世界牡丹和芍藥研究

——兼論分類學的基本原理

洪德元 著

本書用7章簡要介紹了我們團隊歷經30多年時間，應用分類學基本原理對世界牡丹和芍藥做的盡可能深入的研究，擱筆之后又想到還有些話應與讀者交流，于是隨筆寫下幾點。

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分類學的內涵

廣義分類學（或系統學）的內容由3 個部分組成：分類、譜系發生、進化，它們的研究相互交錯，彼此重疊。

廣義分類學由3 個部分組成

其間用虛線隔開，表示它們之間并無明顯界線

分類：也稱為狹義的分類學或者經典分類學。它的核心內容是進行科學的物種劃分，提供精準的物種數據和信息。

譜系發生：揭示類群之間的譜系發生關系，即親緣關系，其首要目標就是建立生命之樹。

進化：研究進化發育與基因組學、適應性進化、物種形成、進化機制、雜交及其后作用。

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分類學的名稱

分類學常與系統學混用。系統學一詞的應用最早可追溯到1737年、1751年和1754年林奈的用詞，一直沿用至今；分類學是1813年由de Candolle 提出的。

這兩個名稱是可以互用的，這從5本比較流行的教科書的書名可以看得更清楚：

Plant Taxonomy: Methods and Principles（Benson, 1962）；

Principles of Angiosperm Taxonomy（Davis and Heywood, 1963）；

Plant Taxonomy and Biosystematics（Stace, 1980）；

Plant Taxonomy（Stuessy, 1990; 2009）；

Plant Systematics（Stuessy et al., 2014)。

雖然這些著作的名稱不同，但內容基本一致。

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分類學原理

在我30多年對世界牡丹和芍藥的研究中試圖貫穿分類學的基本原理。下面概述我理解的分類學基本原理。

1）變異和進化

2）居群多態性

3）種內分化

4）物種是生命世界的基本單元

5）物種概念與劃分物種的形態學原則

6）物種形成——生物進化的關鍵階段

7）繁殖方式和物種問題

8）雜交及其后作用

9）性狀分析是分類學研究的關鍵步驟

10）譜系發生樹和分子譜系發生樹

11）高度綜合的學科必須采取綜合的研究途徑

12）重視模式標本、摒棄模式概念

13）《國際植物命名法規》的使用

（注：此處僅列標題，詳細內容見書中）

4

芍藥屬（科）未解的科學問題

雖然我們研究世界牡丹和芍藥30多年，揭示了一些現象，回答和解決了一些科學問題，但還有不少問題有待更先進的思想和手段，更深入地去探索解決。

1）為什么芍藥科（屬）在被子植物中如此孤立？

2）芍藥科（屬）在形態、化學成分、胚胎發生、染色體組、染色體減數分裂上有7 個在被子植物中很獨特的性狀是如何進化而來的？

3）芍藥科（屬）在歷史長河中經歷了近8000 萬年的單系發展過程，在這一段歷史中，芍藥科（屬）的祖先究竟有什么樣的經歷？

4）芍藥屬植物在胚胎發生過程中都經歷游離核原胚期，其是否為返祖現象，發生機制是什么？

5）對野生牡丹和芍藥的生存狀況進行更深入的調查，開展保護生物學研究。

5

分類學隊伍逐漸“瀕危”，我心有憂

我國是生物多樣性大國，大約有3萬種維管植物，其中大約有4000種處于瀕危狀態，但都沒有準確的數據，更沒有準確的名單。為了健康發展國家植物園事業，我國必須有精準的物種數據，特別是精準的瀕危物種數據，準確對應遷地保護和就地保護的目標。這就必須有一支規模相當的分類學隊伍。可是我國的這支隊伍不是在壯大，也不是在維持，而是在快速萎縮之中。

我個人認為造成分類學隊伍萎縮的原因有三。

1）我國分類學原理的傳播一度受阻，在一定歷史時期，“米丘林遺傳學”成為主流，而孟德爾-摩爾根遺傳學不被認可；

2）部分高校用植物科屬識別手冊代替“植物分類學”教科書；

3）科研成果評估體系有待大改進。

內容簡介

本書闡述了基于野外綜合考察、大量標本觀察分析、多學科研究和譜系基因組分析產生的5項研究結果。

1）對世界牡丹和芍藥進行全面分類修訂，確認芍藥屬有34種，其中野生牡丹9種，全為中國特有，為世界牡丹和芍藥提供了精準的物種數據；

2）揭示了芍藥屬的譜系發生關系，建立了芍藥屬全新的分類系統；

3）推論芍藥屬植物起源于泛喜馬拉雅地區，并由此向北溫帶地區擴散，形成芍藥屬現代的地理分布格局；

4）揭示中原地區5種野生牡丹在庭院中相遇，發生雜交，經人工選育，產生“花王牡丹”；

5）提出一個新的物種概念：遺傳-形態物種概念，這一概念既有科學基礎，又有實用價值，并解答了生物學中“什么是物種”這一問題。

世界牡丹和芍藥研究與分類學基本原理貫穿全書，互相呼應。

本書目錄：

第1章研究世界牡丹和芍藥的意義

第2章芍藥屬的生物學屬性

第3章精準的物種數據與物種劃分

第4章芍藥科的系統位置和譜系發生關系

第5章芍藥屬的進化與生物地理分布

第6章“花王牡丹”誕生記

第7章遺傳-形態物種概念

附錄1世界牡丹和芍藥研究產出的論文和著作

附錄2芍藥屬分種檢索表

國際評價

2005年，國際牡丹和芍藥協會在德國慕尼黑舉行國際大會，洪德元院士是唯一被邀請做大會報告的學者。大會公告評語：

“沒有人比他更影響我們對牡丹和芍藥分類的認識。他的20多篇文章澄清了許多混淆。”

美國國家科學院院士Peter Raven評價洪德元院士對世界牡丹和芍藥的研究：

“…his monumental work on peonies over the years（……他多年來對牡丹和芍藥做了不朽的研究）”

作者自評：最看重的一本書

洪德元院士主持編研了多部（套）重要植物分類學著作，他在今年9月接受《中國科學報》記者采訪，談到自己最重要的一本書時，毫不猶豫提到了《世界牡丹和芍藥研究———兼論分類學的基本原理》。

出版這本書是他由來已久的心愿。

近20年，英國皇家植物園邱園為洪德元院士出版了三冊本的《世界牡丹、芍藥》英文系列著作。但國內的分類學工作者不易接觸到。因此，洪院士決定把3本專著和46篇論文的內容匯成一體，用中文扼要表達。書中突出研究的思路和方法，尤其專門普及了分類學基本原理。

作者簡介

洪德元中國科學院院士，第三世界科學院院士，中國科學院植物研究所研究員，Flora of Pan-Himalaya 主編。曾任中國植物學會理事長，國家自然科學基金委生命科學部主任。致力于植物分類學及生物多樣性保護研究，先后獲得何梁何利獎，首屆麥考瑞獎，首屆吳征鎰植物學獎杰出貢獻獎，國際植物分類學會最高獎——恩格勒金獎等多項大獎。

本文摘自《世界牡丹和芍藥研究——兼論分類學的基本原理》一書的跋，有刪減，如有問題請聯系本書責編：

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