Plant Species-level Systematics: New Perspectives on Pattern & Process pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Lubrecht & Cramer Ltd

作者:Bakker, Freek T.

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2005-6-30

价格:USD 170.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783906166391

丛书系列:

图书标签:

植物系统学
物种水平
模式与过程
植物分类学
分子系统学
系统发育
植物多样性
生物地理学
进化生物学
生态系统学

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具体描述

Plant systematics has seen dramatic changes in the last decade, mainly due to application of molecular markers in phylogenetic reconstruction at the generic level and above. In contrast, species - level patterns and processes in plants are still less well understood, partly because of limited resolution of commonly used phylogenetic markers. This has hampered our understanding of the patterns and hence, processes of plant speciation. Nevertheless, considerable progress has been made recently, and it is now time to examine new developments in understanding species - level phenomena. This volume reviews current issues in (molecular) biosystematics and plant speciation, focusing on the following important topics: Plant species radiations/ Molecular evolution in time and space/ Multiple genomes: plant hybrids, polyploids and genome evolution. - This book will be of special interest to plant evolutionary biologists in general, and in particular to advanced students and researchers in plant systematics, taxonomy, ecology and population genetics.

植物种级系统学：演化模式与过程的新视角导言本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探讨当前植物系统学研究的前沿领域，特别关注种（species）这一生物学核心概念在不同尺度和时间背景下的复杂性与动态性。我们聚焦于超越传统形态学和分类学的界限，整合分子生物学、生态学、古生物学和计算生物学等多个学科的最新发现，以期构建一个更具解释力和预测能力的现代植物种级系统学框架。本书的核心议题在于“模式（Pattern）”与“过程（Process）”的相互作用。模式指的是我们观察到的当前物种多样性在地理分布、形态特征和遗传结构上的空间与时间分布；而过程则是驱动这些模式形成的演化机制，包括但不限于物种形成（speciation）、基因流、适应性分化、生物地理学事件以及气候变化的影响。第一部分：种的概念与界定——跨越学科的对话在植物系统学中，对“种”的界定一直是争论的焦点。本部分将系统梳理并批判性地评估当前主流的种概念，并探讨如何将它们应用于复杂的植物生命史中。 1.1 传统概念的局限性与现代修正我们将从林奈的经典概念出发，逐步过渡到现代的生物种概念（BSC）及其在植物中的应用挑战。特别关注植物中普遍存在的无性生殖、杂交、多倍体化（Polyploidy）以及不完全隔离等现象如何动摇了传统物种界限的严格性。我们将详细分析生态种概念（ESC）和系统发育种概念（PSC）在处理隐存种（cryptic species）和快速分化群中的优势与不足。 1.2 综合系统发育学方法（Integrative Phylogenetics）本书强调，现代种级研究必须是多证据驱动的。我们深入探讨如何利用核基因、叶绿体基因、线粒体基因以及微卫星标记（SSRs）等不同基因组区域的信息，来构建可靠的系统发育树。重点讨论如何通过系统发育信号检测（Phylogenetic Signal Detection）来评估形态、生态和分子数据之间的一致性，以及如何利用贝叶斯（Bayesian）和最大似然（Maximum Likelihood）方法进行种界推断（Species Delimitation）。我们还将介绍基于基因组学（Genomics-based）的种界识别，例如使用全基因组重测序数据来量化基因流，并识别潜在的基因组隔离区域。第二部分：物种形成的驱动力——环境、遗传与时间物种形成是生物多样性产生的根本动力。本部分着重于揭示作用于植物群落，驱动新物种诞生的具体机制。 2.1 隔离与分化：地理与非地理因素地理隔离在物种形成中的经典作用将得到细致的分析，涵盖所有隔离（Allopatric）、近域隔离（Parapatric）和同域隔离（Sympatric）模型。我们将重点关注先成型物种形成（Prezygotic Barriers）和合子后隔离（Postzygotic Barriers）的演化机制。更重要的是，本书将深入探讨非地理隔离在植物中的重要性，特别是：生态分化（Ecological Divergence）：讨论植物如何通过适应不同的微生境（如土壤类型、光照梯度）而实现初步隔离，即生态种形成。多倍体诱导的同域物种形成：分析自然界中多倍体事件（特别是异源多倍体化）如何瞬间产生生殖隔离，形成新的物种，并探讨其在不同植物类群中的演化成功率。 2.2 基因流的调控与阻力面（Resistance Surfaces）基因流是物种间保持连续性的力量，也是物种形成的阻力。本部分将运用扩散模型（Diffusion Models）和栖息地连通性分析（Habitat Connectivity Analysis）来量化基因流的实际路径。我们将探讨“景观遗传学（Landscape Genetics）”如何整合遥感数据和环境因子，来构建基因流的阻力图谱，从而揭示哪些地理障碍（如山脉、河流、人类活动区域）最有效地促进了种群的独立演化。 2.3 适应性辐射与协同演化植物的适应性辐射往往与关键的协同演化事件紧密相连。我们将考察传粉者协同演化（如特定昆虫、鸟类或蝙蝠的专一性）如何驱动植物的形态和生理特化，从而迅速导致生殖隔离。同时，植物与食草动物之间的“军备竞赛”也被视为重要的选择压力，推动着次生代谢产物的分化，并可能在不同地理隔离群中独立演化出适应性集群。第三部分：演化模式的追踪——古生物学、生物地理学与化石记录理解当前物种模式的形成，必须回溯到其演化的历史深处。本部分整合了地质历史和分子钟数据。 3.1 植物系统发育的分子钟校准系统发育树的时间标定是理解物种形成速率的关键。我们将详述如何利用化石定年点（Fossil Calibration Points）和分子钟模型（Molecular Clock Models）来重建关键植物谱系（如被子植物、裸子植物）的分化时间。特别关注针对系统发育不一致性（Incongruence）和低信息量基因的校准策略。 3.2 生物地理学：模式的重建与驱动力生物地理学揭示了物种是如何在地球表面扩散和定居的。本部分将应用扩散-演化-再定殖模型（DEC/BDEC）等先进的生物地理模型，来区分地理事件（如大陆漂移、冰期气候波动）对物种分布的影响，是主导因素还是次要因素。我们将分析冰川期避难所（Refugia）理论在不同气候带植物中的适用性，并探讨长距离扩散（Long-distance Dispersal）在塑造现代物种分布格局中的意外贡献。 3.3 化石记录的解读与形态的趋同/趋异古系统发育学（Paleophylogenetics）尝试将化石信息嵌入分子树中。本书将讨论如何利用形态特征的变化速率来佐证或修正基于分子数据推断的演化速率。重点分析植物形态的趋同演化（Convergence）——例如在不同谱系中独立演化出的相似传粉结构或叶形——如何造成系统发育分析中的误判，并强调形态学证据对验证演化模式的重要性。第四部分：系统学的前沿挑战与未来方向本部分展望了未来植物种级系统学将要突破的关键领域，重点在于数据整合、大数据处理和生态动态的实时监测。 4.1 大数据时代的数据整合与降维从传统的形态测量到高通量测序数据（特别是限制性片段长度多态性，ddRAD-seq和全基因组测序，WGS），植物系统学正面临数据爆炸。本部分将介绍贝叶斯多位点分析（Multi-locus Bayesian Analysis）和整合性数据模型，旨在有效地从海量数据中提取可靠的系统发育和种界信息，同时克服由于分析方法不当导致的数据偏差。 4.2 保护生物学与系统学：物种的保护价值系统学发现直接影响保护决策。我们将讨论如何应用进化显著性（Evolutionary Distinctiveness）和功能多样性（Functional Diversity）的概念来识别和优先保护那些在演化树上处于独特位置的物种或谱系。同时，探讨在快速环境变化下，如何使用基因组保护学（Conservation Genomics）方法来评估小种群的遗传健康状况，并预测其适应未来气候变化的能力。 4.3 动态的物种：表型可塑性与近期演化现代研究越来越关注物种形成的“尚未完成”状态，即“准种”（Near-species）或“正在演化中的物种”（Evolving Species）。本书将引入表型可塑性（Phenotypic Plasticity）的概念，探讨环境诱导的表型变化与遗传分化之间的复杂关系。我们期望读者能够认识到，物种并非静态实体，而是一个持续适应环境压力的动态演化过程。结论《植物种级系统学：演化模式与过程的新视角》致力于提供一个统一的框架，将形态学、生态学和分子遗传学的洞察力融合起来，以更精细、更动态的方式来理解植物的物种形成及其背后的驱动力。本书不仅是系统学研究者的重要参考，也为生态学家、保护生物学家和植物生理学家提供了理解植物多样性起源的坚实基础。