1、动物生物学 Animal Biology,2.生物的分界和动物的分类系统,生物的分界,两界法：植物和动物（夏商代：公元前21-11世纪，古希腊的Aristotle：公元前384-322）； 三界法：原生生物界、植物界和动物界（ 19世纪德国的Haeckel，18341919）。 五界法：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界（1969，Whittaker）。 四界说：原核生物界、植物界、真菌界、动物界（Leedale,1974）。 六界说：病毒界、细菌界、蓝藻界、植物界、真菌界和动物界（1979，陈世骧）。 T. Cavalier & Smith 1989年提出了一个八界系统，古细菌界
2、、真细菌界、古真核生物界、原生动物界、藻界、植物界、真菌界、动物界，有学者认为这一分界是较为合理和清楚。 五界系统被比较多的学者所接受。,Theories about kingdoms of organism,原核生物：不存在细胞核膜的细胞型生物，其染色体单由核酸组成。通常原核生物包括细菌、蓝藻、原绿藻和放射菌。 真核生物：具明显的核膜、细胞分裂出现染色体，染色体由脱氧核糖核酸、组蛋白及非组蛋白等成分构成。真核生物包括单细胞和多细胞的各种生物。 自养生物：能够进行光合作用、将光能转化为化学能的生物，如植物。 异养生物：需要从外界获取营养物质和能量维持生命的生物，如动物。,定义与类群,原生生物包
3、括所有真核单细胞有机体。包括： 1.含叶绿素的真核单细胞鞭毛藻，称为原生藻类，如衣藻； 2.不含叶绿素的真核细胞异养生物，有的称之为原生动物，如变形虫、纤毛虫等。 3.眼虫类（Euglenaceae），兼有自养和异养特性，是介于动物和植物之间的生物。它们不是原核生物，但又非典型的真核生物，具核膜，属真核细胞，但其染色质成环形，由DNA与非组蛋白构成，性质接近原核细胞，为原始或接近原始的真核生物，是原核生物向真核生物进化的中介生物的后代。,真菌界：真核细胞，不具有叶绿素，全部异养，多数是腐生的，以分解动植物尸体或坏死的组织获得营养，也有些营寄生生活；包括真菌（Eumycota）和粘菌（Myxom
4、ycota）及一些小类群，以真菌数量占优势。 1.真菌：菌体为单细胞或菌丝组成，菌丝为单细胞或多细胞分枝的丝状体，为专性异养真核生物，常见的有酵母、霉菌、菇蕈、还有与单胞藻共生形成地衣。 2.粘菌：由多细胞聚合为团块，胞间分化很低，亦不具叶绿素，具植物和动物的特性。,动物界的主要特性：真核细胞、无细胞壁；典型的异养生物，需要从外界获取营养物质和能量才能得以生存；对环境刺激能够产生行为反应，即具有活动性（Activity），多数组织和器官发达。 植物界：广义上包括光合自养真核生物的所有类型。,生物分类系统的常用等级 （阶元）,按照动物之间的异同程度、亲缘关系的远近，根据动物的相似特征，将动物划分
5、为界、门、纲、目、科、属、种等7个分类等级。 在分类等级中，物种是分类的基本单元。几个相近的物种归并为同一属，几个相近的属归并为同一科，依此类推，一直到分类的最高等级界。 有时为了更精确地表示动物间的相似程度，在纲、目、科、属、种之前加上总（Super-），在门、纲、目、科、属、种之后加上（Sub-），于是就有了总纲、亚纲之类的名称。,生物分类等级示例,等级 Category 白鹭 界 Kingdom 动物界 Animal 门 Phylum 脊索动物门 Chordata 纲 Class 鸟 纲 Aves 目 Order 鹳形目 Ciconiiformes 科 Family 鹭 科 Ardeid
6、ae 属 Genus 白鹭属 Egretta 种 Species 白 鹭 garzetta,动物的分类系统,动物界根据动物体细胞的数量而分为单细胞的原生动物（Protozoa）和多细胞的后生动物（Metazoa）两个类型。后生动物又可根据胚层分化、体制、体腔、身体分节、附肢性状、脊索和脊椎构造等又分为30多个门。,分类学家对动物门类的划分尚有争论。 Johnson(1977)将动物界分为28门，Webb(1978)分为33门，Alexender(1979)分为30门。 随着近年来研究的进展，动物界分为34门的观点被大多数学者所接受。其中一些原来的“纲”升为“门”，如轮虫纲升为轮虫动物门，并增加
7、了一些种类少的动物门类，如星虫动物门。,3.动物的分类和系统发生,物种的概念,物种（Species）是自然地分布在一定的区域、具有共同基因组成（由此具有共同的祖先，相似的外形、内部结构、生理、行为、发育等生物学特性）以及能够自然繁殖出有生殖力的后代的所有生物个体(A species may be defined as a group of organisms of interbreeding natural populations that are reproductively isolated from other groups and that share in common gene p
8、ools)。 物种是客观存在于自然界的生命形式。,物种之间的生殖隔离,生殖隔离：在自然情况下，不同物种的个体不发生杂交或杂交不育。 生殖隔离的形式： （1）不发生交配。由于性行为不同、雌雄性器官不相配合等。 （2）配子不亲和。即使发生交配，但雌雄配子不能完成受精或受精后杂种胚胎不能正常发育。 （3）杂种不育。杂种即使能够生长和发育，但不能繁殖后代。,生殖隔离的示例,马和驴属于不同的物种，它们的形态特征（个体大小等）不同，具有不同的基因库（马和驴的染色体数量分别为64和62条，且染色体形态存在很大差别）。雄驴和雌马杂交后产生的后代为骡（mule)，骡是不育的，其染色体数量为63条。可见，马和驴的
9、基因库是不能混合的，双方因此都保持了物种所特有的基因库。,亚种与品种,亚种（subspecies）：物种内部由于地理上充分隔离后所形成的形态上有一定差别的群体(geographic or ecological populations with conspicuous differences from other groups in a species ) 。如东北虎和华南虎。丰富的亚种保证了物种能够适应于各种不同的生态环境。如果消除了地理隔离，亚种可互相交配和繁衍。 品种（variety or breed）：经过人工选择，物种内部所产生的具有特定经济性状或形态的群体。如：家鸭可分为肉用型（如：
10、北京鸭）、卵用型（金定鸭）和卵肉兼用型（土北鸭）等不同品种。,动物分类,动物分类有3项主要任务： （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。,动物鉴定基础知识（identification）,动物鉴定的基本过程包括： （1）检索到目和科 （2）属和种的鉴定 （3）查找近期目录或常年的文献目录和文摘
11、（3）查询原始文献 （4）与模式标本或已正确鉴定的标本比较 （5）鉴定标签,物种的命名规则,国际上对生物的学名（scientific name）统一规定了命名方法：物种的命名法“双名法”，亚种的命名法“三名法” 。 物种的命名法“双名法”；物种的学名是由两个拉丁字或拉丁化的文字（用斜体字表示！或者在学名下面划横线标注）所组成。,如：黄嘴白鹭 Egretta eulophotes （Swinhoe）。前面一个文字为属名，第一个字母要大写，后面的文字为物种名。学名之后还附加初定该物种的人的姓氏。如果人的姓氏加上括号，表明该物种的学名与原定学名之间已经发生了改变。 如黄嘴白鹭的原定学名为Herodi
12、as eulophotes Swinhoe。,亚种的命名法“三名法”：在物种之后再加上亚种名。 例如：华南虎是虎的一个亚种，其学名为Panthera tigris amoyensis (Hilzheimer)。,4.动物生物学的研究方法与发展动态,4.1动物生物学的基本研究方法,学科的发展有赖于其研究技术的进步。综观生物科学的发展史， 其基本研究方法主要经过4次跨越： 1.观察描述(Description and Observation )：形态结构描述、物种分类鉴定等： 2.综合比较(Comparison )：通过对不同动物的系统比较来探究其异同，可以找出它们之间的类群关系，揭示出动物生存和
13、进化规律。从动物体宏观形态结构深入到细胞、亚细胞和分子的比较，是当今研究的热点之一。 3.实验论证(Experiment) ：在一定的人为控制条件下，对动物的生命活动或结构机能进行观察和研究。将数、理、化等各种实验技术运用于研究；实验法经常与比较法同时使用，并与方法学及实验手段的进步密切相关。 4.多学科技术交叉：分子生物学技术、系统分析、计算机技术等交叉运用。,4.2 动物生物学的发展史,动物生物学的发展历史大体上可以划分为四个阶段： 描述性动物学阶段； 实验生物学阶段； 分子生物学阶段； 生物学多学科交叉阶段 。,19世纪前：描述性动物学阶段,希腊的亚里士多德(Aristotle 公元前3
14、84前322)在动物学方面的主要著作有动物自然史、动物的组成部分、动物的繁殖等。他认识了520多种动物，并首次运用了“属”genus和“种”species作为分类的范畴，因此被认为是系统分类学的先驱，他的工作被看作是动物学作为一门学科正式创立的开始。 1735年瑞典的林奈（ Linnaeus, C. 17071778）的自然系统（Natural System）一书，创立了纲、目、属、种、变种五个分类阶元和 “双名法” 。,中国古代时期的动物学史,歌谣诗经（公元前1100）提到鸟类77次，如鸠、鸡、鹭、鹤、鹳、鸳鸯等，为最早记载鸟类的古籍。 尔雅（作者不详）是出自秦和西汉时期（约在公元前200
15、）的辞典性著作，精辟定义鸟兽等动物，如“二足而羽谓之禽，四足而毛谓之兽”。 明朝李时珍（15181593）的本草纲目（1596年出版）列有动物400种，分隶于虫、鳞、介、禽、兽等类型。,19世纪 20世纪30年代： 实验生物学阶段,18381839年，两位德国学者施莱登（ Schleiden， M. J. 18041881）和施旺（ Schwann, T. 18101882）创立了细胞学说， 1859年英国的达尔文（ Darwin, C.R. 18091882）在物种起源（The Origin of Species）一书创立了进化学说。 1876年英国的华莱士（ Wallace, A.R. 1
16、8231913） 写出的动物的地理分布（The geographical distribution of animals）一书是动物地理学发展的一个标志。,奥地利的孟德 尔（G.Mendel，18221884）以豌豆的杂交试验发现其后代相对性状遵循一定比例，即遗传学的两个基本规律分离律和自由组合律； 美国的摩尔根（T.H.Morgan，18661945）等人以果蝇为材料，研究发现了连锁、互换和伴性遗传规律，并把遗传学和细胞学结合起来，确立和发展了染色体遗传学说。摩尔根等人把遗传因子命名为“基因”（gene），因此染色体遗传学说又称基因学说。,20世纪3060年代：分子生物学阶段,20世纪306
17、0年代，研究集中于生命本质密切相关的生物大分子，即蛋白质、核酸和酶等方面。 美国的华特生（James Watson）和英国的克立克（Francis Crick）合作，于1953年阐明了DNA分子双螺旋结构，获得诺贝尔奖。,20世纪70年代以来： 生物学多学科交叉阶段,20世纪70年代以来，分子生物学的突破性成就和引入物理学、化学、计算机科学的概念、方法和技术，生命科学各个领域取得了巨大进展。 宏观生命科学生态学研究生态系统的物质和能量流动。生态学的理论和知识正在为解决人口膨胀、环境污染、资源短缺等重大社会作出积极贡献。 微观生命科学基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等新技术，逐步应用于医药卫生、农林牧渔、食品、化工和能源等领域，对人类社会将产生深远的影响。,
