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​莫斯利自然科學

高中必修生物|生物分類系統如何演變?五界、六界與三域分類完整解析

10月27日
讀畢需時 4 分鐘

已更新:23小时前

地球上擁有數以千萬計的生物,從肉眼看不見的細菌到高聳入雲的神木,人類究竟是透過什麼樣的邏輯,將這片生機勃勃的生命叢林整理得井然有序?分類學的發展,其實就是一部人類試圖解讀大自然「血緣關係」的演化史詩。



生物分類系統的演變
分類系統的演進史:二界系統到六界系統

一、 林奈的分類系統與階層架構

在 18 世紀,瑞典博物學家林奈(Carl Linnaeus)為現代生物分類學奠定了基礎:


  1. 二名法(Binomial Nomenclature): 確立了每一個物種皆以兩個拉丁文命名(「屬名 + 種小名」),並統一使用斜體或底線。


  2. 階層分類系統: 將生物由大到小依序分為七個基本階層:界(Kingdom)、門(Phylum)、綱(Class)、目(Order)、科(Family)、屬(Genus)、種(Species)(口訣:界門綱目科屬種)。


  3. 當時的侷限: 林奈的系統主要依據生物的外觀形態相似性(多屬於「人為分類」),當時尚未融入演化概念,認為物種是固定不變的。


二、 達爾文之後的分類系統:分類系統與演化論的結合

自從達爾文於 1859 年發表《物種起源》後,生物分類學發生了根本性的革命:

演化樹(Phylogenetic Tree)

  • 從形態分類轉向「親緣關係分類」(Phylogenetic Classification): 科學家不再僅僅比較外觀長得像不像,而是透過化石紀錄、解剖學、發育學與基因序列,追溯生物共同祖先的「血緣遠近」。


  • 演化樹(Phylogenetic Tree)的誕生: 分類系統演變成一張反映生物演化歷史的樹狀圖,分類階層越高,代表分家時間越早、親緣關係越遠。


三、 生物界數的演變:從二界到六界系統

隨著顯微鏡技術的進步與分子生物學(如核糖體 RNA 序列分析)的崛起,生物分界經歷了四次重大演變:


分類系統名稱

提出者與年代

包含的「界」 (Kingdom)

核心劃分依據與代表生物

1. 二界系統

林奈

(傳統觀點)

植物界、動物界

- 依據能否運動與營養方式劃分。


- 缺點:細菌、真菌被歸類在植物,眼蟲兼具植物性與動物性特徵,難以歸類。


2. 三界系統

海克爾

(1866年)

植物界、動物界、原生生物界

- 由於顯微鏡發現微生物,將單細胞生物獨立為原生生物界(包含原核與單細胞真核生物)。

3. 五界系統

惠塔克

(1969年)

原核生物界(莫內拉界)、原生生物界、真菌界、植物界、動物界

- 劃分依據:細胞構造(原核 vs 真核)、細胞壁成分、以及營養方式(光合作用、吸收、攝食)。


- 真菌界首次獨立(具幾丁質細胞壁、體外消化吸收營養)。


4. 六界系統

伍斯

(1990年)

真細菌界、古細菌界、原生生物界、真菌界、植物界、動物界

- 根據核糖體 RNA(rRNA)分子序列的巨大差異,將原核生物界拆分為真細菌與古細菌兩界。


- 同時提出了高於界的三域系統(Domain:細菌域、古菌域、真核域)。


五界系統:因電子顯微鏡的發明以及生化科技的進步,美國懷塔克於 1959~1968 提出五界系統,依營養方式、細胞構造與生活史所提出。

分類特徵

原核生物界

原生生物界

菌物界

植物界

動物界

細胞核

無

有

有

有

有

體制

單細胞

單細胞、多細胞

單細胞

多細胞

多細胞

營養方式

①細菌:腐生、寄生;②藍綠藻:自營

①藻類:自營;②原生菌類:腐生;③原生動物:攝食、寄生

①寄生菌:寄生;②腐生菌:腐生

自營,少數異營

攝食、寄生

四、 講義精選例題

【題型一:分類系統演變與劃分依據】

【題目】 關於生物分類系統演變的敘述,下列何者正確?


  1. 林奈的分類系統已經完美結合了達爾文的演化論,強調共同祖先。


  2. 惠塔克的五界系統主要是依據細胞構造(原核與真核)、細胞壁成分與營養方式來劃分的。


  3. 二界系統將所有細菌與真菌正確地歸類在動物界中。


  4. 六界系統是將真核生物再細分為古細菌與真細菌兩界。


【解析】


  • 選項 (1) 錯誤:林奈提出分類系統時,達爾文的演化論尚未發表,林奈當時採取的是形態相似性的固定物種觀點。


  • 選項 (2) 正確:惠塔克(1969年)的五界系統是以細胞型態、細胞壁及營養模式作為核心劃分標準。


  • 選項 (3) 錯誤:二界系統將細菌與真菌歸類在植物界。


  • 選項 (4) 錯誤:古細菌與真細菌屬於原核生物,非真核生物。


  • 正確答案:(2)


【題型二:五界與六界系統的特徵判斷】

【題目】 哪一個分類系統首次將「原核生物界(莫內拉界)」中的原核生物,依據分子生物學證據(rRNA 序列)拆分成「真細菌界」與「古細菌界」?


  1. 林奈的二界系統


  2. 海克爾的三界系統


  3. 惠塔克的五界系統


  4. 伍斯的六界系統


【解析】


  • 伍斯(Woese)在 1990 年代透過核糖體 RNA 分子序列分析,提出將原核生物分為古細菌與真細菌,形成六界系統(與三域系統)。


  • 正確答案:(4)


五、 莫斯利重點整理

  1. 林奈七階層口訣: 界、門、綱、目、科、屬、種(越往下越相似,越往上範圍越大)。


  2. 分界演變口訣:


    • 二界(動、植)➔ 三界(加原生)➔ 五界(惠塔克:原、原、真、植、動)➔ 六界(古細菌、真細菌分家)。


  3. 演化論影響: 分類不再只是「排名次」,而是描繪大自然的「家族血緣樹(演化樹)」。




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