上篇 总论

第一章 绪论

第一节 自然界的分类

自然界的概念极为复杂,广义的自然界包括人类社会在内的整个客观物质世界,此物质世界是以自然自在的方式存在和变化的。物质世界具有系统性、复杂性和多样性,它包括人类已知的和未知的物质世界。狭义的自然界指与人类社会相区别的物质世界,有关学科将自然界分为有生命的生物界和无生命的非生物界,然后又按等级法将各界分为门、纲、目、科、属、种共六个单位。自然资源浩如烟海,物种丰富,如目前已知的脊椎动物45 000多种,其中鸟类1 200多种,鱼类近4 000种;昆虫300余万种,已经确认的种类100余万种。为便于对纷繁复杂的事物进行认识、掌握和利用,人类根据事物的异同,将众多无绪的事和物进行系统的分类,以期在认识上达到事半功倍的效果。分类是人们认识和区分事物的一种常用方法,不同的学科根据不同的目的,均或多或少、或深或浅地采用了切合实际的分类方法,对本学科进行归纳、整理。日常生活中,我们一般习惯把自然界分为植物界、动物界、矿物界三大类。

一、植物界常用的等级分类

自然界的植物根据繁殖方式不同分为孢子植物和种子植物。

1.孢子植物

孢子植物是不开花结果,靠孢子、配子或细胞分裂繁殖的植物的统称,又叫隐花植物,包括藻类、菌类、地衣类、苔藓类、蕨类。在孢子植物中,藻类、菌类、地衣类植物均为低等植物,苔藓类、蕨类植物为高等植物。

(1)藻类植物是多种不同种类以光合作用产生能量的植物。目前,人类已知的藻类植物有3万种左右,所有藻类植物都缺乏真正的根、茎、叶的组织构造,如海藻、昆布、蓝藻、褐藻等。

(2)菌类植物是个庞大的低等生物家族,现已知的菌类有10万多种。菌类植物无处不在,结构简单,没有根、茎、叶等器官的分化,一般不具有叶绿素等色素,大多以异养方式生活,如冬虫夏草、茯苓、雷丸、灵芝等。

(3)地衣类植物是藻类和真菌共生的一类特殊植物。地衣类植物因能生活在各种环境中,被称为“植物界的拓荒先锋”,无根、茎、叶器官的分化,如松萝、石耳、石蕊、文字衣等。

(4)苔藓类植物是一种小型的绿色植物。苔藓类植物喜欢阴暗潮湿的环境,一般生长在裸露的石壁上,或潮湿的森林和沼泽地,结构简单,仅包含茎和叶两部分,如地钱、墙藓、葫芦藓、光萼苔等。

(5)蕨类植物是泥盆纪时期即开始低地生长的木生植物。蕨类植物至今仍是一种生命力极强的植物,具有真正的根、茎、叶器官的分化,如海金沙、狗脊、石韦、凤尾草等。

2.种子植物

种子植物是裸子植物和被子植物的总称,又叫显花植物,均为高等植物。种子繁殖的优点是种子能耐受较恶劣的环境条件而较长时期保持活力,到环境条件适宜的时候再萌发生长,有利于植物物种在环境趋于恶化时的保存和繁衍。

(1)裸子植物是原始的种子植物,其发生发展历史悠久。最初的裸子植物出现在古生代,在中生代至新生代,它们是遍布各大陆的主要植物。现代的裸子植物有不少种类是从新生代第三纪出现的,又经过第四纪冰川时期保留下来,繁衍至今。裸子植物是地球上最早用种子进行有性繁殖的植物,如侧柏、银杏、松树、红豆杉等。

(2)被子植物是真正的显花植物、有花植物,它们拥有真正的花,这些美丽的花是它们繁殖后代的重要器官,也是它们区别于裸子植物及其他植物的显著特征。被子植物有1万多属,约30万种,占植物界的一半以上。被子植物形态各异,包括高大的乔木、矮小的灌木及大多数草本植物。被子植物根据种子的胚在发育过程中是一片子叶还是两片子叶又分为单子叶植物(如仙茅、薏苡、天南星、百合、薯蓣等)和双子叶植物(如大黄、芍药、牛膝、木瓜等)。

二、动物界常用的等级分类

动物分类学是一门古老的学科,是动物学中一个重要的分支。但由于动物种类繁多,人类对某些类群还缺乏深入的研究和了解,目前共分为42个门:原生动物门、菱形虫门、直泳虫门、多孔动物门、扁盘动物门、古杯动物门、腔肠动物门、栉水母动物门、扁形动物门、螠虫动物门、舌形动物门、微颚动物门、纽形动物门、颚胃动物门、线虫动物门、腹毛动物门、轮虫动物门、线形动物门、鳃曳动物门、动吻动物门、棘头虫动物门、铠甲动物门、内肛动物门、环节动物门、环口动物门、星虫动物门、软体动物门、软舌螺动物门、叶足动物门、缓步动物门、有爪动物门、节肢动物门、腕足动物门、外肛动物门、帚虫动物门、古虫动物门、棘皮动物门、须腕动物门、异涡动物门、毛颚动物门、半索动物门、脊索动物门。

我们常见的药用动物有七大门。

1.多孔动物门

多孔动物门是在海洋中营固着生活的一类单体或群体动物,又称为海绵动物门,是最原始的一类后生动物,具有重要分类地位。身体由两层细胞构成体壁,体壁围绕中央腔,中央腔以出水口与外界相通。体壁上也有许多小孔或管道,并与外界或中央腔相通。目前已知海绵动物约10 000种,根据骨骼特点分为3个纲:钙质海绵纲、六放海绵纲和寻常海绵纲。

2.腔肠动物门

腔肠动物门是比海绵动物门稍高等的后生动物,又称为刺胞动物门。通常可分水螅型和水母型两种形态,通常一体一形、一体两形或一体多形。除有性生殖外,大多为裂体和出芽的无性生殖(很多种类形成树枝形群体),有明显的世代交替现象。该门一般分为水螅虫纲、钵水母纲、珊瑚虫纲、栉水母纲四纲。少数种类可供食用,如海蜇、水母等;有的骨骼可供药用,如浮海石、鹅管石等。

3.环节动物门

环节动物门是两侧对称、分节性身体的裂生体腔动物。人类已描述的约17 000种,体长从几毫米到3米不等。栖息于海洋、淡水或潮湿的土壤,是软底质生境中最占优势的潜居动物。环节动物可提高土壤肥力,有利于改良土壤;可促进固体废物还原;可供做饵料,增加动物蛋白质;可作为环境指示种;可用于医疗和入药,如水蛭、蚂蟥、参环毛蚓、通俗环毛蚓等。

4.软体动物门

软体动物门是无脊椎动物中数量和种类都非常多的一个门类。已经发现的软体动物现代种类加上化石种类共13万余种,仅次于节肢动物而成为动物界中的第二大门类。软体动物适应力强,因而生活范围极广,陆地、淡水和咸水中都有大量成员,身体柔软,大多数具有贝壳,如无针乌贼、三角帆蚌、牡蛎、杂色鲍等。

5.节肢动物门

节肢动物门是动物界最大的一门,全世界约有110万~120万现存种,占整个现生物种数的75%~80%。节肢动物生活环境极其广泛,无论海水、淡水、土壤、空中,都有它们的踪迹,有些种类还寄生在其他动物的体内或体外。水生种类的呼吸器官为鳃或书鳃,陆生的为气管或书肺或兼有。神经系统为链状神经系统,有各种感觉器官。多雌雄异体,生殖方式多样,一般卵生,如黑蚱、蜈蚣、土鳖虫、斑蝥等。

6.棘皮动物门

棘皮动物门是一类后口动物,在无脊椎动物中进化地位很高。从浅海到数千米的深海都有广泛分布。现存种类6 000多种,但化石种类多达20 000多种,从早寒武纪出现到整个古生代都很繁盛,其中有5个纲已完全灭绝。它们在形态结构与发生上都有一些独特之处,与原口动物有很大不同。外观差别很大,有星状、球状、圆筒状和花状。大部分对水质污染很敏感,再生力一般很强。摄食方式为吞食性、滤食性和肉食性。沿海常见棘皮动物,如海星、海参、海胆、海蛇尾等。

7.脊索动物门

脊索动物门是动物界最高等的一门,也是进化得最成功的一类。脊索动物的共同特征是在个体发育全过程或某一时期具有脊索、背神经管和鳃裂(即脊索动物门的三大特征)。脊索动物又根据脊索的位置不同分为尾索动物、头索动物和脊椎动物,如海马、乌梢蛇、蕲蛇、梅花鹿等。

三、矿物界常用的分类

根据1983年有关资料,已知的矿物种类约3 000种。目前矿物界遵循的分类体系级序如下:大类、类(亚类)、族(亚族)、种(亚种)。大类、类和亚类的划分基本上相同,都是依据矿物的化学成分和化合物类型来划分的,各自最显著的特点主要反映在族的划分上,而这些族的划分特点则与矿物学的发展有着密切的联系。现将主要几种分类简要介绍如下。

1.根据化学成分的分类

这种分类是以大量矿物成分的化学分析资料为基础而做出的。1837年出版的《系统矿物学》,为早期的矿物分类做出贡献,按照矿物的分类体系系统地阐述和研究各类矿物或特定的某类矿物的化学成分、晶体结构、结晶形态、物理性质和化学性质,以及矿物的成因和产状等方面的内容。由于化学成分是组成矿物的物质基础,并为各家采用作为大类和类的划分依据,因而这种分类有其重要的意义。

2.根据晶体化学的分类

自1912年X射线应用于矿物的晶体结构研究以来,出现了大量的矿物晶体化学的分类。凡同一类(或亚类)中具有相同晶体结构类型的矿物即归为一个族。由于晶体化学有可能把矿物的化学成分与其内部结构联系起来,因此从阐明这二者与矿物的形态、物理性质等之间的关系而言,这种分类就显得十分合理。

3.根据地球化学的分类

这种分类是以地球化学中元素共生组合的资料为基础而出现的。1968年,伊·柯斯托夫所著的《矿物学》即采用地球化学的分类。他将地球化学上性质类似的一组元素的类似化合物的矿物作为一个矿物族。由于地球化学在阐述某些矿物的共生组合规律和地球化学特征上有其独特之处,因而这种分类也有一定的意义。

4.根据矿物成因的分类

这种分类是以矿物成因为基础而提出的。早在1884年,拉普派兰就试图建立矿物成因的分类体系。经过一个世纪的时间,在矿物成因方面积累了不少资料,1979年,拉扎连科在其所著的《矿物成因分类尝试》中提出了矿物成因分类纲要。