近代鸟类分类与系统发育研究进展PPT
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1.1 传统分类学
• 最早时期对新种的鉴定, 由于否认个体水平的变异, 不承认种下分化, 仅凭与模式标本的比较分析, 稍有 差异就被认定为新种。由此导致将大量的区域性变 异形成的亚种误定为新种, 从而产生了大量的同物 异名情况。
• 随着研究工作的深入开展, 物种的概念发生了转变, 认识到物种之间的连续性和种内变异的发生, 并将 生殖隔离作为区分不同种的重要依据。
• 核心思想：任何一个自然类群,不论其分类阶元级别的高 低, 均应源自同一祖先,即应该是一个单系群(一个祖种和它 的后裔组成的类群), 而单系群的确定是通过所研究内群的 共有衍征来确定的。一对同源特征中不发生变化的是祖征 ,发生变化的是衍征。 如鼻孔裸出是祖征, 而鼻孔被毛或被膜是衍征。哪个 是祖征, 哪个是衍征, 即性状演化序列这个至关重要问题的 解决依赖于与外群比较或个体发育(生物重演律: 个体发育 重复系统发育) 的结果。
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1.2 数值分类学
12
1.2数值分类学
• 雷富民等用此法对雀形目文鸟科雪雀属 Montifringilla 分布于中国境内的6种、10亚种进行 研究, 结果与传统的形态分类趋于一致, 各个种的 亚种首先聚在一起。在种间分化上,白斑翅雪雀 M.nivalis 与褐翅雪雀M.adamsi 聚在一起, 而由于 这两种在形态上极为相似, 以致于Baker (1926) ( 雷富民等, 2000) 曾将褐翅雪雀作为白斑翅雪雀的 一个亚种;
• 当前由Lynx Edicions 正在出版的《Handbookof Birds of the Word》(世界鸟类手册)即以Peters 系统为基础, 适当 吸收Sibley系统(根据DNA杂交研究结果而来的系统) 中的 合理观点编著而成。这也反映了当前鸟类学家的主流观点 。计划出版16卷, 现已完成非雀形目, 出版8卷。
• 但在形态分类学研究中,这种方法忽略生物之间进 化亲缘关系, 仅凭表面特征分类, 受趋同进化的干 扰很大, 因此近年来基于形态特征的数值分类已经 很少在鸟类分类学中被应用。
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1.3支序分类学
• 支序分类学与数值分类学相对应, 重点研究物种之间的亲 缘关系、进化历程(即系统发育关系)的分类学理论被称为 支序分类学, 又称系统发育系统学。
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1.1 传统分类学
• 传统分类学对鸟类分类学最大的贡献是由Peters 等 (1931~ 1986) 整理、总结前人大量的分类研究工作, 排除 一些由同物异名所引起的混乱之后编著了《Checklist of Birds of theWorld》(世界鸟类名录), 共15卷, 至今仍被广 泛使用。
近代鸟类分类与系统发育研究进展
曾宾宾
1
• 简要综述了宏观和微观领域的鸟类分类学研究进展。 • 宏观领域介绍了传统形态分类学、数值分类学和支序
分类学, 结合鸣声分析强调支序分类学的应用。 • 微观领域介绍了Sibley分类系统和近年来出现的主要
基于mtDNA的鸟类系统学研究。 • 通过对大量研究工作的分析提出该领域今后应进行综
合性研究。
2
1 以形态特征为主的分类学
1.1 传统分类学 1.2 数值分类学 1.3 支序分类学
2 利用鸣声等行为生态学特征进行的研究 3 DNA的鸟类分子系统学研究
3.1 DNA-DNA杂交研究的Sibley分类系统 3.2 基于DNA序列分析的系统发育研究
3
1.1 传统分类学
4
1.1 传统分类学
尽可能多的、全面地选取性状, 并赋予这些性状相等的 权重, 通过这些性状的总体估量, 用总体相似性进行分 类。因为这种方法揭示的物种间亲缘关系是一种数量 表征关系。因此又被称为表征分类学。
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1.2数值分类学
研究方法： 选取OUT(运算分类单位) 的数量性状, 如全
长、体重、翼长、尾长、嘴峰长、跗蹠长、中趾 长、中趾爪长等, 得到原始数据矩阵, 然后对原始 数据矩阵用标准差得到标准化数据矩阵, 再计算出 平均欧氏距离系数矩阵, 最后用UPGMA法(使用算 术平均的不加权对群法) 得出树系图。
• 鸟类科学的形态分类学的研究始于18世纪中期的 林奈时期, 依据林奈的双名法和命名法规对大量的 新种进行分类命名, 奠定了鸟类分类的基本体系。
• 形态分类学经历了林奈时期(1758年《自然系统》 第10版)、达尔文时期(1859年《物种起源》、赫 胥黎时期(1952年《新系统学》), 致使物种的概念 经历了模式种、生物种到进化种的过程。
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1.1 传统分类学
• 目前我国鸟类学界通用的分类系统, 是中国近代鸟 类学研究先师郑作新院士根据Peters 系统, 结合 中国鸟类的分布情况及其本人的见解而提出的分 类系统。代表著作有：
– Cheng Tso-hsin ( 郑作新)(1987) 《Asynopsis of the AvifaunaofChina》 (《中国鸟类区系纲要》)
– 郑作新(2000) 《中国鸟类种和亚种分类名录大全》 – 郑作新(2002) 《中国鸟类系统检索》等。
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• 我国20世纪80年代以来, 以形态特征区别为主进行 的传统鸟类分类学研究结 果见表1,我国学者在鸟类 的种和种下分类方面的研 究较多, 计有5种的分类订 正, 发表1个新种, 11个新 亚种, 而在科、属级的系 统分类和系统发育方面研 究较少。
• 棕颈雪雀M. ruficollis、棕背雪雀M. blanfordi 和黑 喉雪雀M. davidiana在形态上也较趋于一致, 而树 系图上它们3种聚为一支。说明数值分类与传统分 类的结果可以得到相互验证。
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1.2数值分类学
•来自百度文库时至今日, 数值分类学的理论和方法的发展较为成 熟, 已渗透到支序分类学、进化分类学中, 还与一 些细胞、分子水平的工作相结合, 并伴随产生了很 多生物进化分析软件, 对生物分类学的方法论产生 了十分重大的影响。
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1.2数值分类学
• 由于传统形态分类学只是定性地考虑两个物种间 的相似程度, 不能避免人为主观因素。因此, 分类 学家便与数学家携手合作, 定量分析物种间的相似 程度, 研究物种之间形态特征的差异性。
• Sneath和Sokal 于1963年合作完成出版的《数值 分类学原理》。数值分类学的核心思想为：
1.1 传统分类学
• 最早时期对新种的鉴定, 由于否认个体水平的变异, 不承认种下分化, 仅凭与模式标本的比较分析, 稍有 差异就被认定为新种。由此导致将大量的区域性变 异形成的亚种误定为新种, 从而产生了大量的同物 异名情况。
• 随着研究工作的深入开展, 物种的概念发生了转变, 认识到物种之间的连续性和种内变异的发生, 并将 生殖隔离作为区分不同种的重要依据。
• 核心思想：任何一个自然类群,不论其分类阶元级别的高 低, 均应源自同一祖先,即应该是一个单系群(一个祖种和它 的后裔组成的类群), 而单系群的确定是通过所研究内群的 共有衍征来确定的。一对同源特征中不发生变化的是祖征 ,发生变化的是衍征。 如鼻孔裸出是祖征, 而鼻孔被毛或被膜是衍征。哪个 是祖征, 哪个是衍征, 即性状演化序列这个至关重要问题的 解决依赖于与外群比较或个体发育(生物重演律: 个体发育 重复系统发育) 的结果。
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1.2 数值分类学
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1.2数值分类学
• 雷富民等用此法对雀形目文鸟科雪雀属 Montifringilla 分布于中国境内的6种、10亚种进行 研究, 结果与传统的形态分类趋于一致, 各个种的 亚种首先聚在一起。在种间分化上,白斑翅雪雀 M.nivalis 与褐翅雪雀M.adamsi 聚在一起, 而由于 这两种在形态上极为相似, 以致于Baker (1926) ( 雷富民等, 2000) 曾将褐翅雪雀作为白斑翅雪雀的 一个亚种;
• 当前由Lynx Edicions 正在出版的《Handbookof Birds of the Word》(世界鸟类手册)即以Peters 系统为基础, 适当 吸收Sibley系统(根据DNA杂交研究结果而来的系统) 中的 合理观点编著而成。这也反映了当前鸟类学家的主流观点 。计划出版16卷, 现已完成非雀形目, 出版8卷。
• 但在形态分类学研究中,这种方法忽略生物之间进 化亲缘关系, 仅凭表面特征分类, 受趋同进化的干 扰很大, 因此近年来基于形态特征的数值分类已经 很少在鸟类分类学中被应用。
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1.3支序分类学
• 支序分类学与数值分类学相对应, 重点研究物种之间的亲 缘关系、进化历程(即系统发育关系)的分类学理论被称为 支序分类学, 又称系统发育系统学。
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1.1 传统分类学
• 传统分类学对鸟类分类学最大的贡献是由Peters 等 (1931~ 1986) 整理、总结前人大量的分类研究工作, 排除 一些由同物异名所引起的混乱之后编著了《Checklist of Birds of theWorld》(世界鸟类名录), 共15卷, 至今仍被广 泛使用。
近代鸟类分类与系统发育研究进展
曾宾宾
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• 简要综述了宏观和微观领域的鸟类分类学研究进展。 • 宏观领域介绍了传统形态分类学、数值分类学和支序
分类学, 结合鸣声分析强调支序分类学的应用。 • 微观领域介绍了Sibley分类系统和近年来出现的主要
基于mtDNA的鸟类系统学研究。 • 通过对大量研究工作的分析提出该领域今后应进行综
合性研究。
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1 以形态特征为主的分类学
1.1 传统分类学 1.2 数值分类学 1.3 支序分类学
2 利用鸣声等行为生态学特征进行的研究 3 DNA的鸟类分子系统学研究
3.1 DNA-DNA杂交研究的Sibley分类系统 3.2 基于DNA序列分析的系统发育研究
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1.1 传统分类学
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1.1 传统分类学
尽可能多的、全面地选取性状, 并赋予这些性状相等的 权重, 通过这些性状的总体估量, 用总体相似性进行分 类。因为这种方法揭示的物种间亲缘关系是一种数量 表征关系。因此又被称为表征分类学。
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1.2数值分类学
研究方法： 选取OUT(运算分类单位) 的数量性状, 如全
长、体重、翼长、尾长、嘴峰长、跗蹠长、中趾 长、中趾爪长等, 得到原始数据矩阵, 然后对原始 数据矩阵用标准差得到标准化数据矩阵, 再计算出 平均欧氏距离系数矩阵, 最后用UPGMA法(使用算 术平均的不加权对群法) 得出树系图。
• 鸟类科学的形态分类学的研究始于18世纪中期的 林奈时期, 依据林奈的双名法和命名法规对大量的 新种进行分类命名, 奠定了鸟类分类的基本体系。
• 形态分类学经历了林奈时期(1758年《自然系统》 第10版)、达尔文时期(1859年《物种起源》、赫 胥黎时期(1952年《新系统学》), 致使物种的概念 经历了模式种、生物种到进化种的过程。
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1.1 传统分类学
• 目前我国鸟类学界通用的分类系统, 是中国近代鸟 类学研究先师郑作新院士根据Peters 系统, 结合 中国鸟类的分布情况及其本人的见解而提出的分 类系统。代表著作有：
– Cheng Tso-hsin ( 郑作新)(1987) 《Asynopsis of the AvifaunaofChina》 (《中国鸟类区系纲要》)
– 郑作新(2000) 《中国鸟类种和亚种分类名录大全》 – 郑作新(2002) 《中国鸟类系统检索》等。
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• 我国20世纪80年代以来, 以形态特征区别为主进行 的传统鸟类分类学研究结 果见表1,我国学者在鸟类 的种和种下分类方面的研 究较多, 计有5种的分类订 正, 发表1个新种, 11个新 亚种, 而在科、属级的系 统分类和系统发育方面研 究较少。
• 棕颈雪雀M. ruficollis、棕背雪雀M. blanfordi 和黑 喉雪雀M. davidiana在形态上也较趋于一致, 而树 系图上它们3种聚为一支。说明数值分类与传统分 类的结果可以得到相互验证。
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1.2数值分类学
•来自百度文库时至今日, 数值分类学的理论和方法的发展较为成 熟, 已渗透到支序分类学、进化分类学中, 还与一 些细胞、分子水平的工作相结合, 并伴随产生了很 多生物进化分析软件, 对生物分类学的方法论产生 了十分重大的影响。
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1.2数值分类学
• 由于传统形态分类学只是定性地考虑两个物种间 的相似程度, 不能避免人为主观因素。因此, 分类 学家便与数学家携手合作, 定量分析物种间的相似 程度, 研究物种之间形态特征的差异性。
• Sneath和Sokal 于1963年合作完成出版的《数值 分类学原理》。数值分类学的核心思想为：