系统发育学

这个页面是对近年来分子证据揭示的新系统发育结果的汇总，可以避免你被出题人用“以下哪些是单系群”凌辱。

植物的系统发育

苔藓植物的系统发育

• 苔藓植物是单系群
  • 苔纲和藓纲是姐妹群，合称“蒴柄植物”
  • “蒴柄植物”和角苔纲是姐妹群
  • 苔纲，藓纲，角苔纲都是单系群

裸子植物的系统发育

有些出题人会用裸子植物不是单系群凌辱你，请各位小伙伴见仁见智，这个说法可能主要是基于化石种的问题出发的，因此会认为在被归为“裸子植物”的化石种中存在被子植物祖先，比如开通目等等，了解就好，古生物学就是天坑。

• 裸子植物是单系群，原松柏纲不是单系群，柏科和杉科也不是单系群。
• 基于现有的研究，现生裸子植物的分子系统学分类大面上定了，主要分为三个纲（基于单系群理念划分），分别为：
  • 苏铁纲（Cycadopsida）；
  • 银杏纲（Ginkgoopsida）；
  • 松柏纲（Piniopsida）。
• 其中，苏铁纲与银杏纲聚为一支，属于较为古老的裸子植物。
  • 苏铁纲的下属：苏铁目（Cycadales），下属科：苏铁科（Cycadaceae）与泽米铁科（Zamiaceae）。泽米铁科下还分两亚科，不过鉴于非研究无意义原则不多赘述。
  • 银杏纲一枝独秀，目、科、属、种都一样（植物界著名独户）。
• 松柏纲的系统发育关系变化较大，首先注意到红豆杉纲和买麻藤纲均取消，归入松柏纲。在现有的松柏纲内，存在三个亚纲（分别代表三个独立单系群）：
  • 柏亚纲（Cupressidae）；
  • 松亚纲（Pinidae）；
  • 买麻藤亚纲（Gnetidae）。
• 其中，松亚纲与买麻藤亚纲聚为一支。说实在的是很令人意外的结果。
• 买麻藤亚纲下仍是原来的三目三科，也仍旧是百岁兰科与买麻藤科聚为一支，这一点与过去的分类系统完全一致。
• 松亚纲下仅松目、松科，下分冷杉亚科（Abietoideae）与松亚科（Pinoideae），具体的属不再赘述。
• 柏亚纲是一坨错综复杂的分类群，主要分两个目：
  • 南洋杉目（Araucariales）；
  • 柏目（Cupressales）。
• 当然有的说法不叫柏亚纲而叫柏杉纲，松和买麻藤又另论，这只是把纲的等级降到了更低一级单系群上去，画出来的树是一样的。
• 南洋杉目下分两科，南洋杉科与罗汉松科（Podacarpaceae），罗汉松进一步分为叶枝杉亚科和罗汉松亚科，下属不赘述。注意到原本被认为是单系的红豆杉纲被拆到了两个目中，变化相当大。
• 柏目四科，其中金松科（Sciadopityaceae）属于最基部类群（金松终于单独成科了），剩余三科中三尖杉科与红豆杉科聚为一支。

• 

  柏科中，原有的杉科作为一个并系群位于柏科的基部，不过水杉没有变成柏亚科还是值得庆幸的。

参考文献：Recent advances on phylogenomics of gymnosperms and a new classification，是杨永教授的一篇文章。

被子植物的系统发育

• 单子叶植物是单系群，原双子叶植物不是单系群。
• 在APG IV系统中，依次是以下谱系：
  • 无油樟目
    • 睡莲目
      • 木兰藤目
        • 木兰类
        • 金粟兰目
        • 单子叶植物+真双子叶植物+金鱼藻目

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  应当注意，AGP IV也非十全十美的系统。例如，在一些更新的研究中，认为木兰类、金粟兰类与真双子叶植物的关系，比单子叶植物与真双子叶植物的关系更近。

蔷薇科

• 原蔷薇亚科、李亚科、绣线菊亚科不是单系群，原苹果亚科是单系群。
• 剔除了几个成员(如棣棠)的原蔷薇亚科构成新的蔷薇亚科
• 几个成员构成了仙女木亚科
• 原绣线菊亚科、李亚科、苹果亚科构成了桃亚科
• 桃亚科、仙女木亚科、新的蔷薇亚科之间的关系尚未确定

豆科

• 原含羞草亚科和蝶形亚科是单系群，云实亚科不是
• 现在分为六个亚科：
  • 紫荆亚科：独立自原云实亚科
  • 甘豆亚科：独立自原云实亚科
  • 山姜豆亚科：独立自原云实亚科
  • 酸揽豆亚科：独立自原云实亚科
  • 云实亚科：残留的云实亚科+含羞草亚科
  • 蝶形花亚科：不变。

菊科

• 原舌状花亚科不是单系群，原管状花亚科是。

动物的系统发育

节肢动物内部的系统发育

首先认为原来的甲壳类是个并系群，昆虫实际是一类甲壳动物，与桨足纲的关系比较近。包含了六足类的甲壳类被称为泛甲壳类。

节肢动物门系统发育示意

其次，几乎所有的结果都支持同一个无根树，争议主要是根在哪里。

多数结果支持的根是红色的①（也是最不雷人的一个），这个根将节肢动物门分为了Mandibulata(有大颚的动物)和螯肢动物。

另一个结果是蓝色的②，认为海蜘蛛是其余所有节肢动物(Cormogonida)的姐妹群。

另一个结果是黄色的③，将节肢动物门分为Paradoxopoda(多足类+有螯类)和泛甲壳类。

螯肢动物

几乎可以肯定，真有螯类是单系群。然而却很少能得出肢口纲+蛛形纲二分的结果，即肢口纲往往嵌套在蛛形纲内部。

多足动物

曾认为多足类是并系群，而昆虫纲从中演化而来。然而昆虫纲被神经解剖学和分子证据强烈的证明其来自于甲壳类，现在多足类的单系性已经得到认可。

昆虫的系统发育

弹尾纲、原尾纲、双尾纲、昆虫纲

原尾纲+（（弹尾纲+ 双尾纲）+ 昆虫纲）

这三个纲曾作为内颚纲下的目，现已独立成纲。系统发育如图，其中浅黄色底部分为新确定的系统发育关系：（其中原尾纲Protura、弹尾纲Collembola、双尾纲Diplura、昆虫纲Insecta）

论文链接：S. Du, E. Tihelka, D. Yu, W. Chen, Y. Bu, C. Cai, M.S. Engel, Y. Luan, F. Zhang, Revisiting the four Hexapoda classes: Protura as the sister group to all other hexapods, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 121 (39) e2408775121, https://doi.org/10.1073/pnas.2408775121 (2024).

关于“跳蚤其实是一种蝎蛉”

关于跳蚤是一种蝎蛉这件事

蚤目被发现是蝎蛉目的一部分，从蚤目降级为蚤次目。原蚤目、蝎蛉目、双翅目关系密切，称为“吸吻类”。

关于“白蚁其实是一种蟑螂”

等翅目被发现是蜚蠊目的一部分，从等翅目降级为白蚁领科。

论文链接：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2464702/

鸟类最新的系统发育

这来自于2024年张国捷团队的最新成果。

• 古颚类（平胸总目）是现存鸟类最基部类群。
  • 古颚类内部关系一直在变，这篇论文基本又把原来的关系完全推倒；不去管他。
• 鸡雁小纲（鸡形目+雁形目）是次基部类群。
• 剩下的所有现生鸟类的最近共同祖先生活在白垩纪大灭绝之后。或者说，白垩纪大灭绝后的辐射演化形成了鸡雁小纲之外的所有突胸总目。这些鸟类称为“新鸟小纲”。
• 其中最基部类群是奇迹鸟类（火烈鸟+鸊鷉）
• 次基部类群是（鸽鸠+沙鸡）+（鸨+鹃）
• 再基部类群是元素鸟类（麝雉、鹤+鸻）、（夜鹰+雨燕）+（潜鸟、鹈鹕、鹱、企鹅）
  • 元素鸟类的概念是这个研究首次提出的，叫这个名字是因为这个类群里又有会水的，又有会爬树的（麝雉），又有特别擅长飞行的（夜鹰雨燕），简直凑齐了四大元素。
• 最后是陆鸟类，内部分南鸟类（雀，鹦，隼）和非洲禽类（鹰+鸮，犀鸟+佛法僧+鴷）

和之前的结果，差异大致有：

• 古颚类日常一锅粥
• 原处新鸟小纲最基部的夜鹰目被提升，奇迹鸟类被下放
• 新建立了元素鸟类，名字来源于内部成员的“八仙过海性”
• 麝雉的位置大变
• 老鹰和猫头鹰成了姐妹群
• 喜欢看普通动物学的小朋友你们好呀，企鹅一直都不被认为是一个总目。他只是一个有点特化的水鸟罢了。

真菌的系统发育

传统上真菌通常分为：壶菌chytridiomycetes,接合菌zygomycetes,子囊菌ascomycetes,担子菌basidiomycetes。

• 原壶菌不是单系群，是最基部的三条谱系：Cryptomycota/Microsporidia, Chytridiomycota, Blastocladiomycota。
  • 这暗示“具有鞭毛”不是壶菌的共衍征，而是真菌共同祖先的祖征。在Microsporidia和原壶菌门之外的所有类群中，鞭毛发生了两次丢失。
• 原接合菌门不是单系群，而是构成了接下来的两条谱系：Zoopagomycota和Mucoromycota。
• 子囊菌和担子菌是单系群，两者是姐妹群

顺带一提，具有游动孢子的水霉、霜霉、马铃薯晚疫病（爱尔兰大饥荒）属于卵菌门（吴国芳的鞭毛菌门），并不是真菌，而是一种不等鞭毛类，和海带之类是亲戚。