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植物分類學

研究植物之间的亲缘关系并对其进行分类的学科

植物分類學是一門研究如何描述、鑑定、命名及分類植物的科學[1]，且可能是植物學最古老的一個分支[2]。其研究的對象為分類單元 (taxa)[1]。

植物分類學與植物系統學密切相關，兩者之間沒有明顯的界線。在實踐中，"植物系統學"涉及植物與其演化之間的關係，特別是在較高層次上，而"植物分類學"則涉及植物標本的實際處理。然而，分類學和系統學之間的確切關係隨着所採用的目標和方法而改變。

植物分類學以其混亂而聞名，並且傳統上對類群的範圍和分類單元位置沒有任何密切的一致性。請參閱植物分類系統列表（英語：List of systems of plant taxonomy）。

歷史

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植物分類學是一門歷史悠久的學科，古希臘哲學家、科學家亞里士多德將植物分為喬木、灌木和草本三大類，他的學生、植物學鼻祖泰奧弗拉斯托斯在《植物誌（英語：Historia_Plantarum_(Theophrastus)）》和《植物本原》兩部著作中記載了500多種植物，在這些著作中，他按照生殖方式、生境、植株大小、食用、藥用價值等對植物進行分類[3][4][5]。在古代中國，嵇含的《南方草木狀》、李時珍的《本草綱目》、吳其濬的《植物名實圖考》等著作，也是根據生境、生活型、生態型、生活生產用途等特徵進行分類[6]。由於這些著作中的分類系統反映的都是人們對植物的認識和使用，而非不同植物之間的親緣關係，因此它們都是典型的人為分類系統。[7]

人為分類學的巔峰人物是現代生物分類體系的鼻祖卡爾·馮·林奈，他在《植物種志》中，在Caesalpino、Bauhin、John Ray等前人成果的基礎上，提出了以雙名法及階元體系為核心的林奈氏分類法，並為他當時所知的物種提出了雙名法形式的學名。林奈提出了「性系統」，依據花器官的數量等特徵為植物分門別類，將植物分為了單雄蕊綱、雙雄蕊綱等。[8][9]:234[7][10]

1858年，查爾斯·達爾文和阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士提出了生物的進化論，在此影響下，新的觀念被引入了分類學界，也即，生物的分類系統應當反映出類群間的親緣關係和系統發生過程，這一階段分類學的主流思想是進化分類學，相比於林奈時代「上帝創造，林奈整理」的神創論和物種不變論的思想，有了較大的進步。相對於古代和林奈時代的人為的分類學，我們將進化分類學稱為「自然」的分類學，但是這一階段主要的證據來自於表型，證據少、主觀性強、依賴於分類學家個人的經驗和權威、並難以排除趨同演化的影響；而且進化分類學派承認並系群的合理性，而並系群並不是真正的自然類群，這些都使得進化分類學並不是真正自然的分類學。[7]

德國昆蟲學家維利·亨尼希於1965年提出了親緣分支分類學，也稱支序分類學，他主張，只有單系群才是自然類群，才是合理的分類群，任何一個分類群都應該包含其最後共同祖先的全部後代，在實際操作上，應當根據祖征和衍征，按照簡約化的方式確定親緣關係，並依此進行分類。[7][11]

隨着分子生物學的產生與發展和測序技術的成熟，分子生物學序列逐漸取代了形態學數據成為了系統樹主要的數據來源，由於分子生物學數據信息量大，主要的構建算法（鄰接矩陣法、貝葉斯法、最大簡約法、最大似然法等）計算量龐大，人力難以準確完成，因此現今一般使用計算機軟件進行計算。[7][12][13]

與植物系統學的關係

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植物分類學和植物系統學之間有着密切的關聯，自1980年代之後，更多更廣的涵蓋範圍，使許多學者傾向使用植物系統學[2]這個名稱，或認為分類學是包含在系統學之中[1]。實務上，「植物系統學」比植物分類學特別注意到這些分類群之演化與不同分類群之間的關係。

描述

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描述即是「指定分類群之特徵 (character)」[1]。例如，玉山石竹花瓣的顏色為粉紅色或白色，花瓣顏色為其特徵，而"白色"、"粉紅色"為同一特徵不同的形式，稱為特徵狀態 (character state)，簡稱狀態。在植物系統學中有大量的術語藉以描述出特徵及特徵狀態，這些術語可能是形態上的也可能有其他資料[1] (如染色體數目、傳粉機制等)。這些特徵的以及特徵狀態的術語，最主要的功能是作為能簡煉地表達之工具，表達不論是分類群、個體、或個體的某部位，使學者能利用這些術語作有效的溝通[1]。

鑑定和分類

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植物分類學的兩個目的是對植物的鑑定以及分類。這兩個目的之間的區別是很重要的，但經常會被忽略。

植物鑑定是指透過與之前收集的標本或經由書本或鑑別手冊的幫助來分辨，好以界定出未知的植物來。此一界定的過程會將標本和一發表的名稱相關連。植物標本一旦經過界定便可以知道其名稱和性質。

植物分類則是將已知植物放入類群或範疇之間以顯示其中的一些關係。生物分類法遵循一套規則，將植物標準化地放入一層層的分類之中。舉例，鐵砲百合屬於的科屬即被分類如下：

植物的分類法導致了一個對未來物種的命名及分類的制度性系統，且概念上反應了植物之間關係的科學概念。

分類系統

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參見植物分類系統列表:

參看

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註釋

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 [Simpson, M. G. 2006.]，簡稱為DINC，Description, Identification, Nomenclature, Classification。
  2. ^ 2.0 2.1 [Bold, H. C. et al. 1987.]，p. 2. Taxonomy.「often called Systematic botany.」
  3. ^ Theophrastus. Historia Plantarum. Ancient Greece. c. 350 BC – c. 287 BC. 
  4. ^ Mayr, E. (1982) The Growth of Biological Thought. Belknap P. of Harvard U.P., Cambridge (Mass.)
  5. ^ Palaeos : Taxonomy. palaeos.com. （原始內容存檔於2017-03-31）. 
  6. ^ 周雲龍. 植物生物学. 北京: 高等教育出版社. 2016. ISBN 978-7-04-045148-1. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 Manktelow, Mariette. History of Taxonomy (PDF). Sweden: Uppsala University. 2010 [2019-02-04]. （原始內容存檔 (PDF)於2015-05-29）. 
  8. ^ Carolus Linnæus, Species Plantarum, Stockholm 1762–3. Collection Highlight Summer 2007. University of Aberdeen. 2007 [2013-10-20]. （原始內容存檔於2020-06-02）. 
  9. ^ Franklin, Evert, Ray; H., Revision of: Raven, Peter. Raven Biology of plants Eighth edition. New York. ISBN 9781429219617. OCLC 781446671. 
  10. ^ Donk, M.A. Typification and later starting-points (PDF). Taxon. December 1957, 6 (9): 245–256. JSTOR 1217493. doi:10.2307/1217493. （原始內容存檔 (PDF)於2015-05-18）. 
  11. ^ Willi Hennig. Phylogenetic systematics. Annual review of entomology. 1965, 1 (10): 97-116. 
  12. ^ Ronquist, Fredrik; Teslenko, Maxim; van der Mark, Paul; Ayres, Daniel L.; Darling, Aaron; Höhna, Sebastian; Larget, Bret; Liu, Liang; Suchard, Marc A. MrBayes 3.2: Efficient Bayesian Phylogenetic Inference and Model Choice Across a Large Model Space. Systematic Biology. 2012-05-01, 61 (3): 539–542 [2019-04-03]. ISSN 1076-836X. doi:10.1093/sysbio/sys029. （原始內容存檔於2019-04-03） （英語）. 
  13. ^ Stamatakis, Alexandros. RAxML version 8: a tool for phylogenetic analysis and post-analysis of large phylogenies. Bioinformatics. 2014-05-01, 30 (9): 1312–1313 [2019-04-03]. ISSN 1460-2059. PMC 3998144  . PMID 24451623. doi:10.1093/bioinformatics/btu033. （原始內容存檔於2017-10-04） （英語）. 

參考文獻

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  • Bold, H. C. et al. 1987. Morphology of plants and fungi, 5th ed. NY: HarperCollins Publisher. 912 pp. ISBN 0-06-040839-1
  • Simpson, M. G. 2006. Plant systematics. MA: Elsevier Inc. 590 pp. ISBN 0-12-644460-9
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