分界的演化
古希臘Aristotle首次把生物分為動物和植物兩大界。林奈也把生物分為兩界。兩界系統比較簡便,但不能反映生物界的複雜性和進化關係。德國生物學家海克爾(E.Haeckel)於1886年提出三界學說:植物界(Plantae)、動物界(Animalia)和原生生物界(Protista)。原生生物界包含單細胞的生物、一些簡單多細胞動物和植物。1969年魏特克(WhittakerR.H.)提出了五界分系統。他首先根據核膜結構有無,將生物分為原核生物和真核生物兩大類。原核生物為一界。真核生物根據細胞多少進一步劃分,由單細胞或多細胞組成的某些生物歸入原生生物界(KingdomProtista)。餘下的多細胞真核生物又根據它們的營養類型分為植物界(KingdomPlantae),光合自養;真菌界(KingdomFungi),腐生異養;動物界(KingdomAnimalia),異養。五界系統雖然能反映出生物間的親緣關係和進化歷程,但仍不夠完善。
三主幹學說
在分子分類學研究中,常用不同生物的同源蛋白質分子(如細胞色素c等)一級結構進行比較,然後根據這些分子中胺基酸差異狀況再建立起生物進化系譜。但是由於這些蛋白質分子往往只存在於較高等生物中,而且實驗操作也較麻煩,因此從20世紀70年代以來多用保守的核糖體小亞單位(smallsubunitrRNA)ssrRNA(原核為16S,真核為18S)的序列進行比較,並將所得到的數據再用計算機分析,由此再建立起分子系統樹。然而,許多生活在極端環境中(高溫、高鹽、高壓、極端酸或鹼)的古細菌(Archaebacteria),在生理、生化及分子機制方面與真細菌(如E.coli)之間卻存在著巨大的差異,為此許多學者對把生物分為原核和真核兩大類的合理性提出了疑問。從20世紀70年代中期開始沃爾斯(C.R.Woese)和福克斯(G.E.Fox)在分析了古細菌ssrRNA序列之後,並注意到古細菌的一些表型特徵:細胞壁不含胞壁酸(muramicacid);質膜中富含四醚酯;rRNA的TΨc環沒有胸苷;RNA聚合酶亞基特殊等之後,認為古細菌應當從原核生物中獨立出來。1980年他們提出了生物進化系的三主幹學說。在三主幹中,除了真核生物主群外,原本視為一個整體的原核生物被分為古細菌主群(Archaebacteria)和真細菌主群(Eubacetria)。1990年,Woese進一步提出將古細菌的後綴去掉,稱之為Archaea(古核),擬與真核、原核相對應。這個研究結果和根據表型比較而建立的系統大部分是相符的,現在已被多數人所接受。
二界系統
動物界和植物界
林奈(Carl von Linne,1735)以生物能否運動為標準,明確提出動物界(Animalia)和植物界(Plantae)的兩界系統,這一系統直至20世紀50年代仍為廣泛採用。在林奈時代,對生物主要以肉眼能觀察到的特徵來區別。
三界系統
原生生物界、動物界、植物界
由霍格(J. Hogg,1860)和赫克爾(E.H.Haeckel,1866)提出。顯微鏡使用後,發現許多單細胞生物兼有動物和植物的特性(如眼蟲),因此另立一界。這一觀點直到20世紀60年代才開始廣泛採用。
五界系統
原核生物界、真菌界、原生生物界、動物界、植物界
1969年惠特克(R.H.Whittaker)根據細胞結構的複雜程度及營養方式提出五界系統。隨著電鏡技術的發展,細胞學的研究表明細菌、藍藻與其它生物大為不同,它們的染色質分散在細胞中,沒有成形細胞核,在分裂方式和遺傳上也與其它生物不同,故另成一界即原核生物界,其它為真核生物界。真菌在結構上既象植物,又不同植物,在營養上既不能光和作用,又不象動物的異樣型,因而另成一界。這一系統被廣泛採用。
六界系統
原核生物界、真菌界、原生生物界、動物界、植物界、病毒界
由於非細胞形態的病毒是已知的最小、最簡單的生命形式,在特徵上不同於其它生物,被獨立出來自成一界。
從以上可以看出,由於生命世界的複雜性,目前人們對生物的分界還沒有統一的意見。但從30億年前古生物的化石記錄及地球上現存生物的情況;從形態比較、生理、生化的例證等,都揭示了生物從原核到真核、從簡單到複雜、從低等到高等的進化方向。而生物的分界顯示了生命歷史所經歷的發展過程。