉蘭（Yulania denudata 'Fei Huang'，種名斜體，栽培品種名加單引號正體）。動物中不使用。

植物分類系統(tǒng)

從1753年植物科學(xué)系統(tǒng)命名法之后，出現(xiàn)了很多分類系統(tǒng)，其中影響力比較大的幾個分類系統(tǒng)如恩格勒系統(tǒng)，哈欽松系統(tǒng)，克朗奎斯特系統(tǒng)等，均以形態(tài)為主要依據(jù)對植物進(jìn)行分類，屬于傳統(tǒng)或者說經(jīng)典分類系統(tǒng)。

一、恩格勒系統(tǒng)

阿道夫·恩格勒和卡爾·普蘭特在19世紀(jì)末到20世紀(jì)初提出，主要依據(jù)形態(tài)學(xué)特征對植物進(jìn)行分類。二人合著的《植物自然分科志》詳細(xì)描述了植物的分科特征，成為當(dāng)時植物分類學(xué)權(quán)威的參考著作。中國使用最普遍的分類系統(tǒng)即恩格勒系統(tǒng)，各地植物志及中國植物志普遍采用，各地標(biāo)本館也普遍采用，可以說是在中國使用最普遍的分類系統(tǒng)，沒有之一。

恩格勒系統(tǒng)主要依據(jù)植物的外部形態(tài)特征（如花、果實(shí)、種子等）進(jìn)行分類，尤其強(qiáng)調(diào)繁殖器官的結(jié)構(gòu)。采用傳統(tǒng)的分類等級（如門、綱、目、科、屬、種），系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰。種子植物分為裸子植物門和被子植物門，被子植物門分為雙子葉植物綱和單子葉植物綱，雙子葉植物綱有48目290科，單子葉植物綱有14目54科，被子植物共62目344科約10,000余屬，涵蓋約23.5萬種植物。不過，恩格勒系統(tǒng)主要以科為單位進(jìn)行分類，屬的劃分更多依賴于后續(xù)研究。

恩格勒系統(tǒng)認(rèn)為植物演化是從簡單結(jié)構(gòu)（如無被花、單性花）向復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如兩性花、合瓣花）發(fā)展的。將雙子葉植物分為“離瓣花類”（花瓣分離）和“合瓣花類”（花瓣合生），認(rèn)為后者更進(jìn)化。單子葉植物（如禾本科、棕櫚科）比雙子葉植物更原始，這一觀點(diǎn)在1964年第12版恩格勒系統(tǒng)得到改正，從此恩格勒系統(tǒng)不再進(jìn)行更新和修正。

恩格勒系統(tǒng)將裸子植物（如松柏類）與被子植物分開，認(rèn)為裸子植物是被子植物的祖先。被子植物從無被花（如楊柳科）到有被花（如菊科）逐步演化。該觀點(diǎn)已被現(xiàn)代系統(tǒng)發(fā)育學(xué)（如APG系統(tǒng)）推翻。

二、哈欽松系統(tǒng)

哈欽松系統(tǒng)與恩格勒系統(tǒng)在分類理念、演化觀點(diǎn)及分類框架上存在顯著差異，哈欽松系統(tǒng)基于“真花學(xué)說”，認(rèn)為被子植物由兩性孢子葉球演化而來；而恩格勒系統(tǒng)基于“假花學(xué)說”，認(rèn)為柔荑花序類（如楊柳科）是原始類群，分類強(qiáng)調(diào)形態(tài)從簡單到復(fù)雜的演化。

哈欽松系統(tǒng)將雙子葉植物分為木本和草本兩大分支，這是該系統(tǒng)最大的問題，因此受到很多質(zhì)疑。按照恩格勒系統(tǒng)以及現(xiàn)在主流APG系統(tǒng)，不少科里面既有木本又有草本的，如薔薇科和豆科。哈欽松認(rèn)為木蘭目（木本）和毛茛目（草本）是被子植物演化的起點(diǎn)，認(rèn)為兩性花、花部螺旋排列為原始特征；恩格勒則認(rèn)為柔荑花序類（如楊柳科）是雙子葉植物中最原始的類群。

哈欽松系統(tǒng)將科的數(shù)量擴(kuò)展至411科，更細(xì)化分類，如將豆科分為蘇木科、含羞草科和蝶形花科（因?yàn)槟颈竞筒荼据^早分為兩大分支，蘇木科是木本，含羞草科和蝶形花科屬于草本）。

中國華南、西南地區(qū)的植物志（如《廣東植物志》《廣西植物志》《云南植物志》）及部分標(biāo)本館（中科院華南植物研究所等）采用哈欽松系統(tǒng)。與恩格勒系統(tǒng)相比，哈欽松系統(tǒng)在中國的使用范圍較窄。

三、現(xiàn)代分類系統(tǒng)——APG系統(tǒng)

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在的分類學(xué)者主要基于分子水平研究植物系統(tǒng)發(fā)育與起源，不再以形態(tài)為主要劃分依據(jù)，分類學(xué)進(jìn)入了現(xiàn)代分類學(xué)階段。現(xiàn)代分類學(xué)傾向于將所有分類階元界、門、綱、目、科、屬全部打造成單系群。單系群指的是具有共同祖先，且包含共同祖先的所有后代的類群。如現(xiàn)存人科成員，不算滅絕種，人科是一個單系群，有共同的祖先以及該祖先所有的現(xiàn)存后代。

不僅在科這一等級，在目、綱、門、界等都是如此，比如現(xiàn)在初中生物已經(jīng)把藻類剔除了植物界，原因是含有藻類的植物界不是單系群。實(shí)際上藻類本身不是一個有效的分類學(xué)概念，傳統(tǒng)的藻類里面含有藍(lán)藻這樣的細(xì)菌界成員，也含有眼蟲這樣的原生動物界成員，所以本身藻類就不是一個單系群。藻類里面只有綠藻、輪藻、灰胞藻和紅藻算作植物界成員。按照《國際植物、菌類、藻類命名規(guī)則》，目、綱、門、界這幾個科以上的分類階元不享受命名優(yōu)先保護(hù)，即只有科、屬、種的命名才享受優(yōu)先權(quán)保護(hù)。命名優(yōu)先權(quán)指的是第一個命名人所命名的科、屬和種名只要符合命名法規(guī)則享受優(yōu)先權(quán)，即使后來涉及到屬的調(diào)整，原命名人所命名的物種名和命名人也會在拉丁學(xué)名上保留。由于目及以上階元不享受命名法規(guī)的優(yōu)先權(quán)保護(hù)，所以理論上可以有無限多種植物界的命名標(biāo)準(zhǔn)和分類系統(tǒng)，就看哪個科學(xué)家提出的分類系統(tǒng)更科學(xué)，影響力更大了。

現(xiàn)在的分類學(xué)者普遍認(rèn)為植物界的標(biāo)準(zhǔn)是真核生物質(zhì)體為雙層膜（葉綠體）只經(jīng)歷過一次內(nèi)共生的生物及其所有后代。分為狹義植物和廣義植物，狹義植物僅包含綠藻門和鏈形植物（含輪藻和有胚植物，有胚植物包括傳統(tǒng)的苔蘚類、蕨類和維管植物）；廣義植物指原始色素體生物也稱泛植物，除狹義植物外，還含有灰胞藻門、紅藻門和華藻門（新近研究發(fā)現(xiàn)和命名），如下圖所示。

圖來源于文獻(xiàn)The genome ofPrasinoderma colonialeunveils the existence of a third phylum within green plants.

有胚植物里面的被子植物分類現(xiàn)在國際主流的是APG分類系統(tǒng)，目前最新版是2016年的APGIV分類系統(tǒng)，目前主流期刊和分子系統(tǒng)學(xué)研究普遍采用APG系統(tǒng)，《中國植物志》英文修訂版（Flora of China）逐步轉(zhuǎn)向APG系統(tǒng)，高校教材（如《植物學(xué)》）大多新增APG分類章節(jié)，與傳統(tǒng)恩格勒系統(tǒng)對比教學(xué)。地方植物志（如《云南植物志》《浙江植物志》）新版開始采用APG系統(tǒng)。但是由于成本等因素，國內(nèi)大學(xué)教材、植物志及標(biāo)本館目前大多數(shù)采用的依然是恩格勒分類系統(tǒng)，不過未來一定會逐漸改為國際主流的APG分類系統(tǒng)，中國科學(xué)院植物研究所在線數(shù)據(jù)庫植物智已在目、科、屬階元采用APG分類系統(tǒng)，但并未完全采用。有的公眾科普資料如植物園標(biāo)識牌采用但又未完全采用APG系統(tǒng)，算作混合使用兩種系統(tǒng)，不過從恩格勒系統(tǒng)過渡到APG系統(tǒng)可能會持續(xù)較長時間。

APG指被子植物系統(tǒng)發(fā)育研究組（Angiosperm Phylogeny Group），由植物學(xué)家組成的國際團(tuán)隊(duì)，主要依賴2個葉綠體基因和18S rDNA（核糖體小亞基）的序列分析，提出該分類系統(tǒng)。APG系統(tǒng)首次發(fā)布于1998年，隨后更新了多個版本，APG II（2003）、APG III（2009）和APG IV（2016）。APG系統(tǒng)主要依賴分子數(shù)據(jù)（如DNA序列）來重建植物間的親緣關(guān)系，而不是傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)特征。

APG系統(tǒng)弱化“綱、門”等級，強(qiáng)調(diào)分支（clades）結(jié)構(gòu)，但仍保留科（Family）、屬（Genus）等基本單位，核心階元為目和科。被子植物分為單子葉植物（Monocots）和真雙子葉植物（Eudicots），后者僅含有傳統(tǒng)雙子葉植物的75%。

確認(rèn)木蘭類（magnoliids）為早期分化的被子植物，獨(dú)立于單子葉植物和真雙子葉植物。將傳統(tǒng)百合科（Liliaceae）拆分為多個科如天門冬科Asparagaceae和石蒜科Amaryllidaceae。隨著系統(tǒng)發(fā)展（如APG II→III→IV），APG系統(tǒng)也有所調(diào)整，原來一些位置關(guān)系不清楚的目和科逐漸得到確定，目前在目這一等級僅金粟蘭目未確定其位置。

APG系統(tǒng) vs恩格勒系統(tǒng)的核心變化

APG系統(tǒng)橫空出世之后，僅用了不到20年時間就將傳統(tǒng)分類的各種系統(tǒng)恩格勒系統(tǒng)、哈欽松系統(tǒng)等各路系統(tǒng)踩在腳下。同時裸子植物分類系統(tǒng)、苔蘚植物分類系統(tǒng)、蕨類植物分類系統(tǒng)等都有相應(yīng)類似于APG系統(tǒng)的現(xiàn)代分類系統(tǒng)在推進(jìn)，未來植物分類系統(tǒng)一定會形成大一統(tǒng)的分類系統(tǒng)，屆時定不會像現(xiàn)在這般混亂了。