所有生物都具有很多的生物特性，如它们都由一个或多个细胞组成，能够进行新陈代谢，通过ATP传递能量，在DNA中编码遗传信息等。所有的物种都是由更简单的形式进化而来的并将继续进化，并以种群方式生存。这些种群组成生物群落和生态系统，从而形成了地球上全部的生命结构。到目前为止，我们强调了所有生物都具有的共同特性，顾及了能适应所有生物的一般的原理。下面我们将论述生物界的多样性，并主要阐述生物类群之间的区别（图32.1）。在文章的其余部分，我们将要考察地球上不同的生命形式，从细菌和变形虫到蓝鲸和美洲杉。32.1生物学家用系统方法命名生物生物的分类早在二千多年前，古希腊的哲学家Aristotle第一次对生物进行分类，他把生物分为动物和植物。动物又被分为陆生、水生和空中生活三类，而依据植物茎干的不同，植物也被分为三类。后来，古希腊人和罗马人将这个简单的分类系统扩大了，他们将动物和植物划分成一些基本单元，如猫、马、橡树单元。最终这些基本的单元被称作属（genera，单数genus），就是拉丁语“群”的意思。到中世纪开始的时候，人们用拉丁文（当时的学者所用的语言）把这些名字系统地记录下来。所以猫被归到Felis属，马划入Equus属，橡木归入Quercus属，这些属名就是罗马人所采用的相应类群的名称。对于那些罗马人不知晓的属，他们就会发明一个新的名称。中世纪的分类系统叫做多词学名系统（polynomialsystem），这个系统实际上一直沿用了几百年而没有变化。多词学名系统（ThePolynomialSystem）十八世纪中叶以前，当生物学家提到一种特定的生物即物种时，他们往往给属名加上一系列的描述性术语，这些以属名打头的短语，就是多词学名。多词学名是一串包含多达12甚至更多单词的拉丁词或短语。拿欧洲蜜蜂为例，多词学名就是Apispubescensthorace subgriseo，abdominefusco，pedibusposticisglabrisutrinquemargineciliates。你可以想象，这些多词学名是多么地令人厌烦。更恐怖的是，多词学名常常随后来作者的意愿改变，这就造成一个给定的生物实际上拥有的名字并不为它所专有
所有生物都具有很多的生物特性，如它们都由一个或多个细胞组成，能够进 行新陈代谢，通过 ATP 传递能量，在 DNA 中编码遗传信息等。所有的物种都是由 更简单的形式进化而来的并将继续进化，并以种群方式生存。这些种群组成生物 群落和生态系统，从而形成了地球上全部的生命结构。到目前为止，我们强调了 所有生物都具有的共同特性，顾及了能适应所有生物的一般的原理。下面我们将 论述生物界的多样性，并主要阐述生物类群之间的区别（图 32.1）。在文章的其 余部分，我们将要考察地球上不同的生命形式，从细菌和变形虫到蓝鲸和美洲杉。 32.1 生物学家用系统方法命名 32.1 生物学家用系统方法命名生物 生物的分类 早在二千多年前，古希腊的哲学家 Aristotle 第一次对生物进行分类，他把 生物分为动物和植物。动物又被分为陆生、水生和空中生活三类，而依据植物茎 干的不同，植物也被分为三类。后来，古希腊人和罗马人将这个简单的分类系统 扩大了，他们将动物和植物划分成一些基本单元，如猫、马、橡树单元。最终这 些基本的单元被称作属(genera,单数 genus)，就是拉丁语“群”的意思。到中 世纪开始的时候，人们用拉丁文（当时的学者所用的语言）把这些名字系统地记 录下来。所以猫被归到 Felis 属，马划入 Equus 属，橡木归入 Quercus 属，这些 属名就是罗马人所采用的相应类群的名称。对于那些罗马人不知晓的属，他们就 会发明一个新的名称。 中世纪的分类系统叫做多词学名系统（polynomial system），这个系统实际 上一直沿用了几百年而没有变化。 多词学名系统（The Polynomial System （The Polynomial System The Polynomial System） 十八世纪中叶以前，当生物学家提到一种特定的生物即物种时，他们往往给 属名加上一系列的描述性术语，这些以属名打头的短语，就是多词学名。多词学 名是一串包含多达 12 甚至更多单词的拉丁词或短语。拿欧洲蜜蜂为例，多词学 名就是 Apis pubescens thorace subgriseo， abdomine fusco， pedibus posticis glabris utrinque margine ciliates。你可以想象，这些多词学名是 多么地令人厌烦。更恐怖的是，多词学名常常随后来作者的意愿改变，这就造成 一个给定的生物实际上拥有的名字并不为它所专有
双名系统瑞典的生物学家林奈（CarolusLinnaeus）（1707一1778）创造了一种简单得多的系统来对动物、植物和其他生物进行命名。林奈一身致力于给所有不同种类的生物进行编目，这是一项战胜了无数生物学前辈的挑战。18世纪50年代，他的几部代表作，和他早期的作品一样，仍然使用多词学名。但林奈在书中采用了一种速记方法，即每个物种的名称仅由两部分组成。例如，蜜蜂就可以写成Apismellifera。这种双名法（binomials）已成为今天指明某个物种的标准用词。近距离看林奈为了进一步了解林奈的工作，我们美茶来看看他是怎样将双名法应用到北美橡树（1753年已被科学家描述）上的。他将所有的橡树都归到Quercus属中，wirwoahelosHedcoasrubra这是从罗马时期就沿用的名称。林奈将图32.2橡树的两个物种。（a）柳木橡树，Quercusphellos（b）红橡美国东南部的柳木橡树（thewillow树，Quercusrubra。尽管它们都是橡oak）（图32.2a）命名为Quercusfoliis树属（Quercus），这两个物种在叶子的形状、大小和其他特征（包括地理分布）lanceolatisintegerrimisglabris方面有着显著的差异。（有矛状光滑叶片且叶缘无齿的橡树）。而对生长在温度适宜的北美东部的普通红橡木（图32.2b），林奈发明了一个新的名字，Quercusfoliisobtuse一sinuatissetaceo一mucronatis（叶片有钝的深裂片，且裂片上有毛状刚毛的橡树）。对每一个物种，他也给出了一个简短的名称，即双名Quercusphellos和Quercusrubra。这两种名称自从1753年开始，已成为这些物种的正式学名。尽管当林奈第一次在他的书中用这些名称的时候还没有意识到这一点，那时他还认为多词学名是物种的真正的名称。被林奈首次采用的两部（双名）拉丁名命名法，现在正被生物学家们广泛采用，以命名特定的物种
双名系统 瑞典的生物学家林奈（Carolus Linnaeus）（1707－1778）创造了一种简单 得多的系统来对动物、植物和其他生物进行命名。林奈一身致力于给所有不同种 类的生物进行编目，这是一项战胜了无数生物学前辈的挑战。18 世纪 50 年代， 他的几部代表作，和他早期的作品一样，仍然使用多词学名。但林奈在书中采用 了一种速记方法，即每个物种的名称仅由两部分组成。例如，蜜蜂就可以写成 Apis mellifera。这种双名法（binomials）已成为今天指明某个物种的标准用 词。 近距离看林奈 为了进一步了解林奈的工作，我们 来看看他是怎样将双名法应用到北美 橡树（1753 年已被科学家描述）上的。 他将所有的橡树都归到 Quercus 属中， 这是从罗马时期就沿用的名称。林奈将 美国东南部的柳木橡树（the willow oak）（图 32.2a）命名为 Quercus foliis lanceolatis integerrimis glabris （有矛状光滑叶片且叶缘无齿的橡 树）。而对生长在温度适宜的北美东部 的普通红橡木（图 32.2b），林奈发明了一个新的名字，Quercus foliis obtuse －sinuatis setaceo－mucronatis（叶片有钝的深裂片，且裂片上有毛状刚毛的 橡树）。对每一个物种，他也给出了一个简短的名称，即双名 Quercus phellos 和 Quercus rubra。这两种名称自从 1753 年开始，已成为这些物种的正式学名。 尽管当林奈第一次在他的书中用这些名称的时候还没有意识到这一点，那时他还 认为多词学名是物种的真正的名称。 被林奈首次采用的两部（双名）拉丁名命名法，现在正被生物学家们 ，现在正被生物学家们广泛 采用，以命名特定的物种。 图 32.2 橡树的两个物种。（a）柳 木橡树，Quercus phellos （b）红橡 树，Quercus rubra。尽管它们都是橡 树属(Quercus)，这两个物种在叶子的 形状、大小和其他特征（包括地理分布） 方面有着显著的差异
物种名分类学是对生物进行分类的科学。在一种分类系统中，在一个特定层次上的生物群体叫做一个分类单元。不同的生物不能拥有同样的名字，这是全世界的分类学家达成的共识。为了不偏祖任何一个国家，将没有一个国家使用的拉丁文用作命名的语言。由于生物的学名在世界上的任何地方都要相同，使不管是说汉语、阿拉伯语，还是西班牙语和英语的生物学家都能准确无误地进行交流。这种命名法使那些因地域不同而名字也不同的物种有了一个共同的名称，这是命名史的一大进步。如图32.3所示，欧洲所称的谷物（corn）在美洲称为wheat：熊（bear）在美国是指一种胎生的杂食动物，而在澳大利亚却是指考拉（koala），一种食草的有袋动物；“robin”在欧洲和北美也分别指完全不同的鸟类。大家已达成共识，双名的第一个词是生物所属的属名，首字母往往大写。第二个词就涉及特定的物种并且不用大写。两个词合在一起叫做学名（scientificname），并用斜体字或其他特殊的字体书写，如Homcsapiens。一旦属名在文中被用过一次，以后就可采用缩写形式。例如恐龙Tyrannosaurusrex写成T.rex，大肠杆菌Escherichiacoli写成E.coli。林奈创建的这个为动物、植(b)物和其他生物命名的系统在近230年来，一直被广泛采用。根据惯例，物种双名的第一部分（c）图32.3缺乏特征的俗名。俗名玉米corn（a）、熊bear（b）、红襟鸟robin确定物种所在的属，第二部分将（c）能让我们联想起这些生物的清晰同属中的不同物种区分开来。图象（左边的照片），但生活在欧洲或澳洲的人联想到的却是不同的生物图象（右边的照片）。在那里，相同的俗的种
物种名 分类学是对生物进行分类的科学。在一种分类系统中，在一个特定层次上的 生物群体叫做一个分类单元。不同的生物不能拥有同样的名字，这是全世界的分 类学家达成的共识。为了不偏袒任何一个国家，将没有一个国家使用的拉丁文用 作命名的语言。由于生物的学名在世界上的任何地方都要相同，使不管是说汉语、 阿拉伯语，还是西班牙语和英语的生物学家都能准确无误地进行交流。这种命名 法使那些因地域不同而名字也不同的物种有了一个共同的名称，这是命名史的一 大进步。如图 32.3 所示，欧洲所称的谷物（corn）在美洲称为 wheat；熊（bear） 在美国是指一种胎生的杂食动物，而在澳大利亚却是指考拉（koala），一种食草 的有袋动物； “robin”在欧洲和北美也分别指完全不同的鸟类。 大家已达成共识，双名的第一个 词是生物所属的属名，首字母往往大 写。第二个词就涉及特定的物种并且 不用大写。两个词合在一起叫做学名 （scientific name），并用斜体字或 其 他 特 殊 的 字 体 书 写 ， 如 Homo sapiens。一旦属名在文中被用过一 次，以后就可采用缩写形式。例如恐 龙 Tyrannosaurus rex 写成 T.rex，大 肠 杆 菌 Escherichia coli 写 成 E.coli。林奈创建的这个为动物、植 物和其他生物命名的系统在近 230 年 来，一直被广泛采用。 根据惯例，物种双名的第一部分 ，物种双名的第一部分 确定物种所在的属，第二部分将 同属中的不同物种区分开来。 图 32.3 缺乏特征的俗名。俗名玉 米 corn（a）、熊 bear（b）、红襟鸟 robin （c）能让我们联想起这些生物的清晰 图象（左边的照片），但生活在欧洲或 澳洲的人联想到的却是不同的生物图 象（右边的照片）。在那里，相同的俗 名用来命名完全不同的物种。 （a） （c） （b）
分类的等级层次在林奈后的几十年间，分类学家们开始将生物归入范围更大的范畴中去。具有相同特征的属可以统称为一个科（family），具有相同特征的科可以归入同一EasterngraysquirrelSciuruscarolinensis图32..4生物分类的等级系统。首先，这个生物被确定为真核细胞生物（域：真核）。其次，在这个域中，它是一个动物（界：动物界）。在动物界的众多门之中，它属于脊椎动物（门：脊索动物，亚门：脊椎动物）。生物的皮毛特征显示它是哺乳动物（纲：哺乳纲）。在这个纲中，我们可以通过看它的牙齿进一步鉴别它（目：啮齿目）。接下来，由于它有四个前趾、五个后趾，属于松鼠（科：松鼠科）。在这个科中，它是树松鼠（属：Sciurus），有灰白的皮毛和白色的尾尖，（种名：Sciuruscarolinensis，东部灰松鼠）。（从上到下依次为）域，界，门，亚门，纲，目，科，属，种，树松鼠，松鼠科，啮齿目，哺乳纲，脊椎动物亚门，脊索动物门，动物界，真核生物域。个目（order）（图32.4）。有相似特征的目归到同一个纲（class），有相似特征的纲又可归入同一个门（phylum）。由于历史原因，在植物、真菌、藻类中门phyla也称为divisions。最后，门归入到几个大的类群即界（kingdoms）中去。现在，生物学家公认的有六个界：两个细菌类群（古细菌类、真细菌类）、1个大的真核单细胞类群（原生生物类）和3个多细胞类群（真菌类、植物类、动物类）。为了更好地按顺序记住分类的7个层次，有一个口决“kindly一pay一cash一or-furnish-good-security”（kingdomphylum-class-order-family-genus一species，界一门一纲一目一科一属一种）。此外，一种叫做域（domain）的第8个分类层次有时也会用到。生物学家划
分类的等级层次 在林奈后的几十年间，分类学家们开始将生物归入范围更大的范畴中去。具 有相同特征的属可以统称为一个科（family），具有相同特征的科可以归入同一 个目（order）（图 32.4）。有相似特征的目归到同一个纲（class），有相似特征 的纲又可归入同一个门（phylum）。由于历史原因，在植物、真菌、藻类中门 phyla 也称为 divisions。最后，门归入到几个大的类群即界(kingdoms)中去。现在， 生物学家公认的有六个界：两个细菌类群（古细菌类、真细菌类）、1 个大的真 核单细胞类群（原生生物类）和 3 个多细胞类群（真菌类、植物类、动物类）。 为了更好地按顺序记住分类的 7 个层次，有一个口诀“kindly－pay－cash－or －furnish－good－security”（kingdom－phylum－class－order－family－ genus－species，界－门－纲－目－科－属－种）。 此外，一种叫做域（domain）的第 8 个分类层次有时也会用到。生物学家划 图 32.4 生物分类的等级系统。首先，这个生物被确定为真核细胞生物（域：真核）。 其次，在这个域中，它是一个动物（界：动物界）。在动物界的众多门之中，它属于脊椎 动物（门：脊索动物，亚门：脊椎动物）。生物的皮毛特征显示它是哺乳动物（纲：哺乳 纲）。在这个纲中，我们可以通过看它的牙齿进一步鉴别它（目：啮齿目）。接下来，由 于它有四个前趾、五个后趾，属于松鼠（科：松鼠科）。在这个科中，它是树松鼠（属： Sciurus），有灰白的皮毛和白色的尾尖，（种名：Sciurus carolinensis，东部灰松鼠）。 （从上到下依次为）域，界，门，亚门，纲，目，科，属，种，树松鼠，松鼠科， 啮齿目，哺乳纲，脊椎动物亚门，脊索动物门，动物界，真核生物域
分的域有三个，在本章后面将有所讨论。比属层次高的分类单元的学名，在书写时首字母要大写，但不需要斜体或者加下划线。不同层次的类别的数目不一，有的可能包括很多或几种，而有的可能HorseDonkey只有一个分类单元。如Hominidae这个科中只有一个属，而Fagaceae这个科中却有好几个属。对一个熟悉分类Mule或者善于查找合适参考书的人来说，图32.5生物学物种概念。马（a）和驴（b）每一个类别意味着一系列的特征和一是不同的物种，因为它们杂交产生的后代，骤子（c）是不育的。大群属于这个类别的生物。例如，蜜蜂的种名（第1层次）Apismellifera中，属名（第2层次）Apis是Apidae这个科（第3层次）中的一个成员，这个科中的所有成员都是蜜蜂，有些是独居的，有些与A.mel1ifera一样群居在蜂房中。通过对它所在的目（第4层次）一膜翅目（Hymenoptera）的了解，我们知道A.mellifedra能蛰人，群居生活。而通过它所在的纲（第5层次）一昆虫纲（Insecta），知道它的身体分三部分，胸部着生有1对翅和3对足。它所在的门（第6层次）一节肢动物门（Arthropoda），让我们知道它有坚硬的儿丁质角质层和有关节的附肢。所属的界（第7层次）一动物界（Animalia）告诉我们它是没有细胞壁的多细胞异养生物。种组成属，属组成科，科组成目，目组成纲，纲组成门。门是界下的最基本的单元；这样的系统是等级结构。什么是物种？在前文中，我们讨论了物种的命名和分类，但生物学家们是怎样将一个生物与其它生物完全区别开来？在22章，我们回顾了物种的本性，并且我们看到对这个范畴的定义并没有绝对的标准。比如说，外表上的差异就不是一个有用的标准：外表上看来彼此都不相同的个体可能属于同一个物种，如奇瓦瓦狗（chihuahua）和圣.伯纳德狗（St.Bernard）看起来完全不同，但它们都属于狗。这些外表上差异很大的狗，实际上彼此之间还是能够杂交的
分的域有三个，在本章后面将有所讨论。比属层次高的分类单元的学名，在书写 时首字母要大写，但不需要斜体或者 加下划线。 不同层次的类别的数目不一，有 的可能包括很多或几种，而有的可能 只有一个分类单元。如 Hominidae 这 个科中只有一个属，而 Fagaceae 这个 科中却有好几个属。对一个熟悉分类 或者善于查找合适参考书的人来说， 每一个类别意味着一系列的特征和一 大群属于这个类别的生物。例如，蜜 蜂的种名（第 1 层次）Apis mellifera 中，属名（第 2 层次）Apis 是 Apidae 这个科（第 3 层次）中的一个成员，这个科中的所有成员都是蜜蜂，有些是独居 的，有些与 A.mellifera 一样群居在蜂房中。通过对它所在的目（第 4 层次）— 膜翅目（Hymenoptera）的了解，我们知道 A.mellifedra 能蜇人，群居生活。而 通过它所在的纲（第 5 层次）—昆虫纲(Insecta)，知道它的身体分三部分，胸 部着生有 1 对翅和 3 对足。它所在的门（第 6 层次）—节肢动物门（Arthropoda）， 让我们知道它有坚硬的几丁质角质层和有关节的附肢。所属的界（第 7 层次）— 动物界（Animalia）告诉我们它是没有细胞壁的多细胞异养生物。 种组成属，属组成科，科组成目，目组成纲，纲组成门。门是界下的最基 门是界下的最基 本的单元；这样的系统是等级结构 ；这样的系统是等级结构。 什么是物种？ 在前文中，我们讨论了物种的命名和分类，但生物学家们是怎样将一个生物 与其它生物完全区别开来？在 22 章，我们回顾了物种的本性，并且我们看到对 这个范畴的定义并没有绝对的标准。比如说，外表上的差异就不是一个有用的标 准：外表上看来彼此都不相同的个体可能属于同一个物种，如奇瓦瓦狗 （chihuahua）和圣.伯纳德狗（St.Bernard）看起来完全不同，但它们都属于狗。 这些外表上差异很大的狗，实际上彼此之间还是能够杂交的。 图 32.5 生物学物种概念。马（a）和驴（b） 是不同的物种，因为它们杂交产生的后代， 骡子（c）是不育的