六界分類法

植物是人類在這個宇宙中的主要伴侶，它們是食物和能量的來源，提供庇護(hù)和衣著，藥品和飲料，氧氣和美學(xué)環(huán)境，因此它們一直是人類活動的主要組成部分。在嘗試探索植物多樣性之前，了解“植物”這個術(shù)語的理解以及植物在生命網(wǎng)絡(luò)中的位置至關(guān)重要。傳統(tǒng)上，植物被定義為具有細(xì)胞壁、能夠進(jìn)行光合作用、產(chǎn)生孢子并具有固定生活方式的生物。然而，對該術(shù)語的重新思考已經(jīng)導(dǎo)致了多種不同的解釋。

兩界系統(tǒng)

最初，生命體被分為兩個界。亞里士多德將所有生物分為植物和動物，其中植物通常不移動或沒有感官器官。林奈在他于1735年發(fā)表的《自然體系》中將它們分為動物界（動物）和植物界（植物）作為兩個不同的界（林奈將礦物質(zhì)放在第三個礦物界中）。林奈將每個界分成類別，動物為門，植物為綱。當(dāng)單細(xì)胞生物首次被發(fā)現(xiàn)時，它們被分為兩個界：動物門原生動物中的移動形式，以及植物門茸類或原生植物中的有色藻類和細(xì)菌。因此，歐內(nèi)斯特·黑克爾（1866年）建議為它們創(chuàng)建第三個界——原生生物界，盡管直到相對最近這才變得很流行（有時也稱為原生質(zhì)生物界）。黑克爾認(rèn)為有三個界：原生生物界、植物界和動物界。

兩域三界

后來發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌與其他生物不同，它們?nèi)狈?xì)胞核，這導(dǎo)致查頓（1937年）提出將生命分為兩個域：具有細(xì)胞核的真核生物和沒有細(xì)胞核的原核生物。原核生物沒有細(xì)胞核、線粒體或任何其他膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器。換句話說，它們的DNA和任何其他代謝功能都沒有集中在一個離散的膜封閉區(qū)域內(nèi)。相反，一切都在細(xì)胞內(nèi)公開訪問，盡管一些細(xì)菌具有內(nèi)部膜作為代謝活性的位置，但這些膜不會封閉細(xì)胞質(zhì)的一個單獨區(qū)域。真核生物具有單獨的膜結(jié)構(gòu)核、眾多的線粒體和其他細(xì)胞器，例如高爾基體。這些區(qū)域通過它們自己的膜與細(xì)胞的主要質(zhì)量分隔開來，以使它們更加專業(yè)化。細(xì)胞核包含所有真核生物細(xì)胞的DNA，在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中組織成不同的染色體。線粒體產(chǎn)生能量。唯一的例外是沒有細(xì)胞核并且壽命不長的紅細(xì)胞。

黑克爾（1966年）提出了一個三個界的分類法，包括原生生物界、植物界和動物界。額外的界原生生物界包括所有介于動物和植物之間的單細(xì)胞生物。赫伯特·科普蘭德（1938年）將原核生物歸為一個單獨的界，最初稱為真菌界，但后來改稱為細(xì)菌界或單細(xì)胞生物界?？破仗m德后來在1956年提出了一個四個界的系統(tǒng)，將除動物和植物之外的所有真核生物都?xì)w為原生生物界，因此承認(rèn)了四個界：細(xì)菌界、原生生物界、植物界和動物界。將這些界分組為兩個域的重要性，正如查頓早先建議的那樣，被斯坦尼爾和范尼爾（1962年）廣泛推廣，并很快得到了廣泛認(rèn)可。

五界系統(tǒng)

美國生物學(xué)家羅伯特·H·惠特克（1969年）建議將真菌從其他生物中分離出來，因此建立了一個五界系統(tǒng)，將細(xì)菌界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界作為獨立的界。真菌與植物一樣具有明顯的細(xì)胞壁，但與動物不同，它們?nèi)狈ψ责B(yǎng)營養(yǎng)模式。它們從有機(jī)物的分解中獲得營養(yǎng)，細(xì)胞壁強(qiáng)化了幾丁質(zhì)，細(xì)胞膜含有麥角甾醇而不是膽固醇，并且具有特有的賴氨酸生物合成途徑。該分類法在教科書中被廣泛使用。

六個或七個界？

隨后關(guān)于以前被稱為古細(xì)菌的生物的研究導(dǎo)致認(rèn)識到這些生物形成了一個完全不同的古細(xì)菌界。這些細(xì)菌包括在惡劣無氧條件下發(fā)現(xiàn)的厭氧細(xì)菌，其基因和代謝與其他呼吸氧氣的生物完全不同。這些細(xì)菌稱為古細(xì)菌或簡稱為古生菌，被認(rèn)為是“活化石”，自行生存了很長時間，甚至在地球大氣層沒有自由氧之前就已經(jīng)存在。這與要求群體是單系的系統(tǒng)發(fā)育強(qiáng)調(diào)有關(guān)，導(dǎo)致卡爾·沃澤等人（1977年）提出了一個六界系統(tǒng)。他們將古細(xì)菌和真細(xì)菌歸為原核生物，將其他四個界原生生物、真菌、植物和動物歸為真核生物。隨后（1990年），他們將這些界分為三個域：細(xì)菌域（包括真細(xì)菌）、古細(xì)菌域（包括古細(xì)菌）和真核生物域（包括原生生物、真菌、植物和動物）。Margulis和Schwartz（1998）提出了超界這個術(shù)語來代替域，并承認(rèn)了兩個超界：原核生物界（Prokarya，原核生物）和真核生物界（Eukarya，真核生物）。前者包括單一的細(xì)菌界（Monera），被分為兩個亞界：古細(xì)菌和真細(xì)菌。真核生物界被分為四個界：原生生物界（Protoctista，原生生物）、動物界、植物界和真菌界。幾位近期的作者試圖承認(rèn)生物的第七個界，但他們的分類不同。Ross（2002, 2005）將古細(xì)菌和真細(xì)菌分別承認(rèn)為單獨的界，分別命名為原細(xì)菌和細(xì)菌，再次分別歸于不同的超界（較早作者的域）。他將第七界黏菌界（Myxomycophyta）歸于真核生物超界下。兩個滅絕生物的超界：原始細(xì)胞（Progenotes）和真核生物前體（Urokaryotes）： 

超界原核生物（現(xiàn)已滅絕）

超界古細(xì)菌

古菌界原菌屬...古老的細(xì)菌

超界真細(xì)菌

細(xì)菌界細(xì)菌

超界原核生物 ...成為真核生物的原核細(xì)胞

超界真核生物 ...有細(xì)胞核的細(xì)胞

原生生物界......原生動物

黏菌界......黏菌

植物界......植物

真菌界......真菌

動物界......動物

Patterson和Sogin（1992）承認(rèn)了七個界，但將黏菌歸于原生動物（Protozoa，原生動物），并將硅藻（Chromista）作為第七個界。有趣的是，傳統(tǒng)的藻類現(xiàn)在分布在三個不同的界中：真細(xì)菌原核生物（藍(lán)綠色的藍(lán)細(xì)菌），硅藻（硅藻，巨藻）和原生動物（綠藻，紅藻，甲藻，裸藻）。 

Cavalier-Smith（1981）提出了真核生物可以根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的獨特組合被分類為九個界。其中五個界具有板狀線粒體晶體：（1）真菌域（不具有纖毛的真菌，與其他八個界不同的是其高爾基囊泡未堆疊），（2）纖毛真菌域（后纖毛真菌），（3）動物界（動物、海綿、中層動物和鞭毛鞭毛蟲；以基本后纖毛的攝食者為主），（4）雙紅藻植物界（非攝食、含藻紅色藻類和紅藻類），（5）綠色植物界（非攝食、含淀粉質(zhì)的質(zhì)體綠色植物）。第六個界是裸腹蟲亞界，具有圓盤狀晶體和纖毛內(nèi)稠密桿，可能是攝食和/或光合生物，其質(zhì)體具有三個膜包被。第七個界是隱藻植物界，其具有扁平管狀晶體、兩根纖毛上均有管狀肢及淀粉貯存在質(zhì)體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和質(zhì)體包被之間；如果存在質(zhì)體，則質(zhì)體內(nèi)有藻藍(lán)蛋白在成對的類囊體中和葉綠素c2。第八個界是色藻植物界，其具有管狀晶體、一根前纖毛上的管狀肢和/或質(zhì)體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及葉綠素c1+c2。第九個界的成員是原生動物界，主要是攝食者，其具有管狀或囊泡狀晶體（或完全缺乏線粒體），其（原始前端）纖毛上缺乏管狀肢；如果存在質(zhì)體，則質(zhì)體內(nèi)有三重膜包被、葉綠素c2且沒有內(nèi)部淀粉質(zhì)，且質(zhì)體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不存在。第4-9個界原始前端有兩根纖毛。對于非?；A(chǔ)的教學(xué)，可以通過將光合和真菌界成對分組，使用簡化的五個界系統(tǒng)。建議在九個和五個界系統(tǒng)之間進(jìn)行各種妥協(xié)；建議最適合普遍科學(xué)用途的系統(tǒng)是一個七個界的系統(tǒng)，其中真菌界的真菌和后纖毛真菌成為真菌界的亞界，而隱藻門和色藻門成為染色體植物界的亞界；真菌、綠色植物、藍(lán)藻植物和染色體植物界可以受到命名法規(guī)的植物命名法典的規(guī)管，而動物界、原生動物和裸藻門則可以受到動物學(xué)命名法規(guī)的規(guī)管。

這九個界再加上兩個或一個原核生物界總共構(gòu)成了生命的十一個或十個界。

然而，后來Cavalier-Smith（1998年、2000年、2004年）恢復(fù)了六個界的分類，認(rèn)定細(xì)菌、原生動物、動物界、真菌、植物界和染色體植物界屬于原核生物和真核生物兩個域。細(xì)菌構(gòu)成單一界——細(xì)菌界，這里分為兩個新的亞界：具有兩個不同基因膜的細(xì)胞包膜的Negibacteria，包括原細(xì)菌門和假單胞菌門；以及包括古細(xì)菌門和真單胞菌門的Unibacteria。分類概述如下： 

原核生物域 

細(xì)菌界 

Negibacteria亞界（包括厚壁菌門、細(xì)菌門、螺旋菌門、變形菌門、浮游菌門、藍(lán)細(xì)菌門） Unibacteria亞界（包括真古菌門和假單胞菌門） 

真核生物域

原生動物界 

Sarcomastigota亞界（包括變形蟲門和鞭毛蟲門）
     Biciliata亞界 動物界（包括黏液蟲門和其他21個門） 

真菌界（包括古菌門、微孢子菌門、子囊菌門、擔(dān)子菌門） 

植物界 

Biliphyta亞界（包括原綠球藻門和紅球藻門） Viridaeplantae亞界（包括綠藻門、苔蘚門、維管植物門） 

染色體植物界 

Cryptista亞界（包括隱藻門、裸單藻門、多鞭藻門）Chromobiota亞界 

古細(xì)菌這個名稱似乎有些令人困惑。它們之所以被命名為古細(xì)菌，是因為人們認(rèn)為它們是最古老的生物（希臘語中的“archaio”意為古老），有時也被稱為活化石，因為它們能夠在厭氧條件下生存（利用氫氣將二氧化碳還原為甲烷氣體的甲烷菌），高溫下（熱嗜菌，能夠在高達(dá)80攝氏度的溫度下生存），或咸水環(huán)境（嗜鹽菌）。它們與細(xì)菌的不同之處在于：在蛋白質(zhì)合成中，它們使用甲硫氨酸作為起始氨基酸，而不是細(xì)菌中的甲酰甲硫氨酸；某些基因中存在內(nèi)含子；它們擁有多種不同的RNA聚合酶，而不是細(xì)菌中的一種；細(xì)胞壁中缺少肽聚糖，且生長不受鏈霉素和氯霉素等抗生素的抑制。在這些方面，古細(xì)菌更類似于真核生物。人們認(rèn)為，細(xì)菌早期就分化出了進(jìn)化分支線（新壁蟲類，具有許多共同特征，尤其是N-鏈接的糖蛋白的共同翻譯分泌，帶有7S RNA和翻譯阻滯區(qū)的信號識別粒子，蛋白質(zhì)剪接的tRNA內(nèi)含子，八亞基分子的分子伴侶蛋白，prefoldin，核心組蛋白，小核仁核糖核蛋白復(fù)合物（snoRNPs），外泌體和類似的復(fù)制，修復(fù)，轉(zhuǎn)錄和翻譯機(jī)器），這些進(jìn)化分支線產(chǎn)生了古細(xì)菌和真核生物。因此，把古細(xì)菌稱為代謝菌更為恰當(dāng)。

真核宿主細(xì)胞是從一種介于Posibacteria和Metabacteria（“古細(xì)菌”）之間的生物中演化而來的，它們演化出許多Metabacteria特征，但尚未大規(guī)模轉(zhuǎn)換為以醚鍵結(jié)合的脂質(zhì)膜。它們毫無疑問會在分類上分為原始Metabacteria，但這樣的生物是否仍然存在尚不確定。有許多未被培養(yǎng)的Metabacteria存在（僅通過環(huán)境序列已知）或者還未被發(fā)現(xiàn)，所以誰也不知道。 

從古細(xì)菌到真核生物的進(jìn)一步轉(zhuǎn)變涉及到循環(huán)DNA向帶有組蛋白的線性DNA的轉(zhuǎn)化，形成包裹染色體的膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞核，有絲分裂的發(fā)展，有性生殖生物中出現(xiàn)減數(shù)分裂，形成內(nèi)膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和溶酶體），出現(xiàn)肌動蛋白、肌球蛋白和微管等細(xì)胞骨架元素，并通過內(nèi)共生形成線粒體。 

在真核生物線的一個重大轉(zhuǎn)變中，排除了動物和真菌，涉及通過真核細(xì)胞吞噬光合細(xì)菌（可能是藍(lán)細(xì)菌）來發(fā)展葉綠體。細(xì)菌細(xì)胞在真核細(xì)胞內(nèi)繼續(xù)存活和繁殖，并提供高能產(chǎn)物，反過來獲得適宜的生存環(huán)境。因此，兩者共享內(nèi)共生。隨著時間的推移，細(xì)菌細(xì)胞失去了獨立生存的能力，一些細(xì)菌基因被轉(zhuǎn)移到真核宿主細(xì)胞中，使它們在生物化學(xué)上相互依賴。在Euglenoids和Dinoflagellates中，葉綠體的進(jìn)化是通過二次內(nèi)共生發(fā)生的，即真核細(xì)胞吞噬含有葉綠體的真核細(xì)胞。這種共同的進(jìn)化順序被綠色植物（包括綠色藻類；綠色葉綠體）、紅藻（紅色葉綠體）以及棕藻及其親屬（通常被稱為稻草桿菌門；棕色葉綠體）所共有，其中包括葉綠體色素的多樣化、類囊體結(jié)構(gòu)和各種儲存產(chǎn)物的形成。

植物界

現(xiàn)在普遍認(rèn)為，植物界成員毫無疑問地包括綠藻、苔蘚和蘚類植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物，被子植物是植物中最大的群體。所有這些植物都共享綠色葉綠體。紅藻、棕藻和藍(lán)綠藻的后兩者合稱為鐮刀藻，也屬于這個界。所有這些群體都共享葉綠體的存在。所有綠色植物都共享葉綠素b、葉綠素a、類囊體和類囊體堆積，以及淀粉作為貯藏食物。角質(zhì)層的進(jìn)化結(jié)合了配子器和胚胎的特征，表現(xiàn)為有胚植物，包括苔蘚和蕨類植物和種子植物。導(dǎo)管組織的發(fā)育、韌皮部和木質(zhì)部，以及獨立的孢子體，是包括蕨類植物和種子植物在內(nèi)的導(dǎo)管植物的特征。次生生長導(dǎo)致了形成木材和種子的習(xí)性，區(qū)分了種子植物。獨特的花、子房和雄蕊的最終演化，以及血管和篩管的出現(xiàn)，區(qū)分了被子植物，是植物中最高級進(jìn)化的群體。

 已知近 37.4 萬種植物中，約有 4.4 萬種屬于藻類，22,500 種屬于常常被忽視的苔蘚和蘚類植物，12,000 種屬于蕨類植物及其近緣植物，1,050 種屬于裸子植物，295,000 種屬于被子植物（屬于約 485 個科和 13,372 個屬），被認(rèn)為是最近和最有活力的占據(jù)地球的植物群體。被子植物占據(jù)了地球陸地空間的大部分，是世界植被的主要組成部分。位于熱帶的巴西和哥倫比亞是擁有最豐富的被子植物區(qū)系的國家，分別位列第一和第二。盡管中國的主要土地并不位于熱帶，但其被子植物數(shù)量仍然排名世界第三，大約有 300 個科、3,100 個屬和30,000種。