第一章昆虫分类学的概念和发展

昆虫分类学总课时：36学时授课方式：讲授、专题、实验主讲人：雷仲仁第一章昆虫分类学的概念和发展一、什么是分类学1、定义：(taxonomy)是研究分类的理论和方法的学科。即分门别类、分析其特性、归纳其共性，并研究其起源和发展规律的学科。昆虫分类学：(insecttaxonomy)第一节昆虫分类学的概念和发展2、分类学的目的和任务★研究、区分和确定物种，予以命名、描述，并提供正确认识和辨别物种的知识和资料。★在物种正确鉴定的基础上，按照物种间的异同和亲缘关系进行归类，即归到不同的分类阶元层次，建立各个物类的分类系统。★探寻物种或物类之间的亲缘关系，追溯其进化过程，并可预见其系统范围内尚未发现的物种。简单概括起来就是：鉴定indentification,分类classification,系统发育phylogeny二、昆虫为何能分类因为事物间存在着共性和特性。即任何事物之间不论差别如何悬殊，总有共同的一面(任何物质都是由原子和分子组成的)；相反，不论它们如何相似总有一些差别。1、从横的或空间观点看，分类鉴定就是分析其特性，归纳其共性，进行类上归纳，类下分类。无特殊性就无共性，这种共同性与特殊性的对立统一是分类学的科学依据和辩证逻辑，也是分类的基本原则。分类就要求能够看出“异中之同和同中之异”(黑格尔)。2、从纵的或时间观点看，事物是从低级向高级发展，具有发展的连续性和间断性。体现在昆虫上就是祖征和新征。12345连续渊源间断发展昆虫系统发育树物种三、为什么要研究昆虫分类学1、世界上的昆虫约有1000万种，要认识它们就必须进行分类。2、生命现象是通过地球上过去和现存的千千万万种具体的物种体现出来的，而且它们在不断地运动、发展、变化和相互联系着，所以，想认识、探索其起源和发展规律，就必须先分门别类。3、认识世界的目的是为了改造世界。所以，想管理和控制害虫、充分利用益虫，就必须正确地认识它。昆虫新目2002年5月24日出版的296卷《科学》杂志刊登了昆虫新目的论文，标志着一个昆虫新目的诞生。这个新目的学名为Mantophasmatodea，来源于mantis（螳螂）和phasma（虫脩）。从名称可知，这个新目昆虫与螳螂和竹节虫有些相像，但它们又有自己的特点。《昆虫知识》2002年第六期发表了陈学新等以《昆虫界的“四不象”》为题的介绍这个新目的文章，并附有彩图。螳脩目Mantophasmatodea螳螂从外形上看，新目昆虫与螳螂、竹节虫相像。与螳螂相比，虽然新目的昆虫也是捕食性的。但它们的前足和中足均用于捕捉猎物，而螳螂仅是前足发达用于捕捉猎物。与竹节虫相比，竹节虫的胸部延长，而新目昆虫的胸部不延长，同时所有已知竹节虫均是植食性的。螳（虫脩）目与其他昆虫的关系还有待于进一步研究。竹节虫四、昆虫分类学的发展历史与现状(一)、发展历史1、古代至林奈时期：亚里斯多德(Aristoles,纪元前384－322年)，总结了前人的工作，主要根据昆虫的翅、体躯构造、生活方式、习性等把昆虫分为10大类。罗生霍夫(A.J.R.Rosenhof1705-1759)，根据昆虫的习性、变态等把昆虫分为16类。林奈(C.Linnaeus,1707-1778)，1758年，林奈的《SystemaNaturae,1758》第十版出版，标志着分类学作为一门学科的开始。他的主要功绩是：★第一次提出了双名法★提出了纲、目、属、种的分类体系★肯定了物种的客观性和稳定性★描述了大量的生物种类把昆虫分成了7个目(无翅、双、鞘、半、鳞、脉、膜)。被称为生物分类之父。主要不足：受宗教、神学的影响，认为物种是上帝创造的、永远不变的、静止的、恒定的。与其“自然系统”相矛盾。把7个目的系统发育顺序给颠倒了，后经拉马克(J.B.Lamarck)给纠正过来了。此期的特点：★对地区种类大量记载和描述★种类的区分、鉴定和命名地区种类研究阶段或称为〆分类阶段2、达尔文时期达尔文(C.Darwin)在1859年12月24日出版了《OntheOriginofSpecies,1859)。它对分类学起到了很大的推动作用，以进化思想使生物学摆脱了神创论的束缚，真正体现了自然系统。黑格尔(E.Haeckel)1866年，创立了系统树。此期的特点：★大量新目、新科、新属和新种被发现★建立了昆虫分类系统★分类学进入了昌盛时期进化研究兴盛阶段或称为β分类阶段3、种群分类时期自从1940年小赫胥黎(J.S.Huxley)出版了《TheNewSystematics》，提出了以“种群”，而不是个体为分类阶元，即用动态的多型概念代替了静态的种模概念，导致了对种下类型的探讨，分类概念为之一新，从而引起了生物界的注意。此期的特点：★分类学与生态学、遗传学、细胞学等学科的结合，使分类学从狭义形态学观点发展到广义的生物学观点。★物种群体概念的发展。使分类研究注意种下差异及物种形成、进化之间的关系，推动了对物种性质和结构的理解。种内变异的分析、种下阶元及其进化的研究阶段或称为γ分类阶段(二)、昆虫分类学的现状由于生物学其它学科的迅速发展和分类学研究手段的不断更新和发展，使分类学的研究内容和研究理论得到不断更新和发展。系统分类原理和特征分析成为六十年代起争鸣的中心课题。随着W.Hennig(1966)分支系统学的兴起，不同学派百家争鸣，分类学进入了一个新的时代，呈现为前所未有的繁荣景象。目前主要有四大学派。1、传统分类学派(traditionaltaxonomy)代表人：R.E.Blackwelder特点：实用方便，但无统一准则2、支序分类学派(cladisticsorcladisticsystematics)代表人：W.Hennig特点：对特征慎重权衡，具有严格的分类方法；唯一能够反映系统发育的依据是分类单元间的血缘关系。W.Hennig创立，1950年出版了德文专著《GrundzugeeinerTheoriederPhylogenetischenSystematik》，但未引起重视，1966年出版了英文专著《PhylogeneticSystematics》后引起了强烈反响。后称CladisticsystematicsorCladistics。ABCDt1t2t3t现代系统发育关系图几个概念：★共同祖先的相对近度(relativerecencyofcommonancestor)★单系类群(monophyleticgroup)和姐妹群(sistergroup)：把具有共同衍征的类群称为单系群，即凡两个物种（或类群〕具有共同派生的特征，说明它们由一个共同的祖先繁衍下来，证明是一个单系群。如果两个单系群组成一个高一级单元，那么这两个类群就是姐妹群。3、进化分类学派(evolutionarytaxonomy)代表人：E.MayrG.G.Simpson陈世骧等特点：既考虑共同的渊源，又考虑后代的分歧，即进化的程度和速度。E.Mayr的代表性著作《MethodsandprinciplesofSystematicZoology》,《PrinciplesofSystematicZoology》;G.G.Simpson的代表性著作《ThePrinciplesofAnimalTaxonomy》;陈世骧的代表性著作《进化论与分类学》。A鸟B鳄C龟蛇AB陆生脊椎动物各大类分类图D哺乳DCBCDA支序分类学派进化分类学派C人B黑猩猩AB黑猩猩与人的两种分类A猩猩CBCA支序分类学派进化分类学派t1t2猿科Pongidae人科Hominidae4、数值分类学派(表征分类学派)(numericaltaxonomy)代表人：P.H.A.SneathandR.R.Sokal特点：数据来源广，综合力强；实验手段和方法先进；对种下分类较实用。不足：特征进化不等价；需大量标本；难以区别趋同性状；不同的公式或程序可能结果不同。P.H.A.SneathandR.R.Sokal的代表性著作《PrinciplesofNumericalTaxonomy》(1973)。最近的发展：许多分类工作者都采取折衷的态度，吸取各学派的优点和长处并加以发展，即形成所谓的第五分类学派“改造支序学派”、“数值支序学派”等。如进化分类学派全盘接受支序分析法，而支序分类学派渐渐改变了处理分类系统时过于僵硬的态度，数值法被嫁接到支序分析中。即同意支序学派对特征的慎重权衡，反对分层次分类，抛弃数值分类学的一些原理和概念，但吸收其实用表征分解法，不同意其特征等价观点，却使用了计算机这一先进工具。(三)、我国昆虫分类学的发展历史和现状1、古代时期6000年前浙江河姆渡出土的陶片上就有草、木、虫、鱼等饰纹；3000年前殷代的甲骨文上刻有动物名60种，其中昆虫9种；西周墓中有玉雕的蝉、蚕和蚱蜢等饰物；3000年前的《尔雅》，有不少动物分类知识，其中昆虫80多种；李时珍的《本草纲目》(1590年)记载药用昆虫73种；2400～3000年前的《诗经》1、古代时期以“多识鸟兽草木”而著称，记载植物252种，动物109种，昆虫20多种。公元100～120年的《说文解字》中有“虫”字旁的字163个，以“虫”为底的字25个，“”字旁的6个。说明很早就对昆虫有所研究，但由于长期的封建社会，严重阻碍了我国科学技术的发展。殷代甲骨文中的“蜂”字殷、周时代墓葬中的玉蝉殷、周时代青铜器上的蝉饰纹殷、周时代墓葬中的玉蝉蜻蜓2、鸦片战争至解放前此期中国的自然资源被大量掠夺，昆虫也不例外被大量采集并带走。如美国的嘉理思托(Gressitt),估计带走了2000种天牛标本，仅剩的1000多种被扣了下来，后来依此出版了《中国经济昆虫志》(天牛科)。我国仅有少数学者从事昆虫分类研究，如胡经莆(襀翅目)，陈世骧(叶甲科)，蔡邦华(小蠹虫)，刘崇乐(瓢虫)等。中国人或与外国人合作发表的新种仅占4％。3、解放后我国的昆虫分类工作得到了迅速的发展，为我国的检疫、资源调查、害虫防治、天敌利用等作出了很大的贡献。我国在70～80年代昆虫分类研究曾一度比较兴盛，研究人员曾达到500人左右，解放后30年发表昆虫新种和新亚种1847个，新属和新亚属148个。但90年代后由于政策和研究重点的变化，使昆虫分类研究和研究队伍受到很大影响，现从事昆虫分类研究的人员锐减。3、解放后目前可以登载昆虫分类学论文的国内杂志有昆虫学报、昆虫分类学报、动物分类学报EntomologySinica及一些综合性大学的学报和昆虫学研究集刊等。已出版的有关昆虫分类学研究的专著有中国经济昆虫志、中国动物志及大量的地方性昆虫志等。中国的昆虫种类昆虫学家胡经甫博士（1896-1972）花了12年的时间编写了《中国昆虫名录》共6卷，于1934年~1941年出版。收录了当时已知的中国昆虫20,069种，而中国人自己命名的昆虫只有204种，仅占1%。新中国成立后，特别是改革开放后，我国的昆虫分类有了长足的发展。我国组织了许多大型的科学考察，昆虫学家发表了大量的昆虫新种。过去50年在大陆8种昆虫学期刊上发表的昆虫新种达8,000多种。其他的杂志及书籍也发表了很多新种，我们统计了38本专著，发表的新种就有4,921种。如中国农业大学李法圣先生于2002年7月出版的《中国（虫齿）目志》包含了1,505种啮虫，其中918种是新种，是描述新种最多的一本专著。而由黄复生主编的《海南森林昆虫》（2002.7）包含了5,842种昆虫（还有384种蜘蛛和螨类），是昆虫种类最多的一本专著目前，中国的昆虫种类有多少呢？香港渔农自然护理处的刘绍基先生花了大量的时间，收集资料，把中国已知的昆虫输入电脑，到2003年3月18日已记录了79313种（包括分布于台湾的14713种和香港的6134种），但仍有一些已记录的昆虫未能包含在这个数中。中国昆虫的种类按最保守的估计也在15万种以上，我国昆虫分类学家的任务仍相当艰巨。我国许多地区(如图)（特别是一些偏远的山区）尚未开展深入的昆虫种类调查，仍需要昆虫学家去采集调查。同时还有很多昆虫的科，仍是空白，目前国人还没有涉及。中国昆虫（广义）各目的物种数量（InsectBiodiv