《动物生物学》教案 编写及授课教师：杨兴中副教授 苏晓红讲师 绪 论 第一节 生物的分界及动物在其中的地位 自然界中生物种类非常繁多，目前已鉴定的约 200 万种，每年还有大量新种发现，具估 计（ R.C.Brusca 等， 1990）还有 2000—5000 万种有待发现和命名。为了研究和利用的方便， 人们将其分门别类系统整理，首先分为若干个界。 生物的分界，在我国，从甲骨文的记载中，就可见对动物和植物的划分；在西方，古希 腊学者亚里士多德（Aristotle）（公元前 384—322）首先提出两界的划分。但都是感性认识， 没有科学的理论依据。因此分界系统是从 18 世纪中期开始成立，并且随着科学技术的发展 而不断完善和深化。 z 二界系统 动物界和植物界 林奈（Carl von Linne ， 1735）以生物能否运动为标准，明确提出动物界（Animalia ）和 植物界（Plantae）的两界系统，这一系统直至 20 世纪 50 年代仍为广泛采用。在林奈时代， 对生物主要以肉眼能观察到的特征来区别。 z 三界系统 原生生物界、动物界、植物界 由霍格（J. Hogg ，1860 ）和赫克尔（E.H.Haeckel ，1866 ）提出。显微镜使用后，发现 许多单细胞生物兼有动物和植物的特性（如眼虫），因此另立一界。这一观点直到 20 世纪 60 年代才开始广泛采用。 z 五界系统 原核生物界、真菌界、原生生物界、动物界、植物界 1969 年惠特克（R.H.Whittaker ）根据细胞结构的复杂程度及营养方式提出五界系统。 随着电镜技术的发展，细胞学的研究表明细菌、蓝藻与其它生物大为不同，它们的染色质分 散在细胞中，没有成形细胞核，在分裂方式和遗传上也与其它生物不同，故另成一界即原核 生物界，其它为真核生物界。真菌在结构上既象植物，又不同植物，在营养上既不能光和作 用，又不象动物的异样型，因而另成一界。这一系统被广泛采用。 z 六界系统 原核生物界、真菌界、原生生物界、动物界、植物界、病毒界 由于非细胞形态的病毒是已知的最小、最简单的生命形式，在特征上不同于其它生物， 被独立出来自成一界。 从以上可以看出，由于生命世界的复杂性，目前人们对生物的分界还没有统一的意见。 但从 30 亿年前古生物的化石记录及地球上现存生物的情况；从形态比较、生理、生化的例 证等，都揭示了生物从原核到真核、从简单到复杂、从低等到高等的进化方向。而生物的分 界显示了生命历史所经历的发展过程。 生物间的关系错综复杂，但通过食物链可以将它们联系在一起。植物是食物的生产者， 生物间的食物联系由此开始。动物则必需从自养生物那里获取营养，植物被植食性动物所食， 而后者又是肉食性动物的食料，故动物属于掠夺摄食的异养型，在生物界中是食物的消费者。 真菌为分解吸收营养型，处于还原者的地位。这些都显示出三界生物是最基本的，在进化发 展中营养方面相互联系的整体性和系统性，以及生物在生态系统中相互协调，在物质循环和 能量流动中所起的作用。 第二节 动物学及其分科 一 . 动物学的概念 是研究生命的科学，是生物学的一个分支，是探讨动物界物质运动形式及其规律的科 学，研究动物的形态特征、分类、生命活动与环境关系以及发生发展规律的科学。 二 . 动物学的分支学科 1. 按研究内容分 动物分类学、动物生理学、动物胚胎学、动物生态学、动物地理学、动物遗传学、动物 形态学、动物行为学、发育生物学、生殖生物学、内分泌、神经学、动物组织学、古生物学 等等。 2．按研究对象分 原生动物学、寄生虫学、贝类学、昆虫学、鱼类学、鸟类、哺乳动物学等等。 3. 按应用分 理论动物学、应用动物学、医用动物学、资源动物学、畜牧学、水产学等等. 4. 有许多交叉学科 近十几年来，由于生物学与其他学科的相互渗透，产生了许多交叉学科，正是这些学 科的不断产生，推动了生命科学研究的迅猛发展。如：生物化学、生物物理、生物数学、生 物统计、分子生物学、保护生物学、仿生学、地质生物学等等。 三 . 研究动物学的目的 研究动物学主要在于揭示生物界在一定条件下形态和机能、同化和异化、生长发育和 衰老死亡、遗传和变异、种群的盛和衰、系统的亲和疏等各种矛盾的对立和统一及其相互关 系的规律性。目前人类面临许多问题，比如：人口控制、环境保护、资源保护、农药残毒、 疾病流行、贫困和饥荒等，这些问题都与生物学（动物学）有关。因此学习和研究它具有重 要的意义。 第三节 动物分类的知识 动物分类的知识是学习和研究动物学必须的基础。任何领域的科学研究，包括宏观、微 观、分子基因水平的研究，都首先需要正确地鉴定所研究的对象是哪一个物种，否则，再高 水平的研究也会失去其客观性、对比性、重复性和科学价值。“没有物种的概念，整个科学 就没有了”。因此，我们要掌握动物分类的一些基础知识。 一． 动物分类的依据 z 最初： 只是依据动物表面形态特征和生活习性来进行分类，并没有深入了解它们之 间的亲缘关系。这种方法人为主观因素影响很大。 z 自然分类系统： 现在所用的分类系统。是以动物形态和解剖为基础，以古生物学、比 较解剖学、比较胚胎学上的证据为依据，基本能反映动物界的自然亲缘关系。 z 近三十年来： 随着科学技术的发展，动物分类学的研究逐渐由形态、解剖、生理、 生态、地理分布等方面而深入到细胞学、遗传学、生化、数学等方面，这种比较自然 而客观的分类方法更能反映各类群之间相互关系和进化发展情况。但是，由于没有完 整的分类标准和系统，目前它们只是作为自然系统分类研究的补充，尤其在种及种下 阶元研究出现困难时，往往可以用细胞学、遗传学、生化、数学等方法说明。 二 . 4 大分类学派： z 支序分类学派——认为最能或唯一能反映系统发育关系的依据是分类单元之间的 血缘关系，而反映血缘关系的确切标志为共同祖先的相对近度。 z 进化分类学派——认为建立系统发育关系时单纯靠血缘关系不能完全概括在进化 过程中出现的全部情况，还应该考虑到分类单元之间的进化程度，包括趋异的程度 和祖先与后裔之间渐进积累的进化性变化的程度。 z 数值分类学派——认为在对任何特征不加权的情况下，通过大量的不加权特征研究 总体的相似度，以反映分类单元之间的近似程度，借助计算机的运算，根据相似系 数，来分析各分类单元之间的相互关系。 z 分子系统发生学派——采用不同动物类群中的同源分子作为特征来源来推断动物 类群系统发生的方法。碱基序列或氨基酸序列中相似和差异的数量，可用于测量两 个类群之间在进化上的差异，这是分子系统发生学，具有很大优势。 三 . 种的概念 ： 物种是分类系统中最基本的阶元，它与其它分类阶元不同，纯粹是客观性的，有 自己相对稳定的明确界限，可以与别的物种相区别。 z 种（ species）——指在形态、生理、生态、生物学及地理分布等方面相同，并在自 然情况下能自由交配，产生具有繁殖能力的后代的个体的总称。 z 近缘种——是指在形态上很相似且亲缘关系密切的种，它们除在结构上有某些细微 差别外，在其它方面没有区别，也可以同时在一个地区生存，但不互相交配。 z 亚种（subspecies）——在自然界中，同一种的种群在不同的分布区或不同的生态 条件下，由于生活条件的差异，产生可以区别于其它种群的相对稳定的变异，在生 物学特性上也常不相同，这个种群就称为亚种。亚种间可以交配繁殖，不存在生殖 隔离。例如：家蝇在我国有 2 个亚种：一个分布于新疆，叫欧洲家蝇（Musca domestica domestica L.），另一个分布在我国大部分地区，叫舍蝇（Musca domestica vicina M.）。 z 变种（variety ）——是与模式标本不一致的个体，称为变种，这个概念是很混淆不 清的，因此近年已不常用了。 z 型（ form）——在不明了是一个亚种，还是一个变种时，就称之为型。季节变异体 和多型变异体也常称之为型。 z 生态型——由于生活条件所发生的变异，这种变异不是遗传的，随着生态条件的恢 复，其子代也就消失这种变异而恢复原始性状，如飞蝗的群居型和散居型。 四 . 动物的命名 根据国际上共同的命名原则，要求给每一个物种取一个学名以求统一。目前通用林奈 （瑞典人）的“双名法”，其规定为： z 每一个动物都应有一个学名（Science name ），学名是由拉丁或拉丁化的文字组成。 z 每个学名应包括属和种的名称。形式为： 属 名 + 种 名 + 命 名 人 单数主格名词 形容词 第一字母大写 第一字母大写 第一字母小写 z 若种内有不同的亚种，即在种名后加上亚种名。 例如：东亚飞蝗的学名 Locusta migratoria manilensis Linne 属名 种名 亚种名 命名人 五 . 动物的分类单元 与植物相同，其分类单元包括：界（kingdom ） 、门（ phylum） 、纲（ class） 、目（ order）、 科（ family） 、属（ genus） 、种（ species） 7 个等级。种是分类的基本单位，它是客观存在的 实体；种以上的分类等级如属、科、目等则是代表在形态、生理、生物学等方面相近的若干 种的集合单位。亲缘关系相近的种归为属，相近的属归为科，相近的科归为目等等。 为了更好地反映出物种之间的亲缘关系，常在种以上的分类等级间添加新的分类单元， 如在“门”下加“亚门”，“纲”下加“亚纲”等等。 现以狼（Canis lupus ）为例，说明其在分类系统中的位置： 界、 门、 纲、 目、 科、 属、 种 动物界 脊索动物门 哺乳纲 食肉目 犬科 犬属 狼 以上阶元基本上可分为 3 类：（ 1）种；（2 ）种内的类群（即种内阶元）；（3 ）种的汇集 （集合性阶元，即较高级阶元）。 六．分类的方法 分类有 3 项主要任务，即：（1 ）鉴定（ identification），就是确认物种及精确描述分种的 工作；（2 ）分类（ classification），就是将物种排列成序，区别并排列出较高级的阶元，建立 一个分类系统；（3 ）对物种形成和进化因素进行研究，研究该物种如何发生，物种间的关系 如何，以及这种关系具有什么意义等。分类所使用的工具及方法主要包括检索表、标本和命 名。 七 . 动物的分门 由于种以上的分类阶元既有客观性又有主观性，分类学家对于动物门的数目及各门动 物在进化系统中的位置难以有统一的见解，因此分类系统多种多样，有 34 门、33 门、30 门、28 门等多种。我们只学习其中进化地位重要、数量较多、与人类关系密切的类群。