PHÂN LOẠI HỌC THựC VẬT • • • • Chương 3 NGUYÊN LÝ PHÂN LOẠI VÀ s ự PHÂN CHIA SINH GIỚI 3.1ẽ C Á C K H Á I N IỆ M C ơ BẢN Taxon: là một nhóm cá thể, thực tế được coi là một đon vị hỉnh thức ờ bất kỳ mức độ nào cùa thang chia bậc. Ví dụ taxon chi Trắc (Dalbergia L.) Bậc phân loại: là một tập hợp mà các thành viên của nó là các taxon ờ một mực nhất định trong thang chia bậc đó. Bậc của bậc phân loại xác định vị trí của nó trong loạt bậc nối tiếp nhau: loài (species), chi (genus), họ (familia), bộ (ordo), lớp (classis),. Loài là đơn vị cơ sờ.
Giữa họ và chi còn có bậc tông (tribus), giữa chi và loài có nhánh (sectio), loạt (series), dưới loài có thứ (varietas), dạng (forma). Phép phân loại: thực chất là cuộc giải phẫu hợp lý. Nhiệm vụ hàng đầu của nó là phân tích và loại trừ, nghĩa là phân chia m ột tập hợp cá thể thành một số tập thể nhỏ hơn. Phép phân loại thường kết thúc bằng việc lập ra một bảng khoá định loại, vỉ thế người ta thường cho nó là kết quả hoạt động của nhà phân loại học.
- Quá trình phân loại hoàn toàn khác với quá trình định loại (còn gọi là quá trình giám định). + Khi phân loại chúng ta thường dùng phương pháp quy nạp, sắp xếp các quần chủng và các nhóm quần chủng ờ tất cả mọi bậc vào một trật tự nhất định. + Khi tiến hành định loại chúng ta sắp xếp vị trí cùa các cá thể riêng biệt vào các phân hạng đã được tách ra từ trước vào các đơn vị phân loại. 96 - Phân loại học và hệ thống học + Phân loại học trước hết là học thuyết về bậc phân loại.
Nhiệm vụ trước tiên của nó là tạo ra một hệ thống thang chia bậc và bằng hệ thống ấy cho phép phân chia các cá thể một cách có lợi nhất. Phân loại học chỉ là một phẩn của hệ thống học. + Hệ thong học là một môn khoa học tổng họp, nó là khoa học về sự đa dạng của sinh vật. + Theo Simpson (1961): Hệ thống học là sự nghiên cứu một cách khoa học các sinh vật khác nhau, nghiên cứu sự đa dạng của chúng cũng như tất cả và từng mối quan hệ qua lại giữa chúng vói nhau.
+ Nhiệm vụ chủ yếu của nó là sáng lập ra một hệ thống phân loại cho cơ thể; hệ thống đó phải chứa số lượng thông tin khoa học nhiều nhất về các taxon ờ mọi bậc. Vì vậy, hệ thống học không thể xem thương vấn đề chủng loại phát sinh và không thể chống lại nó. - Hiện tượng đồng quy: là khả năng độc lập tích luỹ các tính chất giống nhau của các taxon rất xa nhau về mặt phân loại. Nó được giải thích bằng khả năng thích ứng độc lập nhưng cùng chức năng của các cơ thể khác nhau với củng môi trường sống đồng nhất (ví dụ: sự giống nhau về ngoại dạng của Cactus và một số Euphorbia (họ Thầu dầu - Euphorbiaceae), Slapelia, H uem ia (Họ Thiên lý - Asclepiadaceae).
- Hiện tượng song song: là hiện tượng xuất hiện độc lập của những đặc tính giống nhau trong hai hoăc nhiều dòng tiến hoá lân cân Các nhóm phân loại càng đúng gần nhau thì hiện tượng song song càng thể hiện rõ. CÁC QUAN ĐIỂM VẺ LOÀI Cho đến nay có hon 20 định nghĩa loài. Ở đây chúng tôi chỉ nêu ra những định nghĩa thường gặp trong các tài liệu: Loài hình thái theo quan niệm của Linné (1753). Loài sinh học (Biological species) do Mayer đề xuất (1940, 1942).
Loài phân loại học (taxonomical species) hay còn gọi là loài hình thái - địa lý (Geo - morphological species) do Gránt đề xuất (1957, 1963). 97 Loài chủng loại phát sinh (phylogenese species) do Schw arz đề xuất (1936). Loài sinh thái (Ecospecies) do Turusson đề xuất (1922). Loài vô tính (Agamospecies) do Turesson đề xuất (1922).
Loài tổng hợp (Universal species) do Sawadski đề xuất (1968). LỊCH SỬ NGHIÊN c ứ u PHÂN LOẠI HỌC T H ự C VẬT - Thời kỳ phân loại nhân tạo Thực vật bao quanh vô cùng phong phú và đa dạng, có cái ăn được, có cái ăn sẽ ngộ độc gây chết. Vì vậy trong quá trình mưu sinh, con người bắt buộc phải phân biệt ra từng cái riêng rẽ trong cái thế giới muôn hỉnh vạn trạng ấy để lựa chọn cái để dùng, tránh cái có hại. Từ sự phân biệt sơ khai ấy con người đã sẳp xếp những thực vật giống nhau và khác nhau thành từng nhóm để dễ sử dụng.
Đó là khời đầu của phân loại học thời nguyên thủy. Lúc đầu người ta chỉ có thể phân biệt được một số sinh vật riêng rẽ trong cái thế giới bao la gồm hàng triệu sinh vật tường chừng như "hỗn độn" ấy. Dần dần nhờ tích lũy được kinh nghiệm và tri thức trong cuộc sống mà nâng cao được khả năng sáng tạo. Cùng với sự phát triển trí tuệ và sức sáng tạo được nâng cao, con người không dừng lại ở mức độ phân loại, sắp xếp theo từng nhóm sử dụng mà còn tiến xa hom, sắp xếp chúng theo các đặc điểm mang tính hệ thống và xác định thứ bậc, tôn ti trật tự các nhóm từ thấp lên cao.
Đó là bước tiến bộ to lớn của phân loại học. Tuy nhiên phàn loại học ờ thời kỳ này còn mang tính chất nhân tạo, chủ quan, bời vỉ các căn cứ để xây dựng và sắp xếp theo hê thống chưa phản ánh đúng bản chất tự nhiên của thưc vật trong quá trình tiến hóa. Hệ thống phân loại thực vật tuy còn m ang tính nhân tạo, nhưng được đánh giá cao nhất giai đoạn này là của Linné (1753). Linné đã chpn đặc điểm cơ quan sinh sản làm tiêu chuẩn phân loại.
Đây là đặc điểm tương đối ổn định, có giá trị phân biệt cao. M ặt khác Linné đã đề xuất cách đặt tên kép (Biname) đối vói các loài thực vật bằng tiếng Latinh. Đó là cách đặt tên khoa học hợp lý mà ngày nay vẫn còn sử dụng. Công trình của Linné (1753) là kết tinh tổng quan về những tiến bộ của phân loại học từ trước đến thời bấy giờ.
Tuy nhiên, đó vẫn là phân loại và hệ thống học nhân tạo, không phản ánh đúng quy luật tồn tại tự nhiên của thực 98 vật. Bời vì ông chỉ dựa trên một số ít đặc điểm mang tính số lượng như số lượng nhị, số lượng cánh hoa, số lượng lá noãn, V. để phân biệt các nhóm thực vật. Điều quan trọng là tác giả không phân biệt 2 nhóm đặc điểm khác nhau về chất là đặc điểm tương tự (Analogy) và đặc điểm tương đồng (Homology).
Vì vậy tác giả đã sắp xếp những nhóm thực vật xa nhau về nguồn gốc vào cùng một nhóm và ngược lại. - Thời kỳ phân loại tự nhiên Sau Linné, phân loại và hệ thống học bước sang giai đoạn hệ thống học tự nhiên. Tiêu biểu là các công trình của Jussieu (1748 - 1836), De Candolle (1806 - 1893), Brovvn (1773 - 1858), Lindley (1799 - 1865). Đặc điểm nổi bật của giai đoạn này là các nhà khoa học tập trung tìm kiếm các đặc điểm mang tính tự nhiên vốn có để phân loại và sắp xếp hệ thống.
Theo đó Jussieu đã chia thực vật thành 3 nhóm lớn: Thực vật không có lá mầm (gồm Tảo, Rêu và Quyết thực vật), nhóm 2 lả mầm và nhóm 1 lá mầm. De Candolle chia thực vật không có hoa thành 2 nhóm lớn: Thực vật ẩn hoa có mạch và thực vật ẩn hoa không mạch. Brovvn chia thực vật có hạt thành Gymnospermae và Angiospermae. Cách phân chia này ngày nay vẫn được thừa nhận.
Nhược điểm của giai đoạn này là chưa chỉ ra được mối quan hệ nhân quả giữa các đặc điểm với nguồn gốc phát sinh chủng loại của chúng trong quá trình tiến hóa. Một nhược điểm khác là đa số các nhà nghiên cứu lúc đó đều ủng hộ quan điểm loài bất biến của Linné. - Thời kỳ phân loại tiên hóa Một giai đoạn rất dài được kết thúc bằng sự xây dựng hệ thống nhân tạo cùa Linné. Hệ thống Jussieu đặt cơ sở vững chắc cho phân loại học tự nhiên và học thuyết Darwin (1859) mờ ra thời kỳ thứ 3 trong lịch sử phân loại và hệ thống học.
Thời kỳ phân loại học tiến hóa, mà một số tác giả gọi là phần loại hệ thống sinh. Ở giai đoạn này phân loại học không dừng lại ở mô tả, phân biệt, đặt tên xếp vào hệ thống dựa trên cơ sờ khác nhau và giống nhau về đặc điểm hỉnh thái mà đã đi sâu hơn tìm hiểu mối quan hệ bản chất, quan hệ phát sinh và tiến hóa của các đặc điểm ngoài cũng như bên trong của cơ thể sinh vật, tìm hiểu mối quan hệ nhân quả giữ a sự biến đổi các đặc 99 điểm và cấu trúc với điều kiện môi trường xuất hiện chúng. Đại diện nổi bật của thời kỳ này là Engler; W ettstein; và đa số các nhà thực vật hiện đại như Takhtạịan; Campbell; Mayr; Judd; Steven; Hutchinson; Bresinsky (2008),. Để đạt mục đích phân loại học tiến hóa, các nhà khoa học đã áp dụng hàng loạt các phương pháp nghiên cứu mới và ke thừa các thành tựu của các ngành khoa học khác nhau như phấn hoa học (palynology), cổ thực vật học (paleobotany), hình thái tiến hóa (morphological evolution), tế bào học (cytology), di truyền học (genetic), sinh địa học (geobiology), sinh hóa học (biochemistry), sinh thái học (ecology) và cả toán học và tin học.
(1973) cho rằng: Hệ thống học truyền thống được công nhận theo 3 mức độ tương ứng với 3 giai đoạn: - Giai đoạn đầu tiên thường được gọi là hệ thống học a : Giai đoạn mô tả, gộp nhóm. Ở đây người ta chú ý đến việc m ô tả loài mới và nhóm sơ bộ chúng vào chi (Genus). - Giai đoạn 2 gọi là giai đoạn |3: người ta nghiên cứu cẩn thận hơn mối quan hệ họ hàng giữa các loài và các loài được tập hợp thành các taxon cao hom, xếp thành dãy tôn ti trật tự xác định. - Giai đoạn 3 gọi là hệ thống học y: Ở giai đoạn này người ta tập trung nghiên cứu về tiến hóa.
Các dẫn liệu về tiến hóa và sinh thái đóng vai trò chù yếu xây dựng hệ thống.