惠特克的五界分类

罗伯特·H·惠特克（Robert H. Whittaker）是一位美国生态学家和进化生物学家，他在 1969 年提出了开创性的五界分类系统，用于对生物进行分类。在前人两界和三界分类的基础上，惠特克的分类方法为地球上各种生命形式的分类提供了一种更全面、更具包容性的方法。这种创新的分类方案确定了五个独特的界，每个界都代表了生命之树上的一个重要分支。五界分类的目标是更准确地在遗传、形态和生态方面反映物种的多样性。

原核生物界 (Monera)

原核生物界的特征

细胞结构

原核生物的一个特征是缺乏真正的细胞核。相反，一个称为类核区（nucleoid）的区域含有遗传物质，通常以单个环状 DNA 分子的形式存在。

原核生物界与其他界不同的一个特征是其缺乏膜结合细胞器。重要的生物过程在细胞质中进行，无需进行区室化。

细胞壁成分

许多原核生物界的成员的细胞膜被坚硬的细胞壁包围。细菌和古菌的细胞壁成分不同。肽聚糖是一种复杂的聚合物，由糖链和氨基酸组成，常存在于细菌的细胞壁中。另一方面，古菌的细胞壁可能具有不同的结构，并且不含肽聚糖。

新陈代谢

原核生物的新陈代谢方式多种多样。有些物种可以通过光合作用或化能合成等机制自行生产食物；它们被称为自养生物。有些是异养生物，意味着它们从外部来源获取有机分子。例如，致病性细菌会从宿主那里获取营养，而腐生细菌则有助于分解。

繁殖

在原核生物界，无性繁殖方式如二分裂是普遍的。当发生二分裂时，一个细胞分裂成两个相同的子细胞。此外，一些细菌可以通过水平方式交换遗传物质，即在多个细菌细胞之间交换。

环境和适应性

原核生物存在于各种环境中，并且适应性很强。它们存在于共生、极端、水生和陆地栖息地。特别是古菌，以其承受极端环境因素的能力而闻名，例如高盐度、高温以及酸性或碱性条件。

多样性 (Variety)

原核生物界极其多样化，已知存在数百万种不同的物种，可能还有更多尚未发现的物种。这个界包含引起人类、动物和植物疾病的有害病原体，以及参与固氮、分解和营养循环的有益细菌。

古菌和细菌

细菌

特征：细菌是一大类微生物，几乎存在于地球上的所有环境中。细菌展现出各种形态，例如球状的球菌、杆状的杆菌和螺旋状的螺旋菌。

细菌在分解有机物、形成共生关系和营养循环方面发挥着重要的生态功能。在人类微生物群中，一些微生物支持免疫和消化过程。

古生菌

特征：古菌是原核生物，属于一个独特的类群，经常生活在极端环境中。

极端微生物：许多古菌是极端微生物，这意味着它们可以在高盐度（嗜盐菌）、高温（嗜热菌）以及酸性或碱性环境等极端条件下生存。

生物技术应用：一些古菌可能在生物技术中有应用，例如在合成工业上有用酶方面。

原生生物界 (Protista)

原生生物界是一类复杂而多样的真核微生物，具有广泛的生物学特征和生态职责。在他的五界分类系统中，生物学家罗伯特·惠特克创造了原生生物类别，它是一个包罗万象的类别，用于容纳那些不能明确归入植物、动物或真菌界的真核生物。这个界展现出显著的形态和功能多样性，并且包含了各种各样的单细胞、群体甚至偶尔的多细胞生物。

原生生物的重要特征

真核细胞

原生生物是具有真正细胞核和膜结合细胞器的真核细胞。它们与原核生物界的细菌不同，原因就在于此。

形态多样

原生生物的形状和大小各不相同，从简单的单细胞生物（如藻类和原生动物）到复杂的结构（如黏菌）。原生生物界是一个生物学上的“大杂烩”，因为其多样性。

营养模式

原生生物使用多种进食策略。一些是自养生物，意味着它们通过光合作用和叶绿体的存在来制造自己的食物。另一些被称为异养生物，它们从外部来源获取有机分子。

环境功能

原生生物在许多不同的生态系统中发挥着重要作用。藻类和其他光合原生生物是水生环境中至关重要的初级生产者，它们维持着食物网和氧气的产生。

繁殖

原生动物通过多种方式繁殖，包括多分裂、二分裂和有性生殖。某些原生生物展现出复杂的生命周期，具有多个阶段以及独特的形态和功能。

原生生物的类别包括

藻类

藻类是光合作用的原生生物，可以是一个细胞、多个细胞或两者兼有。它们在食物链中的基础作用以及产生地球上大量氧气的贡献，使它们成为水生环境中有价值的贡献者。

原生动物

原生动物是异养原生生物，主要以细菌或其他微小颗粒为食。它们以多种方式移动，包括使用鞭毛、纤毛或伪足。虽然一些原生动物是独立的，但另一些则是寄生的。

黏菌

黏菌在其生命周期的不同阶段——与其他原生生物不同——展现出类似真菌和动物的特征。它们有助于分解过程，并经常出现在潮湿的地区。

真菌

真菌界（Fungi）是一个多样化的真核生物类群，是许多不同生态系统的重要组成部分。这些生物的特点是它们吸收营养的进食方式，以及构成其细胞壁的几丁质。从微小的霉菌到巨大的蘑菇，真菌界包含了各种各样的生物，对工业、农业、医学和生态过程产生重大影响。

真菌界的重要特征

真核细胞

真菌拥有具有真正细胞核和膜结合细胞器的真核细胞。这使它们区别于原核微生物。

基于几丁质的细胞壁

几丁质是一种复杂的聚合物，是真菌细胞壁的主要成分。几丁质为真菌细胞提供结构支持和保护。

吸收式饮食

作为异养生物，真菌通过吸收营养来维持其生长。为了分解有机物然后吸收产生的营养，它们将酶分泌到周围环境中。

菌丝结构

真菌以称为菌丝（hyphae）的多细胞丝状结构生长。真菌的主要结构是其菌丝体（mycelium），一个由这些菌丝组成的网络。真菌生长的基质通常隐藏着菌丝体。

繁殖

真菌通过有性生殖和无性生殖两种方式繁殖。无性生殖可以在菌丝断裂或产生孢子时发生，而有性生殖则需要形成特殊的结构，例如孢子。

真菌界的主要类别

接合菌门 (Zygomycota)

接合菌在有性生殖过程中形成称为合子孢（zygospores）的抗性结构，这是其特征。它们包括常见的霉菌，如根霉（Rhizopus），通常在分解的有机废物上发现。

子囊菌门 (Ascomycota)

子囊菌，也称为囊菌，在有性生殖过程中形成称为子囊（asci）的囊状结构。酵母、松露和羊肚菌属于这一类。许多植物病害也属于这一类，包括引起荷兰榆树病的真菌。

担子菌门 (Basidiomycota)

担子菌在有性生殖时产生担子（basidia）。火绒菌、蘑菇和伞菌都属于这一类。这一类还包括一些重要的植物病害，如锈病和黑穗病。

半知菌门 (Deuteromycota)

这一类包括尚未发现有性生殖的真菌。它们通过分生孢子（conidia）无性繁殖，包含各种霉菌和病害。例如，考虑曲霉属（Aspergillus）。

植物界 (Plantae)

植物界是生物学中的五大界之一，包含了种类繁多、进行光合作用的多细胞生物，它们对我们所知的生命形式的延续至关重要。植物通过光合作用制造食物的能力，即将阳光转化为化学能，是其关键特征。这个界拥有巨大的生命形式多样性，从微小的苔藓到巨大的树木，以及一系列使植物能够在各种环境中茁壮成长的适应性。

植物界的重要特征包括

真核细胞

植物由具有膜结合细胞器和清晰界定的细胞核的真核细胞组成。它们与原核生物因此不同。

纤维素细胞壁

植物细胞由其坚硬的纤维素细胞壁保护和结构支撑。植物与其他界最主要的区别在于其细胞壁。

光合作用

叶绿体中含有的叶绿素色素有助于光合作用。通过将二氧化碳和水转化为葡萄糖的过程，捕获阳光能量，并释放氧气作为副产品。

组织和多细胞性

植物是多细胞生物，它们组织成根、茎、叶和繁殖器官等结构，因为它们会产生组织。在这些组织内，特化的细胞执行特定的功能。

世代交替

植物通常在其生命周期中经历两个阶段：世代（gametophyte）——一种多细胞单倍体阶段，以及孢子代（sporophyte）——一种多细胞二倍体阶段。这是植物生命周期中的一个基本繁殖策略。

繁殖

植物通过有性生殖和无性生殖两种方式繁殖。有性生殖的产物是配子，在有性生殖过程中产生并与卵子结合形成合子。无性繁殖技术例如无性繁殖、匍匐茎和块茎。

植物界的主要类别

苔藓植物 (Bryophytes)

苔藓植物，如苔藓、地钱和角苔，是无维管的植物。它们通常生活在潮湿的环境中，并且没有真正的根、茎和叶。

蕨类植物 (Pteridophytes)

蕨类植物是孢子繁殖的维管植物。蕨类植物的例子有蕨类、木贼和石松；这些植物通常拥有发达的叶子和茎。

裸子植物

裸子植物是产生种子的植物，它们的种子是裸露的，没有果皮包裹。这一类包括苏铁、银杏和针叶树。一些最高的和寿命最长的生物是适应气候的裸子植物。

被子植物

被子植物，或称开花植物，是植物界中最多样化的类群。它们产生种子，种子在受保护的子房中发育成果实。被子植物是陆地生态系统的优势生物，并且对农业至关重要，因为它们提供食物、纤维和药用物质。

动物界 (Animalia)

动物界以其种类繁多、多细胞、真核生物而闻名，是生物分类体系中最复杂和最多样的类群之一。动物在大小、形状、行为和生态角色方面差异很大；它们可以像甲壳类动物一样小，也可以像巨大的哺乳动物一样大。动物界由许多不同的物种组成，它们进化出了独特的适应性，以在世界各地的各种栖息地中生存和繁衍。

动物界的主要特征

真核细胞

动物由具有真正细胞核和膜结合细胞器的真核细胞组成。这使它们区别于原核微生物。

食性异养生物

动物是异养生物，通过捕食其他生物来获取能量。它们无法像其他界那样利用化能合成或光合作用来制造自己的食物。

组织和多细胞性

动物是多细胞生物，内部具有明确的组织。这种复杂性通过允许不同细胞类型之间分工来促进生物体的整体功能。

二倍体占优势的生命周期

动物在其生命周期中经历占优势的二倍体阶段，其中大部分细胞具有两套染色体。相比之下，单倍体阶段在许多植物生命周期中更为普遍。

繁殖的特殊特征

动物是进行有性生殖的生物，它们以多种方式繁殖。虽然一些动物会进行复杂的求偶仪式，但另一些动物可能无性繁殖或表现出复杂的育幼行为。

动物界的主要类别

海绵动物 (Porifera)

海绵是简单的水生生物，其特点是身体有渗透性。它们通过将水泵入体内来过滤食物，因为它们没有真正的组织和器官。

刺胞动物（Cnidaria）：海葵、水母和珊瑚

刺细胞：刺胞动物的特征是具有称为刺细胞（cnidocytes）的特化细胞，其中包含刺丝囊（nematocysts），这是一种刺痛结构。珊瑚、水母、海葵和水螅都属于这一类。

扁形动物（Platyhelminthes）

扁平的身体是扁形动物的定义特征。虽然有些是寄生的，如绦虫，但有些是自由生活的。它们没有真正的体腔，并且具有基本的神经系统。

线虫动物（Nematoda）：圆虫

圆柱形身体的无分节蠕虫称为圆虫。它们可以自由生活或作为寄生虫，并且普遍存在于各种环境中。它们看起来很简单，但对营养循环至关重要。

软体动物（Mollusca）：(蛤蜊、蜗牛和鱿鱼)

软体动物是一个多样化的类群，包括身体柔软、通常由硬壳保护的生物。章鱼、鱿鱼、蛤蜊和蜗牛是一些例子。软体动物在环境中扮演着各种角色，从滤食者到捕食者。

环节动物（Annelida）

环节动物的一个显著特征是其分节的身体。环节动物包括如水蛭和蚯蚓。与更简单的无脊椎动物不同，它们拥有封闭的循环系统和更发达的神经系统。

节肢动物（Arthropoda）：昆虫、甲壳类和蛛形纲

节肢动物是动物界中最大的门，包括昆虫、甲壳类、蛛形纲和多足类等各种各样的成员。它们的特点是分节的身体、分节的附肢和外骨骼。

棘皮动物（Echinodermata）：海胆，海星

棘皮动物除了拥有坚硬或多刺的外骨骼外，还表现出辐射对称性。海参、海胆和海星是一些例子。海洋生态系统在很大程度上依赖棘皮动物。

脊索动物（Chordata）（无脊椎动物和脊椎动物）

脊索动物门，包括人类，其特点是存在咽缝、肛后尾、脊索和背神经索。这个门包括脊椎动物（有脊柱的动物）和非脊椎动物（如海鞘和文昌鱼）。