2019年9月1日 星期日

生物的演化和分類

細胞 (Cell) 是生命的基本單位。

  • 許多生命以單細胞型態存在。複雜的生物呈多細胞形式,由許多種再也無法獨自存活的特化細胞分工合作。
  • 生物體的細胞依有無細胞核分成真核生物和原核生物。細菌和古菌是原核生物,其它生物是真核生物。
  • 原核細胞直徑大多 1~10µm,最小的細菌約 0.2µm。真核細胞直徑大多 10~100µm,雞蛋黃有 5cm,某些神經和肌肉細胞長度可達 70cm。
  • 生命現象包括生殖...染色體。
  • 病毒要進到細胞才有生命現象,推測來自細胞逸出的核酸分子演化而來,多樣性很大。
  • 幹細胞 (stem cell):所有細胞之母,能夠自我複製並衍生出更特化的細胞。理論上幹細胞是不朽的。



真核 eukaryotic細胞真核有細胞核和其它有膜胞器


古菌 Archaea
原核
prokaryotic
小,胞器無膜,無細胞核。都是單細胞。


細菌 Bacteria

eukaryotic 來自希臘語,「eu」意思是「真正的」,「karyon」意思是內核,指細胞核 (nucleus)。prokaryotic 的「pro」意思是「在…之前」,整個意思是「細胞核出現之前」。

真核生物分類

  • 由營養模式大致可區分為植物、真菌、和動物。
    • 自營 (來自光合作用):植物。
    • 異營、體外消化:真菌
    • 異營、體內消化:動物。
  • 一度將單細胞或較小的真核生物分類為原生生物,可依照營養及生活方式分為植物性 (藻類)、真菌性 (原生菌類)、動物性 (原生動物)。
  • 分成 4 群 (仍有爭議):剜 (ㄨㄢ) 蟲、SAR、古色素體生物、單鞭毛生物。古色素體生物包括紅藻、綠藻、和植物。單鞭毛生物包括真菌、動物等。
真核    
雙滴蟲剜蟲
古蟲界 (Excavata)


副體蟲


眼蟲類
髮鞭藻
Stramenopiles不等鞭毛界



矽藻SAR

金藻
囊泡蟲
Alveolates

褐藻


  渦鞭藻


頂複器蟲

根足蟲
Rhizarians有孔蟲界
纖毛蟲


  有孔蟲


絲足蟲


放射蟲



紅藻古色素體生物



 

綠藻類綠藻

 

輪藻




陸生植物


變形蟲Amoebozoans黏菌單鞭毛生物

管足變形蟲
後鞭毛
內變形蟲



核形蟲


真菌 Fungi




襟鞭毛蟲


動物

病毒分類依其基因組成及複製模式授予「目」、「科」、「屬」、「種」等階元。另外也可以根據病毒的宿主大致區分為「細菌病毒」、「真菌病毒」、「植物病毒」、及「動物病毒」。

生物分類階層的安排 (界 Kingdom、門 Phylum、綱 Class、目 Order、科 Family、屬 Genus、種 Species) 反映起源以及它們之間的關係。台灣物種名錄 TaiBNET 將生物分成 1+7 界,其中 1 是指病毒,其它分成 7 界。

二界-植物動物1735 Carl Linnaeus。
三界原生生物植物動物1866 E. Haeckel。
二帝國原核生物真核1937 E. Chatton。
四界原核生物原生生物植物動物1956 H. F. Copeland。
五界原核生物原生生物真菌植物動物1969 Whittaker 所倡議。
六界真細菌古細菌原生生物真菌植物動物1977 Balch 等人建議。
六界細菌原生生物原藻真菌植物動物1981 Cavalier-Smith。
三域細菌古菌真核1990 Woese 等人。
七界細菌古菌原生生物原藻真菌植物動物Species2000 和 TaiBNET。
  • 單系群:一個共同祖先和所有後代。
  • 並系群:一個共同祖先和部分後代。
  • 多系群:沒包含到最近的共同祖先。

提出「原生動物」(Protozoa) 的年代認為「會動的生物都是動物」,相對於多細胞的「動物」(Animalia),會動的卻沒有複雜的多細胞體制都稱為「原生動物」。那時只要有細胞壁、有光合胞器的都當成是「植物」,所以不行光合作用的浮游生物就被當成「原生動物」。後來七界說時 Protozoa 不視為動物,和傳統認知上的真菌差異也很大,所以就把古蟲、黏菌、變形蟲、部份的囊泡蟲、不等鞭毛類、灰胞藻、紅藻、綠藻等多系群都包含在原生生物界 (Protista)。

真菌有些類群在過去不知道和誰比較接近而丟在 Protista,例如:微孢子蟲 (Microsporidia) 和隱真菌 (Cryptomycota)。

原藻界 (Chromista) 是多系群,內含彼此之間沒有關係的不等鞭毛類 (Heterokonta)、定鞭藻 (Haptophyta)、與隱藻 (Cryptomonads),不太被使用。

植物 (Planta) 的定義隨著演化假說而變,有一段時間紅藻不屬於植物界,只有綠藻、輪藻和陸生植物是。然而因為灰胞藻、紅藻與綠色植物被諸多證據支持形成單系群,因此近年的課本都採用「古色素體生物」(或稱泛植物,Archaeplastida)來稱呼這群生物。

類群:

  • 原始色素體生物 (Archaeplastida,泛植物):包含灰胞藻亞界、紅藻亞界、綠色植物亞界。Archaeplastida 是真核生物 (eukaryotes) 的主要群組,包含紅藻 (red algae, Rhodophyta)、綠藻 (green algae)、和陸地植物、以及一些較小的群組如 glaucophytes。所有 Archaeplastida 系譜都是光合自營 (photoautotrophic), 除了 Rhodophyta 的姊妹 Rhodelphidia 系譜仍是 non-photosynthetic predatorial (eukaryotrophic) flagellate. The Archaeplastida have chloroplasts that are surrounded by two membranes, suggesting that they were acquired directly through a single endosymbiosis event by feeding on a cyanobacterium. All other groups which have chloroplasts, besides the amoeboid Paulinella chromatophora, have chloroplasts surrounded by three or four membranes, suggesting they were acquired secondarily from red or green algae. Unlike red and green algae, glaucophytes have never been involved in secondary endosymbiosis events.
    • https://www.newton.com.tw/wiki/原始色素體生物
    • https://meteor.today/article/irr86M
    • https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=1123

動物界 (Animalia)

  • 脊索動物門 (Chordata)
    • 兩生綱 (Amphibia):包括所有卵無殼,擁有四肢的脊椎動物 (蚓螈的四肢已退化)。皮膚裸露無鱗片、毛髮,分泌黏液保持濕潤;幼體生活在水中用鰓呼吸,長大後用肺兼皮膚呼吸。是脊椎動物從水棲到陸棲的過渡類型。是冷血動物。

「物種」自然演化產生

  • 物種 (Species) 最粗糙定義是:能互相交配並產下有生育能力的動物群類。
  • 亞種 (Sub-species)
  • 半種 (semispecies) 和 超種 (superspecies) 是演化概念,而非分類位階。
  • form 或 forma:型,植物或過去動物的分類。
  • subform 或 subforma:植物亞型
  • variation或variant:變種,過去動物的分類。
  • variety:植物變種
  • subvariety:亞變種,用在植物

「品種」用在人類馴化的動植物、真菌與細菌。

  • breed:動物的品種。
  • cultivar:栽培變種,或植物的品種。
  • strain (品系/菌株):一般的定義著重在「來自同一個親本帶有特定性狀的個體群」。

參考

  1. 《Campbell 生物學》第 10 版 §1.1 §6.1
  • TaiBNET 分類系統文章集錦
  • http://www.ck.tp.edu.tw/~bio/pdf/01060001.pdf
  • http://www.mingdao.edu.tw/biological/jeffery/plant.pdf
  • http://www.nani.com.tw/jlearn/natu/ability/a1/2_a1_9.htm
  • 註:(植物也適用?) 生物分類的最低階層是種,同種的雌雄個體可以互相交配,並產生具有生殖能力的後代。
  • 註:學名由屬名和該物種的某一特有形容詞組成;屬名為名詞,第一字母必須大寫;物種形容詞則用小寫。
  • [高中與大學生物教學落差系列] 生物究竟可分為幾界啊? by 顏聖紘 2015

沒有留言: