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植物地理
2011-12-05 21:31:42   来源:   点击:

    人们刚刚开始学习辨识植物时,笑称自己只记得特定位置的植物叫做”植物地理”,其实植物地理(phyto(Bio)-geography)是研究植物分布和空间关系的科学。认位置这样的概念也可以说是研究植物地理的基础喔,当我们记住一个个物种植株个体生长所有的位置时,我们就会看到他的分布范围,他适合生长的环境,知道与他相近物种的分部位置,甚至於可以了解他的起源地,是一种最简单的研究概念。

    在演化的基本观点下,认为生物界演化是时间和空间综合作用下所形成的结果,也就是在生物随着延续的时间中繁衍而发生改变,加上水平面空间上的渐渐分离或隔离,会形成分离越久或距离起源中心愈远,而形成愈不相同的种类或族群,因此植物学者在仔细审视种类的分布与个体族群间的差异後,依据起源中心具有较高变异,而孤立族群变异较低的原则,辅以其他如地质历史(化石与纪录)证据来推敲生物演化分布的痕迹。植物地理学因为研究对象尺度的不同,可被分为区系植物地理学、科属植物地理学和历史植物地理学等。虽在研究内容上所着重的重点及研究方法不同,但是都以揭示植物在地球上分布规律以及其起源和演变为目标。

    区系植物地理学以研究大尺度的植物区系演变过程,区系的形成演变与古地质有相当的关系,一般认为古热带域分布在旧世界热带、热带亚洲、非洲,大都源起於刚瓦纳古陆(大陆漂移前的南方大陆),而泛北极域属於劳亚古陆(北方大陆),另外,地中海、西亚一带起源於古地中海(特提斯海)。植物区系是将相像的科属归类,并比较特有科属的比例划分范围,也就是泛北极域的主要植物类群如松科、壳斗科、杨柳科等与古热带域的类群,棕榈科、番荔枝科、天南星科大不相同。除了在地质上有不同起源,在气候条件上各区系也分属不同气候;以整个东亚来说,Takhtajan认为它属於泛北极域,为温带气候区,也使得温带植物如松科、壳斗科、杨柳科等等可以在此充分演进,发展出许多种类。台湾位於泛北极域与古热带之间,一般认为台湾物种得来源有两大路径,在冰河时期与欧亚大陆相接得到热带亚洲的物种於南部,又於北部接收北方种类,因为海峡的出现造成隔离演变出一些特有种,却又与欧亚大陆有着高度相似。

    科属植物地理学以研究植物科属这个层级的演变过程,同样的也与古地质有关,如木兰科植物被认为是古老的植物之一,全世界约有15属246种,主要分布於北半球亚热带及温带地区,大部分的种类分布在东南亚与北美东南部,少数种类分布至南半球的巴西和新几内亚。该科中间断分布於东亚与北美的有木兰属(Magnolia)、盖裂木属(Talauma)、鹅掌楸属(Liriodendron),每一属都分为两群在两个大陆上断续分布种类但并没有共同种类,植物学者认为这是因为在古北大陆解体後,木兰属一分为二,各自在当地开枝散叶演变出许多种类。以胡桃科中的黄杞复合群来看,分布於东亚到东南亚约十种(台湾一种),中美洲8种,中美到南美洲1种,分布的格局看来像是由一个中心向外分散,彼此间有共同种或相似化石种出现。在科属在水平面分布现况,可能为地理分离或是起源扩散共同造成,经过复杂的演变过程其实并不容易追本溯源。

    所幸近年来分子标记技术进步,科学家进而建构了一套演算法,其概念在於相似同源的物种有着相似的遗传讯息,追寻生物基因的变化,可以得到更多的资讯,有助於我们厘清由外表看不出来遗传差异,也可以经由相近於研究物种之外群来告诉我们在物种种化作用下,所产生的特徵的演进过程,辅以环境及生物因子,建构出物种在自然历史上的演进过程,让我们更了解在什麽样原因驱使生物作出什麽样改变。台湾目前也进行这样的研究,如成功大学的蒋镇宇老师,台湾大学林赞标老师、胡哲明老师,中研院赵淑妙老师等等,使用不同分子工具分别专注不同分类群。

    参考资料

    1. 路安民《种子植物科属地理会》,北京:科学出版社,1999

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