分類學

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信息科學
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分類學（英語：taxonomy）是一門進行分類的方法與科學，其將事物或者概念依據形象或抽象程度的不同而建立層次結構或體系。不同層級的分類單位之間，有子分類與母分類的關係。英語 taxonomy 源於希臘語 τάξις（taxis，意指類別），以及 νόμος（nomos，意指方法、法則、科學）。該詞由瑞士植物學家奧古斯丁·彼拉姆斯·德堪多於1813年在其著作《植物學理論》中首次使用。[1]

分類學研究的核心是對事物進行命名、界定（劃定範圍）和歸類，基於共享特徵建立分類體系。在現代生物學中，分類學特別強調依據演化關係進行歸類。[2]分類學的主要分支包括生物分類學、圖書分類學、信息科學分類學等。

定義[編輯]

分類學有多種定義。在最廣義上，它是關於分類的理論與實踐，涵蓋一切依據共同特徵將事物歸類的活動。[3]在生物學中，分類學是研究命名、定義和歸類生物類群的學科，被歸入系統分類學的一個分支。一些學者將分類學狹義地定義為對類群的描述與命名，而將系統分類學定義為研究類群間演化關係的學科；另一些學者則將兩者視為同義詞。[4]

分類學的基本操作單元是分類單元（taxon，複數 taxa）。分類單元具有特定的分類等級（ranking），不同等級之間構成層級結構。對分類單元的界定稱為劃定範圍（circumscription）。[5]

歷史[編輯]

早期分類[編輯]

對生物和事物的分類可以追溯到遠古時代。通過語言命名生物是最早的分類活動。在古埃及（約公元前1500年）已出現繪製藥用植物圖鑑的記錄。[6]

亞里士多德是西方最早對動物進行系統分類的學者，他將動物按照有無紅色血液分為兩類。亞里士多德的門徒泰奧弗拉斯托斯在他所著《植物志》中記載了約500種植物，被視為植物分類學的奠基人。[6]中世紀時期，歐洲的分類學思想主要繼承亞里士多德的體系，並與「存在巨鏈」（Great Chain of Being）概念相結合。阿拉伯學者如Module:WikidataLink第216行Lua錯誤：attempt to index field 'wikibase' (a nil value)在動物分類方面做出了重要貢獻。[6]

文藝復興至近代[編輯]

文藝復興時期，分類學開始採用更加系統的方法。意大利植物學家安德烈亞·切薩爾皮諾（Andrea Cesalpino）於1583年出版了《植物論》，被後世稱為「第一位分類學家」；他根據植物的果實和種子特徵進行分類。英國博物學家約翰·雷（John Ray）於1682年出版了《植物分類方法》，記載了約18,000種植物，並首次使用「物種」作為分類的基本單位。法國植物學家Lua錯誤：attempt to index field 'wikibase' (a nil value)。於1700年建立了包含698個屬的分類系統。[6]

林奈時代[編輯]

主條目：林奈分類法

瑞典植物學家卡爾·林奈是現代分類學的奠基人。他在1735年出版的《自然系統》（Systema Naturae）中建立了等級分類體系，於1753年的《植物種志》（Species Plantarum）中全面應用了雙名法（binominal nomenclature），即以「屬名 + 種加詞」的形式為每個物種命名。林奈系統將自然界分為植物界、動物界和礦物界三個界，其等級體系包括綱、目、屬、種等層次。林奈的分類方法被後世不斷完善和擴展，至今仍是生物分類學的基礎。[7]

後達爾文時代[編輯]

達爾文的《物種起源》（1859年）徹底改變了分類學的理論基礎。分類不再僅僅依據形態相似性，而是力求反映演化上的共同由來關係。20世紀中後期，維利·亨尼希（Willi Hennig）提出的支序分類學（cladistics）進一步推動了這一變革，要求分類類群必須是單系（monophyly）——即包含一個祖先及其所有後代。非單系的分類（如並系paraphyly和復系polyphyly）被逐步淘汰。[8]

與支序分類學相對應的是Lua錯誤：attempt to index field 'wikibase' (a nil value)。，又稱數值分類學，它依據生物之間整體相似性（而非演化關係）進行分類。由於不能準確反映演化歷史，表型分類學在很大程度上已被支序分類學所取代。[9]

分類等級[編輯]

<imagemap> File:Biological_classification_L_Pengo_vflip_zh.svg|thumb|right|150px|生物分類法上八個主要的分類階元 rect 100 15 225 57 生物 rect 100 78 225 120 域 rect 100 142 225 184 界 rect 100 205 225 247 門 rect 100 268 225 310 綱 rect 100 332 225 374 目 rect 100 395 225 437 科 rect 100 459 225 501 屬 rect 100 522 225 564 種

default File:Biological_classification_L_Pengo_vflip_zh.svg desc none </imagemap> 生物分類學的基本等級從高到低依次為：域（domain）、界（kingdom）、門（phylum / division）、綱（class）、目（order）、科（family）、屬（genus）、種（species）。在種以下還可細分為亞種（subspecies）和變種（variety）等。卡爾·烏斯（Carl Woese）於1977年提出的三域系統（細菌、古菌、真核生物）已成為現代分類學的標準之一。[10]

每一等級的分類單元可聚合為更高一級的單元。例如，多個種歸入一個屬，多個屬歸入一個科，以此類推。這種層級結構使得生物分類學具有強大的信息組織能力。在植物分類學中，門有時使用「division」而非「phylum」；在病毒分類學中則使用界、科、屬、種等不同等級的體系。

生物分類學方法[編輯]

α分類學與β分類學[編輯]

α分類學（alpha taxonomy）是指對物種的發現、描述和命名。該術語由植物學家威廉·伯特倫·特里爾（William Bertram Turrill）於1935年提出。[11]β分類學（beta taxonomy）是指對物種以上等級的分類，即依據演化關係將物種歸入屬、科、目等更高分類單元。恩斯特·邁爾（Ernst Mayr）和喬治·蓋洛德·辛普森（George Gaylord Simpson）等學者進一步發展了這一區分。[12]

微分類學與宏分類學[編輯]

微分類學（microtaxonomy）研究物種級別的分類和物種界定問題，即所謂的「物種問題」——如何定義「物種」這一基本單位。宏分類學（macrotaxonomy）研究物種以上分類單元的系統分類。[12]

分類性狀[編輯]

分類學家利用多種類型的性狀（character）來區分和歸類生物：[13]

  • 形態學性狀：外部形態和解剖結構
  • 生理學性狀：代謝方式、生理適應
  • 分子性狀：DNA序列、蛋白質結構
  • 行為學性狀（主要用於動物分類）
  • 生態學性狀：生境特徵、生態位
  • 地理分佈性狀

現代分類學越來越依賴分子系統發生學數據，通過DNA測序和生物信息學方法來構建演化樹，從而確定類群間的親緣關係。

分類描述與命名[編輯]

根據《國際植物命名法規》（ICN）和《國際動物命名法規》（ICZN），有效發表一個新分類單元需滿足以下條件：[8]

  • 選擇一個科學名稱
  • 確保該名稱唯一且未被佔用
  • 指定模式標本（type specimen）
  • 提供描述或診斷以區別於其他分類單元
  • 在合法出版物上發表

在科學名稱後通常附有命名人（author citation），例如 Homo sapiens Linnaeus, 1758，表示該物種由林奈於1758年命名。[13]

其他領域的分類學[編輯]

除生物學外，分類學的概念和方法廣泛應用於其他學科。

圖書分類學[編輯]

圖書分類法是對圖書館藏書的系統組織方式。最具影響力的分類系統包括杜威十進制圖書分類法（DDC）和美國國會圖書館圖書分類法（LCC）。圖書分類學是圖書館學和情報學的核心內容，通過建立等級化的分類號體系，使圖書和文獻能夠按主題有序排列。[14]

信息科學分類學[編輯]

在信息科學中，分類學被用於組織和管理數字內容。網站的信息架構、企業內容管理系統、知識管理系統等都廣泛應用分類學來建立分級結構（hierarchy）、控制詞表（controlled vocabulary）和敘詞表（thesaurus）。[15]與生物分類學不同，信息科學中的分類學通常更靈活，允許多重分類和標記。

商業分類學[編輯]

在商業領域，分類學被用於產品目錄管理、電子商務網站導航和市場細分。企業通過建立產品分類體系來提升客戶體驗和運營效率。[16]

參見[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ de Candolle, Augustin Pyramus. Théorie élémentaire de la botanique. Deterville. 1813: 19. 
  2. ^ Simpson, Michael G. Plant Systematics 2nd. Academic Press. 2010. ISBN 978-0-12-374380-0. 
  3. ^ Judd, Walter S.; Campbell, Christopher S.; Kellogg, Elizabeth A.; Stevens, Peter F.; Donoghue, Michael J. Plant Systematics: A Phylogenetic Approach 3rd. Sinauer Associates. 2007. ISBN 978-0-87893-407-2. 
  4. ^ Stace, Clive A. Plant Taxonomy and Biosystematics 2nd. Cambridge University Press. 1989. ISBN 978-0-521-42785-2. 
  5. ^ Datta, S. C. Systematic Botany. New Age International. 1988. ISBN 978-81-224-0013-7. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 Stuessy, Tod F. Plant Taxonomy: The Systematic Evaluation of Comparative Data 2nd. Columbia University Press. 2009. ISBN 978-0-231-14712-5. 
  7. ^ Wiley, E. O.; Lieberman, Bruce S. Phylogenetics: Theory and Practice of Phylogenetic Systematics 2nd. Wiley-Blackwell. 2011. ISBN 978-0-470-90596-8. 
  8. ^ 8.0 8.1 Wiley, E. O.; Lieberman, Bruce S. Phylogenetics: Theory and Practice of Phylogenetic Systematics 2nd. Wiley-Blackwell. 2011. ISBN 978-0-470-90596-8. 
  9. ^ Stace, Clive A. Plant Taxonomy and Biosystematics 2nd. Cambridge University Press. 1989. ISBN 978-0-521-42785-2. 
  10. ^ Woese, Carl; Fox, George. Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1977, 74 (11): 5088–5090. Bibcode:1977PNAS...74.5088W. doi:10.1073/pnas.74.11.5088. 
  11. ^ Turrill, W. B. The Expansion of Taxonomy with Special Reference to the Spermatophyta. Biological Reviews. 1938, 13 (4): 342–373. doi:10.1111/j.1469-185X.1938.tb00522.x. 
  12. ^ 12.0 12.1 Mayr, Ernst. Principles of Systematic Zoology. McGraw-Hill. 1968. 
  13. ^ 13.0 13.1 Judd, Walter S.; Campbell, Christopher S.; Kellogg, Elizabeth A.; Stevens, Peter F.; Donoghue, Michael J. Plant Systematics: A Phylogenetic Approach 3rd. Sinauer Associates. 2007. ISBN 978-0-87893-407-2. 
  14. ^ Chan, Lois Mai. Cataloging and Classification: An Introduction 3rd. Scarecrow Press. 2007. ISBN 978-0-8108-5944-9. 
  15. ^ Hedden, Heather. The Accidental Taxonomist 2nd. Information Today. 2016. ISBN 978-1-57387-528-8. 
  16. ^ Lampl, Stephanie. Taxonomies: Practical Approaches to Developing and Managing Vocabularies for Digital Information. Facet Publishing. 2019. ISBN 978-1-78330-482-0. 
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外部連結[編輯]

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