现代植物分类学的全新领域:分支系统学

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现代植物分类学的全新领域:分支系统学

随着时代的发展,植物分类学在如今产生了全新的变化。科学家们希望以一种更加客观、科学的方式对植物更好地分类,分支系统学由此而生。

分支系统学的起源

德国昆虫学家 W.Hennig(1913-1976)于 1950 年出版了《系统发育系统理论的基础》(德文版),其中提出了分支系统学的理论,于 1966 年出版了《系统发育系统学》(英文版),在此之后分支系统学逐步发展起来。

分支系统学的概念与方法

分支系统学是以生物进化为研究内容的,或更具体地讲是以研究物种间的系统发育关系的分支式样为目标的。分支系统学的理论认为,物种在进化过程中总是按二岐的方式不断分裂,形成树形结构,因此可以通过共同祖先的远近来区分物种间的关系远近。

简约法则是一个重要的科学原理,要求在对同一现象有诸多可能的解释时,选择对该现象最简单、最直接的解释。基于简约法则,分支系统学在对植物进行分类时,应以最短树系为准。限于篇幅,具体的建树方法将不会在此阐述。 随着分子生物学的发展,分支系统学具有了更加科学客观的理论依据。系统学家不再需要通过人工统计数据应用建树算法,转而对基因序列直接处理。与此同时,计算机科学的发展使得最短树系的计算更为方便简洁,进一步推动了分支系统学的发展。

分支系统学的影响

分支系统学提出了一种全新的分类范式,从更加本质、更加客观的角度对生物进行分类。这一范式能够一定程度地摆脱传统分类学中的人为因素束缚,减弱传统分类学家对某些性状的过度强调的影响。从哲学意义上来讲,分支分析的实际操作方法符合证伪主义哲学原则,分支系统学亦是一门科学的理论。 除了植物分类学,分支系统学亦被应用于诸多场景。分支方法最早被应用于 Hennig 本人的一篇关于昆虫系统发育的工作,至今已被应用至进化理论研究、古生物学、人科系统发育研究以及生物地理学中,而且在生物地理学的应用中取得了很大的成功。

分支系统学的缺点与局限性

如今的分支系统学仍存在着一系列问题。分支系统学是否应当从植物分类学中脱离出来形成一门独立的学科,这一问题仍有待商榷。尽管分支方法能够更加科学客观地研究植物间的关系,但是无法简洁、直观地对植物进行分类,背离了植物分类学的原始目标。

同时,分支系统学所采用的理论基础,如简约法则,其可靠性也未曾确证。具体的寻找最短树系的方法也尚待进一步优化。

分支系统学的未来

即使面临着种种问题,分支系统学家们仍然坚信分支系统学的理论,亦在完善分支系统学的道路上不断前进。人们相信,随着分支系统学的进一步发展,许多问题都将迎刃而解,分支系统学范式亦在这一过程中逐步完善。

分支系统学的应用绝不会止步于当前,其对预测生物体的特征与阐明进化机制等尚待进一步探索的理论方向亦有重要作用。这一范式的广泛性与处理数据类型的能力尚待挖掘,其严格的方法论亦将用于更多更广阔的领域。

总结:新范式与新学科的产生

对照库恩的范式理论,分支系统学范式之于植物分类学并不同于相对论之于物理学,彻底否定了牛顿力学范式。分支系统学范式由植物分类的需求诞生,但脱离了对植物进行分类的目的,转而研究植物的演化历程,从而提出了全新的理论。这一范式使得生物学的研究方法更贴近实验科学的研究方法,而不仅限于人为对植物进行分类与定义。

分支系统学亦在一部分方面否定了库恩的理论,例如新范式并非在危机中产生,而是随着发展的需要与其它学科的辅助而全新创造的一种方法。这也体现了范式理论的局限性,仅能够对实验科学做出良好的解释。对于植物分类学一类基于人类主观能动性的科学,如何描述其发展历程尚待进一步研究。

参考文献

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