intTypePromotion=1
ADSENSE

Thực vật có hoa - Nguyễn Nghĩa Thìn

Chia sẻ: 124357689 124357689 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:150

354
lượt xem
115
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nói đến phân loại thực vật chủ yếu nói đến thực vật có hoa bởi đây là nhóm sinh vật và nhóm thực vật nói chung thịnh hành trên trái đất, là nhóm sinh vật có ý nghĩa quyết định sự sống còn của các sinh vật khác trên hành tinh chúng ta trong đó có con người. Xuất phát từ nhóm thực vật có hoa, từ rất lâu con người đã quan tâm đến chúng, sử dụng chúng cho cuộc sống kể từ thời nguyên thủy sơ khai và từ đó buộc con người tìm cách nhận dạng chúng, đặt tên cho chúng...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thực vật có hoa - Nguyễn Nghĩa Thìn

  1. Thực vật có hoa Nguyễn Nghĩa Thìn NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2006, 151 Tr. Từ khoá: Loài, sự hình thành loài, chọn lục từ nhiên, lai tạo, thể đa bội, tự phát sinh, tiến hóa, hệ thống sinh giới, chiến lược tiến hóa, thích ứng, phân chia sinh giới, tiến hóa không đồng đều, thu mẫu, ép mẫu, cây khô, xử lý mẫu, phòng mẫu. Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phục vụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả. Mục lục Chương 1 Giới thiệu về Phân loại và hệ thống học thực vật ................................................. 8 1.1 Định nghĩa................................................................................................................... 8 1.2 Mục tiêu ...................................................................................................................... 8 1.3 Nhiệm vụ của nghiên cứu cây có hoa.......................................................................... 9 1.4 Giá trị của thực vật Có hoa........................................................................................ 10 1.4.1 Giá trị trực tiếp ............................................................................................ 10 1.4.2 Giá trị gián tiếp của đa dạng sinh vật .......................................................... 12 1.4.3 Giá trị lựa chọn cho tương lai...................................................................... 13 Chương 2 Lịch sử phát triển của Phân loại học thực vật có hoa ........................................ 15 2.1 Thời tiền sử ............................................................................................................... 15 2.2 Nền văn minh sơ khai của Tây Âu ............................................................................ 15 2.2.1 Theophrastus (370 - 285 trước Công nguyên)............................................. 15 2.2.2 Caius Plinius Secundus (Pliny the Elder) (23 - 79 sau công nguyên) ......... 15 2.2.3 Pedanios Dioscorides (Thế kỷ thứ nhất sau công nguyên).......................... 16 2.3 Thời Trung cổ............................................................................................................ 16 2.3.1 Thực vật học đạo Hồi .................................................................................. 16 2.3.2 Albertus Magnus, (Bác sĩ tổng hợp) (1193 - 1280)..................................... 16 2.3.3 Những nhà nghiên cứu thực vật Đức........................................................... 16
  2. 2.3.4 Thực vật ở các nước hay nền văn minh khác .............................................. 17 2.4 Sự chuyển tiếp của những năm 1600 ........................................................................ 17 2.4.1 Andrea Caesalpino (1519 - 1603)................................................................ 17 2.4.2 Caspar Bauhin (1560 - 1624) ...................................................................... 18 2.4.3 John Ray (1627 - 1705) ............................................................................... 18 2.4.4 Joseph Pitton de Tournefort (1656 - 1708).................................................. 18 2.5 Carl Linnaeus (1707 - 1778) và thời kỳ Linnaeus..................................................... 18 2.6 Các hệ thống tự nhiên................................................................................................ 20 2.6.1 Michel Adanson (1727 - 1806).................................................................... 20 2.6.2 J.B.P. de Lamarck (1744 - 1829)................................................................. 20 2.6.4 Gia đình De Candolle .................................................................................. 21 2.6.5 George Bentham (1800 - 1884) và Joseph Dalton Hooker (1817 - 1911)... 21 2.7 Ảnh hưởng của lý thuyết tiến hóa ĐacUyn đối với hệ thống học ............................. 22 2.8 Các hệ thống phát sinh chủng loại chuyển tiếp ......................................................... 22 2.8.1 August Wilhelm Eichler (1839 - 1887) ....................................................... 22 2.8.2 Adolf Engler (1844 - 1930) và Karl Prantl (1844 - 1839)........................... 23 2.9 Các hệ thống phát sinh chủng loại ............................................................................ 23 2.9.1 Charles E Bessey (1845 - 1915) (Hình 2.4)................................................. 24 2.9.2 John Hutchinson (1884 - 1972) ................................................................... 24 2.10 Các hệ thống phân loại hiện đại............................................................................. 24 Chương 3 Loài và sự hình thành loài .................................................................................... 25 3.1 Loài là gì* ................................................................................................................. 25 3.2 Sự hình thành loài liên quan với biến đổi và tiến hóa ............................................... 27 3.2.1 Nguồn biến đổi ............................................................................................ 27 3.2.2 Chọn lọc tự nhiên ........................................................................................ 30 3.2.3 Sự biến đổi trong quần thể và sự phân hóa nòi giống ................................. 30 3.3 Sự hình thành loài và sự tách biệt ............................................................................. 35 3.3.1 Sự tách biệt về sinh sản ............................................................................... 35 3.3.2 Sự tách biệt về sinh thái............................................................................... 36 3.4 Sự hình thành loài ..................................................................................................... 37 3.4.1 Lai tạo.......................................................................................................... 38 3.4.2 Thể đa bội.................................................................................................... 40 3.4.3 Tự phát sinh................................................................................................. 40 Chương 4 Tiến hóa và hệ thống sinh giới.............................................................................. 42 4.1 Quan niệm về quá trình tiến hóa ............................................................................... 42 4.2 CÁC DẠNG CHIẾN LƯỢC TIẾN HÓA THÍCH ỨNG .......................................... 43 4.2.1 Tiến hóa tiến bộ (Agrogensis) ..................................................................... 44 4.2.2 Tiến hóa chuyên hóa (Telogenesis) ............................................................. 45 4.2.3 Tiến hóa thoái hóa (Katagenesis) ................................................................ 45 4.3 HIỆN TƯỢNG TIẾN HÓA KHÔNG ĐỒNG ĐỀU (HETEROBATHMY)............. 46 4.4 SỰ PHÂN CHIA SINH GIỚI ................................................................................... 47 Chương 5 Những nguyên tắc trong phân loại....................................................................... 55 5.1 CÁC BẬC PHÂN LOẠI VÀ TÔN TI TRẬT TỰ CỦA CHÚNG............................ 55 5.2 CÁCH GỌI TÊN....................................................................................................... 55
  3. 5.2.1 Các nguyên tắc chung.................................................................................. 56 5.2.2 Nguyên tắc công bố tên gọi ......................................................................... 57 5.3 CÁC LOẠI MẪU CHUẨN (TYPUS) TÊN GỌI ..................................................... 58 5.3.1 Mẫu chuẩn tên gọi (typus)........................................................................... 58 5.3.2 Mẫu chuẩn tên gọi của loài và các taxôn trong loài .................................... 58 5.3.3 Các loại mẫu chuẩn ..................................................................................... 58 5.4 NGUYÊN TẮC ƯU TIÊN........................................................................................ 59 5.4.1 Áp dụng nguyên tắc ưu tiên khi taxôn bị chia nhỏ ...................................... 59 5.4.2 Áp dụng nguyên tắc ưu tiên khi taxôn chuyển vị trí.................................... 60 5.4.3 Áp dụng nguyên tắc ưu tiên khi liên kết các taxôn...................................... 60 5.4.4 Áp dụng nguyên tắc ưu tiên khi thay đổi bậc taxôn .................................... 61 5.5 BÃI BỎ TÊN GỌI .................................................................................................... 61 5.6 TÊN GỌI CỦA CÁC TAXÔN ................................................................................. 62 5.6.1 Tên gọi các taxôn trên bậc chi..................................................................... 62 5.6.2 Tên chi và các phân hạng của nó................................................................. 62 5.6.3 Tên loài........................................................................................................ 63 5.6.4 Tên gọi của taxôn dưới bậc loài .................................................................. 63 5.7 TRÍCH DẪN TÊN TÁC GIẢ VÀ CÁC TÀI LIỆU KÈM THEO TÊN GỌI ........... 64 5.7.1 Trích dẫn tên tác giả .................................................................................... 64 5.7.2 Một số chỉ dẫn cần thiết cho việc trích dẫn tên tác giả ................................ 64 5.8 LUẬT CHÍNH TẢ VỀ TÊN GỌI VÀ DẤU VĂN PHẠM VỀ TÊN CHI................ 65 5.8.1 Luật chính tả về tên gọi và các tính ngữ ...................................................... 65 5.8.2 Giống văn phạm của tên chi cần xác định bằng cách .................................. 65 5.8.3 Cách viết tên tác giả .................................................................................... 65 5.8.4 Cách ghi tài liệu tham khảo kèm theo tên gọi ............................................. 66 Chương 6 Nguồn các bằng chứng phân loại ......................................................................... 68 6.1 Hình thái học ............................................................................................................. 68 6.2 Giải phẫu so sánh ...................................................................................................... 69 6.3 Phôi học..................................................................................................................... 72 6.4 Tế bào học ................................................................................................................. 72 6.5 Hạt phấn (hình 6.3, 7.10 – 7.12)................................................................................ 73 6.6 Cổ thực vật (hình 6.5) ............................................................................................... 73 6.7 Hóa phân loại ............................................................................................................ 74 6.8 Miễn dịch .................................................................................................................. 75 6.9 Bằng chứng sinh thái................................................................................................. 76 6.10 Bằng chứng sinh lý - sinh hóa học......................................................................... 76 6.11 Địa lý sinh vật........................................................................................................ 76 Chương 7 Các phương pháp phân loại.................................................................................. 78 7.1 Phương pháp phân loại hình thái............................................................................... 78 7.2 Phương pháp phân loại giải phẫu .............................................................................. 78 7.2.1 Nghiên cứu cấu trúc biểu bì lá..................................................................... 78 7.2.2 Nghiên cứu cấu tạo giải phẫu gỗ ................................................................. 78 7.3 Phương pháp phân loại bào tử phấn hoa ................................................................... 83 7.4 Phương pháp nghiên cứu tế bào ................................................................................ 85
  4. 7.4.1 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu ....................................................... 85 7.4.2 Hình thái thể nhiễm sắc ............................................................................... 90 7.4.3 Kiểu nhân .................................................................................................... 92 7.5 Phương pháp phân loại izoenzym ............................................................................. 93 7.5.1 Định nghĩa izoenzym................................................................................... 93 7.5.2 Phương pháp phân tích izozym bằng kỹ thuật điện di................................. 94 7.6 Phương pháp phân loại bằng ADN ........................................................................... 97 7.6.1 Kỹ thuật phản ứng trùng hợp - PCR............................................................ 97 7.6.2 Phân loại dựa trên kỹ thuật cắt giới hạn - RFLP ......................................... 98 7.6.3 Phân loại dựa trên kỹ thuật nhân ngẫu nhiên ADN đa hình - RAPD .......... 98 7.6.4 Phân loại dựa trên kỹ thuật nhân đoạn AFLP.............................................. 99 7.6.5 Phân loại dựa trên kỹ thuật tiểu vệ tinh là các đoạn ADN ngắn có một số lượng các chuỗi nucleotid lặp lại - SSR ....................................................... 99 Chương 8 Nguồn gốc và phân loại Cây Có hoa (Anthophyta) hay cây Hạt kín (Angiospermae)...................................................................................................... 101 8.1 Hoá thạch, thời gian xuất hiện và đa dạng hóa của thực vật Có hoa....................... 102 8.2 Tổ tiên thực vật Có hoa ........................................................................................... 103 8.3 Các cây có hoa đầu tiên........................................................................................... 104 8.4 Mối quan hệ của cây có hoa với động vật (Hình 8.5) ............................................. 106 8.4.1 Sự thụ phấn................................................................................................ 106 8.4.2 Sự phát tán hạt ........................................................................................... 107 8.4.3 Đồng tiến hóa về sinh hóa ......................................................................... 107 8.5 Trung tâm nguồn gốc cây có hoa và con đường di cư của chúng .......................... 108 8.5.1 Trung tâm nguồn gốc ở vùng cực.............................................................. 108 8.5.2 Trung tâm nguồn gốc Đông Nam á ........................................................... 109 8.6 Trung tâm bảo tồn hay là trung tâm di cư ............................................................... 111 8.7 Tiến hóa sinh thái của Thực vật Có hoa.................................................................. 112 8.8 Hệ thống phân loại Cây Có hoa .............................................................................. 114 8.9 Các đặc trưng của các phân lớp............................................................................... 122 8.9.1 Lớp Hai lá mầm - Dicotyledoneae = lớp Mộc lan - Magnoliopsida.......... 122 8.9.2 Lớp Một lá mầm - Monocotyledoneae = Loa kèn - Liliopsida ................. 123 Chương 9 Xây dựng và quản lý phòng mẫu cây khô (Herbarium) .................................. 125 9.1 THU MẪU VÀ ÉP MẪU........................................................................................ 125 9.2 CÁCH XỬ LÝ ........................................................................................................ 126 9.3 XÁC ĐỊNH TÊN KHOA HỌC............................................................................... 128 9.4 QUẢN LÝ MẪU CÂY KHÔ.................................................................................. 129 9.5 CHỨC NĂNG PHÒNG MẪU CÂY KHÔ............................................................. 130 9.5.1. Nhãn .......................................................................................................... 132 9.5.2. Trình bày mẫu ........................................................................................... 133 9.5.3. Sắp xếp mẫu .............................................................................................. 134 9.5.4. Diệt côn trùng ............................................................................................ 134 9.5.5. Mẫu chuẩn ................................................................................................. 136 9.5.6. Trao đổi mẫu ............................................................................................. 136 Chương 10 Phương pháp xác định tên cây ......................................................................... 137
  5. 10.1 Các thuật ngữ hình thái học ................................................................................. 137 10.2 Phân loại các mẫu cây ......................................................................................... 137 10.3 Phân tích trước khi xác định ................................................................................ 146 10.4 Sử dụng khóa để phân loại................................................................................... 147 10.5 Mô tả .................................................................................................................... 148 10.6 Lập khóa xác định................................................................................................ 149
  6. 7 Lời nói đầu Thực vật Có hoa (Anthophyta) hay còn gọi là Thực vật hạt kín (Angiospermae) là một trong những nhóm sinh vật đa dạng nhất, phổ biến nhất, bao phủ khắp bề mặt Trái Đất, từ vùng xích đạo đến các cực, từ vùng mưa ẩm đến vùng khô hạn. Nó cũng là một trong những nhóm sinh vật có ích nhất và có ý nghĩa quyết định sự sống còn của Trái Đất. Vì vậy, việc tìm hiểu nó một cách chi tiết có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Việt Nam là dải đất cuối cùng của dãy Himalaya, nằm trên bờ biển phía Tây của Thái Bình Dương giữa hai đại lục cổ Gondvana và Laurasia cho nên hệ thực vật Việt Nam khá đa dạng, có nhiều nét đặc biệt. Do trải qua một thời gian dài nhân dân ta phải tiến hành cuộc chiến tranh thần thánh vĩ đại để giải phóng đất nước cho nên việc nghiên cứu hệ thực vật nói chung và thực vật Có hoa nói riêng chưa nhiều, chưa có tính hệ thống, nhiều loài và thậm chí nhiều chi và họ còn bỏ sót, chưa được mô tả. Những kết quả nghiên cứu trong những năm gần đây của nhiều nhà thực vật trong nước cũng như quốc tế đã chứng minh điều đó. Bước sang thiên niên kỷ mới, thiên niên kỷ đổi mới và phát triển của đất nước, việc nghiên cứu hệ thực vật nói chung và thực vật Có hoa nói riêng bước sang một giai đoạn mới. Vì vậy, để góp phần cho công tác nghiên cứu thực vật Có hoa trong giai đoạn mới, chúng tôi cho ra mắt cuốn “Thực vật Có hoa” nhằm các mục đích sau: • Giới thiệu những thông tin mới nhất về các hệ thống phân loại thực vật Có hoa. • Giới thiệu những phương pháp tiếp cận mới nhằm giúp cho các nhà thực vật hòa nhập với thế giới bên ngoài. • Cung cấp những thông tin mới về các họ thực vật Có hoa, đặc biệt là những dấu hiệu nhận biết làm cơ sở cho việc nhận dạng nhanh nhất, phục vụ cho nhu cầu ngày càng tăng của xã hội, nhất là trong công tác đánh giá, bảo tồn, sử dụng một cách hợp lý và phát triển bền vững nguồn tài nguyên đa dạng sinh học của hệ thực vật Việt Nam. Do thời gian hạn chế và thiếu nhiều tư liệu cập nhật nên cuốn sách không tránh khỏi những sai sót, rất mong có sự đóng góp của bạn đọc gần xa. Tác giả
  7. 8 Chương 1 Giới thiệu về Phân loại và hệ thống học thực vật Nói đến phân loại thực vật chủ yếu nói đến thực vật có hoa bởi đây là nhóm sinh vật và nhóm thực vật nói chung thịnh hành trên trái đất, là nhóm sinh vật có ý nghĩa quyết định sự sống còn của các sinh vật khác trên hành tinh chúng ta trong đó có con người. Xuất phát từ nhóm thực vật có hoa, từ rất lâu con người đã quan tâm đến chúng, sử dụng chúng cho cuộc sống kể từ thời nguyên thủy sơ khai và từ đó buộc con người tìm cách nhận dạng chúng, đặt tên cho chúng để trao đổi giữa tộc người này với tộc người khác. Khi khoa học tiến bộ các nhà nghiên cứu trên cơ sở những kinh nghiệm của các tộc người khác nhau đã tìm cách tiếp cận với thiên nhiên và dần dần khoa học phân loại thực vật ra đời mà trước hết là cây có hoa hay còn gọi là cây Hạt kín ... 1.1 Định nghĩa Phân loại thực vật là một lĩnh vực rộng lớn liên quan đến việc nghiên cứu đa dạng thực vật và việc xác định, đặt tên, phân loại và xem xét mức độ tiến hóa của thực vật. Phân loại thực vật là sắp xếp các cây thành nhóm có cùng tính chất chung, đặt tên cho chúng và sau đó sắp xếp các nhóm đó thành hệ thống theo một trật tự nhất định. Các loài tương tự của cây có hoa được để trong cùng một chi, các chi giống nhau để trong một họ. Các họ có các tính chất chung gộp thành một bộ, các bộ gộp thành lớp và các lớp thành các ngành. Phân loại thực vật là sắp xếp cây theo một trật tự các thứ bậc như là loài, chi, họ... trên cơ sở các đặc điểm chung, xây dựng mối quan hệ lẫn nhau. Đó được gọi là hệ thống học thực vật có hoa. Trước đây, phân loại học chỉ dừng lại ở chỗ nhận dạng và sau đó sắp xếp chúng thành những bậc taxôn khác nhau mà không hề đề cập đến vấn đề huyết thống. Trong quá trình phát triển phân loại học không chỉ dừng tại đó mà tiến sâu về xem xét huyết thống và khi đó phân loại học và hệ thống học có chung một ý nghĩa như nhau. Định loại là nhận biết một số tính chất của hoa, lá, quả, thân và gắn cho cây đó một cái tên. Nhận biết xuất hiện khi quan sát mẫu có một số tính chất giống những cây đã biết trước đây. Khi so sánh mẫu với các loài tương tự mà thấy rằng nó khác với mẫu của các loài đó thì khi đó có thể coi mẫu đem so là loài mới. Taxôn là một thuật ngữ để chỉ với bất kỳ nhóm phân loại của bất kỳ bậc nào như loài, chi, họ. Tên gọi là sự biểu hiện theo một trật tự các tên của taxôn tùy theo luật gọi tên thực vật quốc tế. Luật đó cung cấp quy trình để lựa chọn tên đúng và cho tên mới. Mô tả là thống kê các tính chất của cây. Mỗi tên cây phải kèm theo một bản mô tả. Thuật ngữ hệ thực vật dùng cho những cây mọc trong một vùng địa lý riêng biệt được liệt kê theo thứ tự hoặc những bảng mô tả những cây vùng đó. 1.2 Mục tiêu Phân loại thực vật có bốn mục tiêu: Thống kê thực vật của thế giới; Cung cấp phương pháp xác định và thông tin; Tạo ra hệ thống phân loại tổng hợp;
  8. 9 Chứng minh sự tiến hóa của đa dạng sinh vật. Mặc dù thống kê hệ thực vật thế giới đã hoàn thành ở các vùng ôn đới Bắc bán cầu, nhưng còn nhiều hệ thực vật còn chưa và chưa thể hoàn thành trong một thời gian ngắn, nhất là đối với vùng nhiệt đới. Bên cạnh tên gọi, phải kèm theo bản mô tả, khóa xác định, bảng tra, hình vẽ, các cẩm nang và các công bố khác nhằm giúp cho việc xác định mẫu vật. Công nghệ hiện đại là dùng máy tính để xác định. Trong tương lai các chương trình máy tính có thể được dùng để xác định cây. Hiện nay các chương trình này mới bắt đầu và trước hết truy nhập các tài liệu tham khảo nhờ máy tính sẽ tiết kiệm nhiều thời gian so với việc làm bằng tay. Kể từ khi học thuyết Đac Uyn ra đời, các nhà sinh học có thể chứng minh rằng các mắt xích tiến hóa xuất hiện trong các taxôn. Sự phát triển hay các mắt xích tiến hóa của một taxôn là sự phát sinh chủng loại chỉ ra rằng đa dạng loài và các mắt xích tồn tại không xảy ra tự phát mà có thể có một dạng tổ tiên. Phân loại hiện đại cố gắng sử dụng các thông tin về cây để xây dựng cây phát sinh chủng loại. Từ khi các thông tin về hóa thạch lẻ tẻ công bố, đặc biệt đối với cây có hoa, những thông tin đó phải được tập hợp để tạo ra các giả thuyết liên quan tới tiến hóa. 1.3 Nhiệm vụ của nghiên cứu cây có hoa Nhiệm vụ cơ bản của nghiên cứu thực vật có hoa trước hết phải phân loại, nghiên cứu các mối quan hệ tiến hóa giữa các taxôn và đó là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu giá trị của chúng phục vụ cho cuộc sống của con người. Hệ thống học cây có hoa không chỉ là một khoa học thuần tuý mô tả, lập các danh mục mà là một môn tổng hợp của nhiều sự kiện sinh học khác nhau, đôi khi tưởng chừng như không có ý nghĩa từ phân tử đến cá thể, quần thể và hệ sinh thái, để xác định hướng tiến hóa của chúng. Tuy nhiên, việc nghiên cứu hệ thống học còn lâu mới có thể kết thúc bởi sự phong phú và đa hình của chúng. Vì thế, hiện nay ở các nước nhiệt đới, hàng năm không chỉ có hàng trăm loài mới mà cả hàng chục chi mới, thậm chí cả họ mới, ví dụ như ở Việt Nam chỉ mấy năm gần đây đã phát hiện và mô tả một số chi mới và hàng trăm loài mới. Nhiệm vụ tiếp theo là xác định mối quan hệ huyết thống giữa các bậc taxôn. Người ta gọi nó vừa là nền tảng vì không có nó thì các lĩnh vực khoa học khác liên quan đến cây có hoa sẽ trở nên què quặt, phiến diện, đồng thời nó là khâu kết nối cuối cùng của các khoa học khác về thực vật có hoa. Nghiên cứu hệ thống học cây có hoa ngày càng có ý nghĩa lớn trong việc sử dụng tài nguyên muôn hình muôn vẻ của chúng (sẽ giới thiệu ở mục 1.4). Để tiến hành nghiên cứu hệ thống học cây có hoa, ngoài những phương pháp hình thái hay nói cách khác, phương pháp phenôtíp, hiện nay người ta quan tâm nhiều tới phương pháp tiếp cận mới - phương pháp genôtíp từ mức độ gián tiếp (kiểu nhân), mức độ cận trực tiếp (izoenzyme) đến trực tiếp như trình tự sắp xếp của ADN. Khoa học hệ thống càng pháp triển, các phương pháp được sử dụng ngày càng nhiều và càng đi vào bản chất của loài. Các phương pháp hiện đại sẽ hỗ trợ, làm chính xác thêm và điều chỉnh cho những phương pháp truyền thống nhưng nó không thể thay thế cho phương pháp truyền thống bởi yêu cầu thực tiễn quá đồ sộ đang ngày càng đòi hỏi nó. Nhiệm vụ thứ 3 của việc nghiên cứu cây có hoa hiện nay là xây dựng một lý thuyết khoa học và hệ thống nhận thông tin. Một sự phân loại hoàn hảo thể hiện ở hai chức năng: lý thuyết khoa học và hệ thống nhận thông tin. Chức năng lý thuyết khoa học giải thích, cung cấp những bằng chứng có ích cho trật tự nhất định của các bậc. Nếu chúng ta xác định 1 loài mới hay một taxôn bậc cao hơn loài thì chúng ta có thể khẳng định vị trí của nó trong hệ thống với các đặc điểm chính của nó. Chức năng hệ thống thông tin: vì mỗi tên gọi 1 bậc taxôn tương tự như những chiếc chìa khóa của các ngăn kéo khác nhau và ngược lại, việc xây dựng các khóa định loại cho ta xác định tên taxôn của đối tượng mà chúng ta muốn. Vì thế việc phân loại và xây dựng các khóa phân loại là một phần nhiệm vụ của hệ thống học. Nhờ đó mà nó làm giảm gánh nặng cho các nhà thực vật khác khi thu thập thông tin. Những thành tựu của các nhà sinh học khác liên quan đến thực vật sẽ không có ý nghĩa nếu như những kết quả phân loại không đáng tin cậy. Việc hiểu biết chính xác các dấu hiệu của các loài khác nhau và sự phân bố của chúng có ý nghĩa quyết định trong sinh học ứng dụng.
  9. 10 1.4 Giá trị của thực vật Có hoa Vấn đề giá trị của thực vật có hoa đối với con người là xem xét chúng trị giá bao nhiêu tiền, hoặc đáng giá bao nhiêu. Vì vậy khi đề cập đến giá trị của thực vật có hoa người ta đều tính mọi cái ra giá trị tiền. Tuy nhiên khác với các giá trị khác ngoài tiền ra, thực vật có hoa có những giá trị vô cùng to lớn mà không thể đánh giá bằng tiền được mà đúng hơn giá trị của chúng là vô giá. Bởi vì không có thực vật có hoa trên Trái Đất của chúng ta thì sẽ không bao giờ có sự sống. Khi đề cập tới vấn đề này, Mc.Neely (1988), Mc.Neely et al. (1990) chia thành hai loại giá trị: giá trị trực tiếp và giá trị gián tiếp. Trong giá trị trực tiếp thuộc hai phạm vi tiêu thụ mang tính thương mại trên phạm vi quốc tế và tiêu thụ trong phạm vi địa phương. Còn giá trị gián tiếp bao gồm những cái mà con người không thể bán. Những lợi ích đó bao gồm số lượng và chất lượng nước, bảo vệ đất, tái tạo, giáo dục, nghiên cứu khoa học, điều hòa khí hậu và cung cấp những phương tiện cho tương lai của xã hội loài người. 1.4.1 Giá trị trực tiếp 1.4.1.1 Là nguồn cung cấp lương thực và thực phẩm Một trong những giá trị của thực vật có hoa là cung cấp thức ăn cho thế giới. 3000 loài trong số 250.000 cây được coi là nguồn thức ăn, 75% chất dinh dưỡng cho con người do 7 loài của Lúa, Mỳ, Ngô, Khoai tây, Mạch, Khoai lang và Sắn, 3 loài đầu cung cấp hơn 50% chất dinh dưỡng cho con người. Một số khác cung cấp thức ăn cho gia súc. Trong đó có trên 200 loài được thuần hóa để làm thức ăn, 15 - 20 loài là cây trồng quan trọng Poaceae và Leguminosae là hai họ lớn nhất tiếp theo là Cruciferae, Rosaceae, Apiaceae, Solanaceae, Lamiaceae. Một số họ có ý nghĩa khác như Araceae, Chenopodiaceae, Cucurbitaceae và Compositae. ở mức độ địa phương tài nguyên thực vật đã cung cấp nguồn dinh dưỡng cần thiết. ở Pêru quả 139 loài đã được tiêu thụ, trong đó 120 loài là hoang dại, 19 có nguồn gốc từ hoang dại và từ trồng. Ngoài các loài khác có thể ăn được, hàng chục loài cây lương thực, thực phẩm mới phát hiện.
  10. 11 1.4.1.2 Nguồn cung cấp gỗ Gỗ là một trong những hàng hóa quan trọng trên thị trường thế giới chiếm tỷ lệ lớn trong các mặt hàng xuất khẩu. Năm 1959, tổng cộng giá trị toàn cầu của gỗ xuất khẩu là 6 tỷ USD phần lớn lấy từ vùng ôn đới. Những nước xuất khẩu gỗ lớn là Mỹ, Nga, Canada xuất gỗ tròn, gỗ xẻ; Mỹ, Nga, Anh và Phần lan xuất gỗ ép. Các nước nhiệt đới xuất khẩu gỗ nhiều là Malaixia, Papua-Niu Ghinê, Gabon xuất gỗ tròn, Malaixia và Inđônêxia xuất gỗ xẻ và gỗ ép. Các nước đang phát triển việc thu nhập từ gỗ chiếm tỷ lệ thấp. Nghiên cứu ở Amazôn cho thấy rằng loài cây gỗ rừng mưa trong khu nghiên cứu được dùng ngoài củi đun (Prance et al., 1987). 1.4.1.3 Nguồn cung cấp song mây Sau gỗ, song mây là nguồn tài nguyên quan trọng thứ 2 để xuất khẩu. Hầu hết là các loài mọc hoang ở Nam và Đông Nam á. Các nước có công nghiệp song mây lớn là Phillipin, Trung Quốc, ấn Độ, Srilanca và Thái Lan. Trung tâm đa dạng của song mây là bán đảo Malaixia với 104 loài trong đó 38% là đặc hữu. 1.4.1.4 Nguồn cung cấp chất đốt Chất đốt không phải là nhân tố quan trọng đối với phá rừng mà hầu hết chất đốt lấy từ savan, rú bụi, đất nông nghiệp (Eckholm và cs., 1984; Myer, 1980). Tuy nhiên về củi đốt đang tăng nhanh vì dân số đang tăng. Giá trị tiêu thụ chất đốt cũng có thể tính số củi đốt dùng để sưởi và đun nấu được lấy từ rừng, trảng cây bụi. 1.4.1.5 Nguồn cung cấp thuốc chữa bệnh Theo Farnswarth (1988) có tới 80% người dân trên thế giới sử dụng thuốc truyền thống. Khoảng 119 chất hóa học tinh khiết lấy từ 90 loài thực vật có hoa khác nhau được dùng làm thuốc trên toàn thế giới. Một số trong đó cung cấp cơ sở cho 24 - 25% tất cả vị thuốc sản xuất trong nhà máy ở Mỹ trong 20 năm qua. Trên 40% đơn thuốc ở Mỹ dựa vào nguồn thiên nhiên. ở phạm vi địa phương cây thuốc được sử dụng rất rộng rãi. Người ta đã thống kê trên 21.000 tên cây đã được thông báo là làm thuốc trên phạm vi toàn thế giới trong đó khoảng 5.000 loài thực vật có hoa đã được nghiên cứu toàn diện như là nguồn tiềm năng của thuốc mới. Trên 80% dân số các nước đang phát triển sống dựa chủ yếu vào các cây thuốc. Cây thuốc phiện thu hoạch từ hoang dại là chính. Ví dụ, ở Đức 2/3 loài được dùng làm thuốc lấy từ hoang dại. Một số cây thuốc lớn được trồng như Gentiana lutea, Valeriana mexicana, Echinala arnica, chỉ mới bắt đầu 20 năm nay. Một số cây có giá trị quan trọng nhất trong buôn bán là Papaver spp., Cinchona spp., Chamomilla recutita, Mentha piperata (Schumacher, 1991). Digitalis purpurea cho digitalin và D. laurata cho digitoxin là hai glucosit (chất kích thích) rất quan trọng nhờ nó mà hàng triệu người sống sót. Quinin, một alcaloit từ vỏ Cinchona lần đầu tiên vào năm 1820 được dùng thành công trong chữa sốt rét. Chất diosgenin lấy từ cây Dioscorea deltoidea mọc ở chân Himalaya, thuộc Bắc ấn. 1.4.1.6 Nguồn cung cấp cây cảnh Trong cây cảnh có nhiều dạng khác nhau trước hết là những cây lấy hoa. Nổi tiếng phải kể đến hoa Lili. Nó đã được trồng ở Trung Quốc với mục đích làm cảnh và làm thuốc đã 2000 năm nay. Trong thời kỳ Hy Lạp, hoa Hồng, hoa Lili, hoa Tím, Anemone đã được trồng ở châu Âu, ở Anh có 3000 loài được trồng phổ biến và nhiều thứ khác nhau. Tổng xuất khẩu thế giới về hoa Cúc, lá Cúc và cây dáng là 2.488 triệu USD trong năm 1985. Giá trị buôn bán thế giới về hoa và cây từ 1981-1985 trung bình nhập hoa cắt 1238,79 triệu USD và nhập cây sống 915,76 triệu USD, nhiều nhất là Đức, sau đó là Mỹ, Pháp, Anh, Thụy Sĩ và Thụy Điển. Xuất khẩu hoa cắt 1101,79 triệu USD nhiều nhất là Hà Lan, tiếp theo là Côlômbia, Ixraen và ý và xuất cây sống 8882,15 triệu USD nhiều nhất là Hà Lan, Đan Mạch và Đức. Bên cạnh những hoa truyền thống đó, các loại Phong lan là nguồn cây cảnh có giá trị lớn được mọi ngươì ưa thích vì thế nhiều loài đang bị khai thác kiệt quệ. Đến nay có trên 5.000 loài lan được CITES ghi nhận cấm buôn bán trên phạm vi toàn thế giới. Khoảng 90% Phong lan buôn bán
  11. 12 là nuôi nhân tạo. Nước buôn bán lớn nhất là Thái Lan (Dendrobium). Hai chi Paphiopedilum ở châu á và Phramipedium đang bị nguy cấp cần được bảo vệ. Nhu cầu cây cảnh vùng khô hạn nổi tiếng là các loại xương rồng làm cảnh, hàng năm có khoảng 14 triệu cây được đem bán trên phạm vi toàn thế giới. Nơi nuôi trồng nhiều nhất là ở Hà Lan đã sản xuất 18 triệu cây/năm, còn ở Mỹ buôn bán 10-15 triệu cây. Mêxicô là một trong những trung tâm chính của sự đa dạng của họ này xuất khẩu khoảng 50.000 chồi hàng năm. Các cây mọng nước khác gồm các loài Euphorbia, Pachypodium cũng được buôn bán trên thị trường quốc tế. Một trong những nước chính là Madagasca hàng năm xuất khẩu khoảng 135000 chồi tất cả là từ hoang dại. Cuối cùng những loài có căn hành cũng đã được sử dụng làm cảnh từ xa xưa như Narcissus có 40 loài ở Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha. Năm 1987, Anh xuất 87 triệu dò Narcissus khoảng 4 triệu bảng Anh. Một số trong đó N. asturiensis và N. cyclamineus được xuất sang Hà Lan để tái xuất cho toàn thế giới. Nguồn chính dạng hoang dại là Thổ Nhĩ Kỳ. 1.4.2 Giá trị gián tiếp của đa dạng sinh vật 1.4.2.1 Sản phẩm của hệ sinh thái - điểm khởi đầu của chuỗi thức ăn của hệ sinh thái Khả năng quang hợp của cây nói chung và cây có hoa nói riêng đã lấy năng lượng mặt trời để tạo các sản phẩm cho loài người. Đó cũng là điểm xuất phát của một chuỗi thức ăn không thể tính được và từ đó dẫn đến những sản phẩm của động vật, là nguồn thức ăn cho con người. Do đó việc phá thảm thực vật có hoa bằng các cách khác nhau như dẫm đạp quá mức, khai thác quá mức về gỗ, đốt rừng quá nhiều sẽ hủy diệt khả năng sử dụng ánh sáng mặt trời và cuối cùng làm mất đi sự sản xuất sinh khối của thực vật và mất đi cả xã hội động vật, kể cả con người (Likens et al., 1977). 1.4.2.2 Giá trị về môi trường a. Bảo vệ nguồn nước Cây có hoa tạo ra các hệ sinh thái chính trên Trái Đất, có vai trò quan trong trong việc bảo vệ nguồn nước cho các sinh vật trên Trái Đất tồn tại, hạn chế lũ lụt và hạn hán. Tán lá, thân cây, lá khô làm giảm tốc độ hạt nước rơi xuống đất, hạn chế sự tác động trực tiếp lên bề mặt đất tức là để ngăn cản dòng chảy. Rễ cây cùng với hệ động vật đất làm cho đất tơi xốp, tăng độ thông khí, tăng độ thấm của nước cũng góp phần làm giảm dòng chảy, phân bố lượng nước từ ngày này qua ngày khác. Theo Daniel và Kulasingham (1974), rừng trồng Cao su, Cọ dừa ở Malayxia chỉ giữ được một lượng nước nhỏ trong lúc đó rừng tự nhiên giữ nước suốt trong mùa khô lớn hơn hai lần so với rừng trồng. Những hiện tượng lụt đột ngột và khủng khiếp ở Bănglađet, Philippin, Thái Lan và gần đây ở Việt Nam là kết quả của việc chặt phá rừng. b. Bảo vệ đất đai Thảm cây có hoa nói riêng và thảm thực vật nói chung làm nhiệm vụ bảo vệ và giữ đất, đến lượt nó lại là cơ sở cho xã hội sinh vật phát triển. Rễ cây, thảm mục trên mặt đất cũng tham gia vào việc chống xói mòn đất. c. Điều hòa không khí Cây có vai trò quan trọng hạn chế tốc độ gió, làm giảm độ nóng của các tòa nhà trong mùa nóng và hạn chế sự mất nhiệt trong mùa lạnh. ở mức độ vùng, sự bốc hơi của cây vào không khí để tạo ra mưa. Mất rừng sẽ làm giảm lượng mưa hàng năm gây ra hiện tượng savan hay sa mạc hóa. ở mức độ toàn cầu, cây đảm bảo cho chu trình CO2. Mất rừng làm cho CO2 tăng lên cao và dẫn đến tăng nhiệt độ của khí quyển. Cây cũng là nguồn tái tạo O2 mà các loài động vật và người rất cần đến để tồn tại d. Làm sạch môi trường Giá trị làm sạch môi trường được thể hiện bằng các loài chỉ thị cho môi trường đã giúp cho việc bảo vệ môi trường trong sạch. Nhiều loài thực vật có khả năng hút các kim loại nặng làm sạch môi trường. Một số cây sống ở nước như Bèo tây, Bèo cái... cũng có khả năng hấp thụ kim loại độc, các hóa chất độc.
  12. 13 1.4.2.3 Mối quan hệ giữa các loài Nhiều loài cây rất cần cho con người. Nếu các loài đó bị mất sẽ ảnh hưởng tới con người. Một ví dụ các cây trồng, cần côn trùng, chim để thụ phấn, và đến lượt mình côn trùng lại cần cây để lấy thức ăn từ mật hoa hay hoa quả và thậm chí cả những ký sinh trùng và sâu bệnh hại cây. Nhiều loài cây phụ thuộc vào các loài động vật ăn quả như chim, dơi để phát tán hạt giúp chúng và ngược lại các loài động vật lại cần hoa quả và hạt từ các loài cây. Một ví dụ điển hình các loài cây cung cấp cho đất chất dinh dưỡng nhờ các vi khuẩn, nấm phá hủy các xác thực vật để lấy năng lượng và thải các muối khoáng vào làm cho đất tốt lên, là nguồn thức ăn cho cây. Các sợi nấm làm tăng khả năng hấp thụ của rễ cây đối với nước và muối khóang còn một số vi khuẩn hút nitơ không khí giúp cho cây hấp thụ, cuối cùng đến lượt cây lại giành một phần thức ăn cho vi khuẩn đó tồn tại. Cây có hoa là những nhà máy hóa chất đặc biệt và một vài hóa chất của chúng được cách mạng hóa một số quá trình. Ví dụ như Steroit từ củ ở Mexico đã tạo viên thuốc để tạo ra các nhân tố kiểm tra sinh đẻ hàng loạt 1.4.2.4 Giá trị tiêu khiển, giải trí Sự đa dạng của các loài thực vật nhất là thực vật có hoa đã tạo ra những cảnh quan khác nhau như vừa có rừng rậm, rừng thưa, rừng rụng lá, rừng khô, các loại trảng khác nhau rất đa dạng và do đó đã tạo nên những cảnh quan hấp dẫn, những hình thù kỳ dị và đẹp mắt hàng năm đã thu hút hàng triệu người đi tham quan du lịch sinh thái. Khi điều kiện sống càng cao thì nhu cầu tham quan du lịch sinh thái càng đòi hỏi, vì vậy các cảnh quan thiên nhiên là hết sức quan trọng. Ví dụ 80% người Canađa, một năm sử dụng 800 triệu đô la để tham gia các đoàn tham quan (Fillon và cs., 1985); ở Mỹ 100 triệu người già và với con số trẻ con tương tự đã đi tham quan mỗi năm tiêu 4 tỷ đô la (Shaw and Mangun, 1984). Như vậy, việc du lịch sinh thái đã tăng lên một cách chưa từng thấy. Đó là giá trị của đa dạng cây có hoa và những cảnh quan do chúng tạo ra. 1.4.2.5 Giá trị khoa học và đào tạo Nền công nghiệp ngày càng phát triển, diện tích rừng ngày càng bị phá hủy nhất là các rừng nguyên sinh mà nhiều nơi, nhiều nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu và nghiên cứu cũng không còn. Những khu bảo tồn mà hiện nay các quốc gia đang bảo vệ là một tài sản không những quý về nguồn tài nguyên phục vụ trước mắt, về nguồn gen để tạo giống cho các thế hệ mai sau, là nơi để bảo vệ môi trường cực kỳ có hiệu quả và đa năng mà chúng còn là địa bàn để phục vụ cho nghiên cứu khoa học để tìm hiểu thiên nhiên, tìm những bí ẩn trong đó đến nay con người vẫn chưa biết được. Các nhà văn, nhà thơ, nhà nhiếp ảnh, nhà quay phim đã nhờ vào rừng núi và tính đa dạng các sinh vật của chúng để sáng tạo nên những tác phẩm nghệ thuật bất hủ phục vụ cho nhu cầu cuộc sống của con người ngày càng nâng cao. Nhiều bộ phim, nhiều cuốn sách, nhiều chương trình tivi đã dựa trên các mặt khác nhau của đa dang sinh vật đã ra đời. 1.4.3 Giá trị lựa chọn cho tương lai Hiện nay người ta đang chuẩn bị tìm những loài để phục vụ cho chữa bệnh hiểm nghèo như ung thư, HIV. Hiện nay, các loài thực vật nhất là cây có hoa có chứa nhiều thành phần hóa học mà cho đến nay chưa được phát hiện. Việc nghiên cứu và ứng dụng các thành phần hóa học rất có triển vọng trong tương lai. Thuốc chống sốt rét được điều chế từ một số cây trong các họ Simaroubaceae, Celastraceae, Saxifragaceae, Meliaceae. Nhiều loài có những sản phẩm y học độc đáo, có hoạt tính sinh học cao được phát hiện ngày càng nhiều. Qua phân tích các cây ở Vườn quốc gia Cúc Phương, 27 loại metanol được chiết từ 22 loài cây; 24 loài có hoạt tính chống sốt rét, 4 trong số đó được chứng minh chống cả Plasmodium falciparum D6 (Chloroquine - sensitive) và W2 (Chloromine resistant) với giá trị IC70 dưới 10 ig/ml trong mọi trường hợp. Ngoài ra, chúng còn loại bỏ một số các tế bào độc. Khi thí nghiệm chống 14 dòng tế bào u ở người, các chất chiết bằng metanol từ lá và vỏ Ficus fistulosa thể hiện hoạt tính chống sốt rét có giá trị. 13 chất chiết lấy từ 12 loài đã được thử khả năng chống HIV. Chất chiết từ Ficus glandulifera,
  13. 14 Bischofia javanica, Shorea chinensis, Dracontomelum duperreanum có hoạt tính sinh học mạnh. Qua phân tích các chất chiết của thực vật từ nguyên liệu Việt Nam và 350 chất chiết từ các nơi khác trên thế giới đã cho thấy các chất có hoạt tính sinh học cao (17%). Rõ ràng, trong cây có hoa còn chứa nhiều điều bí ẩn mà chưa được khám phá. Có thể nói đây là nguồn tài nguyên tiềm ẩn, cho đến nay, ít được biết đến. Do đó, chúng ta phải có trách nhiệm bảo vệ cho các thế hệ mai sau.
  14. 15 Chương 2 Lịch sử phát triển của Phân loại học thực vật có hoa 2.1 Thời tiền sử Con người đã biết phát hiện các loài cây để ăn, để chữa bệnh và từ đó họ đã biết sử dụng đem trồng một số loài quan trọng. Tùy theo yêu cầu, họ đã chọn các loài có mùi vị thơm ngon để làm rau hoặc loài có sản lượng cao đối với cây lương thực. Những nghiên cứu hiện nay đã chỉ ra rằng người nguyên thủy ở các vùng xa xôi hẻo lánh đã nhận biết và đã đặt những tên chính xác đối với phần lớn các loài cây nơi họ sống. Một số trong họ luôn luôn dùng cây để ruốc cá, hay làm tên độc, một số khác dùng làm thuốc để chữa bệnh như chữa vết thương, cảm, hay để gây ngủ... Việc phân loại của người tiền sử ít nhất dựa trên mục đích có lợi hay có hại của cây. 2.2 Nền văn minh sơ khai của Tây Âu Nền văn minh sơ khai của Tây Âu phát triển trong các vùng như Babylon và ả Rập, ở đây việc trồng trọt đã bắt đầu. Từ nền công nghiệp đã giúp cho nền văn minh đó cẩm nang thực vật có một tầm quan trọng lớn. Tuy nhiên đến khi chữ viết phát triển và các nguyên liệu giấy được làm từ Cói sông Nil (Cyperus papyrus) thì những kinh nghiệm và kiến thức về cây cỏ có thể nhận biết một cách dễ dàng. 2.2.1 Theophrastus (370 - 285 trước Công nguyên) Nhà triết học Theophrastus là học trò của Aristotele thường được gọi là “Người cha của thực vật học". Sau khi Aristotele chết (năm 323 trước Công nguyên), Theophrastus thừa hưởng thư viện và vườn của Aristotele. Theophrastus nổi tiếng với hàng trăm bản thảo nhưng chỉ có hai bài phát biểu về thực vật sống mãi “Enquiry into Plants” và “The Causes of Plants”. Theophrastus đã phân loại các cây thành cây thảo, cây nửa bụi và cây gỗ, ông đã mô tả khoảng 500 loài cây khác nhau, ông chỉ ra nhiều sai khác trong cây như kiểu tràng, vị trí bầu và cụm hoa. Tác giả đã phân biệt cây có hoa và cây không có hoa. Ông cũng nhận thấy đặc điểm cấu trúc như vỏ ngoài của quả, sự tách biệt các mô. Những thông tin về thực vật trong các bài viết của Theophrastus tạo nên tiếng vang lớn và mang tính triết lý. Những đóng góp đầu tiên của công trình đã không thay đổi cho tới thời kỳ sau thời Trung cổ. Nhiều tên cây hiện nay bắt nguồn từ thời Theophrastus. 2.2.2 Caius Plinius Secundus (Pliny the Elder) (23 - 79 sau công nguyên) Plinius, một nhà tự nhiên học và nhà văn La Mã, một nhân vật quan trọng trong chính phủ và quân đội. Ông đã cố gắng hoàn thành 37 tập Bách khoa toàn thư với đầu đề “Historia Naturalis” (Lịch sử tự nhiên), quan trọng là các tập đó nói về cây thuốc. Mặc dù còn chứa nhiều nhược điểm nhưng đã ảnh hưởng lớn đến thực vật học ở châu Âu cho tới sau thời Trung cổ.
  15. 16 2.2.3 Pedanios Dioscorides (Thế kỷ thứ nhất sau công nguyên) Nhà phẫu thuật quân đội La Mã Dioscorides là nhà thực vật quan trọng nhất sau Theophrastus. Cùng với quân đội, đi khắp nơi ông ta đã có những hiểu biết về cây cỏ dùng làm thuốc. Nổi bật nhất trong việc cải tiến việc phục vụ y tế trong chế độ La Mã, Dioscorides đã chuẩn bị một cuốn sách nổi tiếng “Materia medica”, đã mô tả 600 loài cây thuốc. Về sau đã bổ sung những hình vẽ lý tưởng cho cuốn sách. Cuốn sách này đã được nghiên cứu 1500 năm nay, không có một vị thuốc nào được công nhận là chính thức trừ những vị được cuốn sách đặt tên. Một bản sao nổi tiếng và đẹp nhất được chuẩn bị khoảng 500 năm sau công nguyên đối với Hoàng đế Flavius Olybrius Anicius làm quà cho con gái, Công chúa Juliana. Bản nguyên gốc hiện nay còn lưu ở Viên (Dioscorides, 1959). Nhiều tên được Dioscoride dùng nay vẫn còn giá trị. "Materia medica" chứa các loài cây ít hơn các công trình của Theophrastus nhưng tính hữu ích của nó về cây thuốc được coi như là một công trình vô giá cho tới cuối thời Trung cổ. 2.3 Thời Trung cổ Suốt thời trung cổ ở châu Âu, những nghiên cứu khoa học về thực vật hầu như giậm chân tại chỗ, các cuộc chiến tranh và sự suy tàn của đế chế La Mã gây ra sự phá hoại rất lớn trong văn học. Nhiều bản thảo bị mất, những kiến thức về thực vật chỉ giới hạn ở những công trình được biết trước đây của Theophrastus, Plinius và Dioscorides. 2.3.1 Thực vật học đạo Hồi Từ khoảng năm 610 đến 1100 sau Công nguyên, một vài công trình thực vật cổ điển được bảo vệ bởi đạo Hồi bởi vì các học giả đạo Hồi rất ngưỡng mộ các học giả Aristotele và các học giả Hy Lạp khác. Từ lòng yêu thích khoa học của họ đối với thiên nhiên thì dược học và y học của người đạo Hồi phát triển rất cao. Những nhà thực vật đạo Hồi đã thành lập các danh mục cây thuốc nhưng những sơ đồ phân loại nguyên gốc đó đã không được phát triển. 2.3.2 Albertus Magnus, (Bác sĩ tổng hợp) (1193 - 1280) Albertus Magnus đã viết về lịch sử tự nhiên và về cây thuốc suốt thời Trung cổ. Công trình thực vật của ông “De Vegetabilis ” không chỉ giải quyết với các cây thuốc như các công trình trước đây ở Hy Lạp và La Mã mà còn kèm theo bản mô tả các cây, đó là những bản mô tả tuyệt vời, dựa trên những quan sát đầu tiên về cây. Tác giả đã cố gắng phân loại các cây trên cơ sở cấu trúc thân, sự khác nhau giữa một và hai lá mầm và tin tưởng lần đầu tiên sẽ được thừa nhận. Khi thời kỳ phục hưng bắt đầu đã làm sống lại khí thế khoa học và những thích thú về thực vật tăng lên. Sự in ấn về phát minh đã cho phép nhiều cuốn sách thực vật học được xuất bản. Đó là một điều kiện lớn hơn so với các bản thảo chép tay trước đây. Các cuốn sách xuất bản với những bản mô tả và hình vẽ làm bằng gỗ hay kim loại mục đích dùng để xác định các cây thuốc. Những cuốn sách đó hay các cây cỏ được dùng để thu thập và thu hái cây thuốc. Những người làm việc được được gọi là các bác sĩ hay thầy thuốc. Các thầy thuốc viết vì mục đích cho người sử dụng. 2.3.3 Những nhà nghiên cứu thực vật Đức
  16. 17 Vào thế kỷ 16, Đức là trung tâm của các hoạt động về thực vật. Những đóng góp nổi tiếng trong thời kỳ đó dưới dạng cây thuốc như Brunfels (1464 - 1534), Jorme Bock (1489 - 1554), Valerius Cordus (1515 - 1544) và Leonhard Fuchs (1501 - 1566). Brunfels Bock và Fuchs được coi là những người cha của thực vật học Đức. Cuốn sách của Brunfels chứa các ảnh rất tốt. Ông là một nhà văn sớm nhất thời phục hưng ở Đức viết về thực vật, cuốn sách của Bock là những bản mô tả tuyệt diệu và mở đầu cho môn phân loại học một cách có hệ thống. Còn cuốn Lịch sử thực vật của Cordus năm 1540 tới 1561 mới xuất bản (17 năm sau khi ông ta chết) đã mô tả hoa và quả của 446 loài. Ông ta mô tả dưới dạng một hệ thống phân loại dựa trên những nghiên cứu cây sống. Cuốn sách lịch sử Stiprium của Fuchs giới thiệu mô tả với các hình vẽ kèm theo có giá trị phổ biến tốt nhất và có giá trị trong thời kỳ đó. Nhiều kiến thức thực vật đã được tổng kết trong cuốn các thầy thuốc Đức nhưng thiếu các hệ thống phân loại kèm theo. 2.3.4 Thực vật ở các nước hay nền văn minh khác Những hoạt động về thực vật ở Anh thế kỷ 16 có William Turner (1510 - 1568) và John Gerard (1542 - 1612); ở Đức có Charles de L’Ecluse (1526 - 1609), Renubert Dodoens (1517 - 1585) và Mathias de L’Obel (1538 - 1616), ở ý có Pierandrea Matthiolus (1500 - 1577) đã công bố nhiều lần công trình chú giải và hình vẽ của Dioscorides. Những hoạt động về thực vật đã thịnh hành khắp châu Âu. Aztecs của Mexico đã phát triển các vườn thực vật, các cây trồng làm thức ăn và làm cảnh và nhiều cây thuốc đã được sử dụng. Bản thảo của Aztecs đã xuất bản vào năm 1552. Nền văn minh Trung Hoa cổ có nhiều thành tựu trong suốt thời Trung cổ hơn là nền văn minh Tây Âu. Người Trung Quốc đã in trên giấy trước năm 1000 sau Công nguyên. Họ rất yêu thích thực vật và nhập nhiều loài để trồng. Các công trình thực vật đã công bố chính thức 3600 năm trước Công nguyên, tuy nhiên bản thảo cổ nhất còn tồn tại khoảng 200 năm trước Công nguyên. Năm 2000 trước Công nguyên, nền nông nghiệp ở ấn Độ đã phát triển và nhiều cây lương thực đã được trồng. Một công trình thực vật rất thú vị của ấn Độ được viết vào thế kỷ thứ nhất đã cho thấy các phương pháp trồng trọt rất nổi tiếng. 2.4 Sự chuyển tiếp của những năm 1600 Nhiều cuộc thám hiểm ở Tân thế giới vào những năm 1600 đã phát hiện nhiều cây mới. ở châu Âu nhiều nhà thực vật đã nghiên cứu những thực vật và đã bổ sung nhiều cây mới. Vì số loài mới được phát hiện rất nhiều, các nhà thực vật cần phải có hệ thống chính xác hơn để đặt tên và sắp xếp chúng theo một trật tự nhất định. Vì vậy một loạt các công trình hệ thống phân loại ra đời. 2.4.1 Andrea Caesalpino (1519 - 1603) Caesalpino là nhà thực vật người ý đã kế tục lý luận và tính logic của Aristotele. Tác giả đã công bố cuốn “De plantis libri” năm 1583 và cho rằng việc phân loại phải dùng triết học hơn là tính thực dụng thuần túy bằng cách dựa vào các đặc điểm của cây. Quan điểm đó đã có ảnh hưởng lớn đến các nhà thực vật về sau như Tournefort, Ray và Linnaeus.
  17. 18 2.4.2 Caspar Bauhin (1560 - 1624) Năm 1623, Bauhin, một nhà thực vật Thụy Sĩ, công bố “Pinax theatribotaniei” đã thống kê 6.000 loài cây. Pinax đã cung cấp nhiều tên đồng loại. Đó là tài liệu rất có giá trị và bổ ích. Chính ông ta đã dùng tên gọi hai từ. Các chi chưa có mô tả nhưng đã xác định đặc điểm của các loài trong chi. 2.4.3 John Ray (1627 - 1705) Nhà sinh vật người Anh, Ray đã công bố nhiều công trình. Tuy nhiên hai công trình nổi tiếng nhất về thực vật học là “Methodus Plantarum Novo” (Ray, 1682) và Historia Plantarum (Ray, 1686 - 1704) với 3 tập. Công trình đầu tái bản cuối 1703 đã nghiên cứu 18.000 loài, nhiều loài trong số đó nằm ngoài châu Âu. Ray đã phát triển hệ thống phân loại dựa trên mối quan hệ theo từng nhóm cây giống nhau. Sự phân loại của ông ta là đóng góp lớn nhất về mặt lý thuyết của thế kỷ 17. Hệ thống Ray đã ảnh hưởng lớn đến Jussieu và De Candolle về sau. Hình 2.1 Linnaeus (1707-1778, theo Hệ thống Ray và Bauhin có thể coi là sự bắt đầu của Swingle, 1946) các hệ thống phân loại tự nhiên tức là căn cứ vào số giống nhau đã tập hợp theo từng nhóm của những cây này với những cây khác mà ngày nay sự giống nhau đó là có họ hàng với nhau. Tuy nhiên chỉ đến thời Đac Uyn những ý tưởng về mắt xích liên kết mới xây dựng được một cách chắc chắn. 2.4.4 Joseph Pitton de Tournefort (1656 - 1708) Tournefort, nhà thực vật người Pháp đã nổi tiếng với công trình “Institutiones rei herbariae” xuất bản năm 1700, công trình đó rất phổ cập vì nó dễ xác định gồm 9.000 loài thuộc 700 chi. So với hệ thống của Ray, hệ thống này mang tính nhân đạo nhiều hơn. Mục đích cuốn sách là định loại. Tác giả nhấn mạnh chủ yếu bậc chi. Mặc dù quan điểm của ông cổ điển hơn Aristotele nhưng đôi khi được coi như là “Ông tổ của quan điểm chi”. Ông ta đã có quan điểm chi rõ ràng và có bản mô tả các chi đó. Nhờ đó sự phân loại chi đã được hình thành khá hoàn thiện. Có bằng chứng khi ông ta bắt đầu phát triển hệ thống nhóm ở bậc cao hơn chi. 2.5 Carl Linnaeus (1707 - 1778) và thời kỳ Linnaeus Linnaeus là nhà thực vật Thụy Điển từ thế kỷ 18, sinh ở Roshult (Hình 2.1) đôi khi được coi là “người cha của phân loại học”. Cho đến nay hệ thống tên gọi về tên gọi hai từ của ông vẫn là bất hủ. Linnaeus vào trường Tổng hợp Lund năm 1727 và học về y học. Không thích ở Lund ông chuyển sang trường Tổng hợp Uppsala năm 1729, Dean, Olaf Celsius đã giới thiệu ông với giáo sư thực vật học Rudbeck. Trong chuyến thám hiểm ở Lapland 1732 ông đã tiếp thu những hiểu biết lớn về lịch sử tự nhiên. Năm 1735, ông đến Hà Lan và nhanh chóng hoàn thành bằng Bác sĩ ở trường Tổng hợp Harderwijk. Khi ở Hà Lan ông trở thành bác sĩ riêng cho chủ đất giàu có George Clifford, là người rất thích thực vật và cây trồng, ông ta đã trở thành người bảo trợ cho Linnaeus. Ba năm ở Hà Lan và đi khắp châu Âu là những thời gian
  18. 19 quan trọng và sáng tạo của cuộc đời Linnaeus. Trước khi trở về Thụy Điển vào năm 1738 ông đã xuất bản nhiều sách lịch sử tự nhiên. Ông đã gặp nhiều nhà khoa học nổi tiếng lúc đó như Frederick Gronovius và Hermann Boerhaave ở Hà Lan, giáo sư J. J.Dillen và ngài Hans Sloane ở Anh và các anh em họ Jussieu ở Pháp. Sau khi tiến hành thực tập về y học, ông trở lại Thụy Điển vào năm 1738 và trở thành giáo sư về y học và thực vật học tại trường Đại học Tổng hợp Uppsala vào năm 1741 và làm việc ở đấy cho đến khi mất vào năm 1778. Ba công trình nổi tiếng nhất của ông là “Systema Naturae” (1735) đã giới thiệu hệ thống phân loại tổng quát, “Genera Plantarum” (1737) cung cấp những bản mô tả của nhiều chi và “Species Plantarum” (1753), hai tập tra cứu để xác định cây và chúng được tái bản nhiều lần và lưu trữ ở nhiều thư viện lớn. Linnaeus đã mở ra một kỷ nguyên mới về thực vật học. Hiện nay chúng ta coi công trình của tác giả như là tột đỉnh của sự sáng tạo trong việc xây dựng hệ thống định loại và phân loại thực vật. Mặc dù hệ thống chỉ dùng định loại, mối quan hệ tự nhiên chưa đề cập nhưng những cây khác nhau đã được nhóm lại thành nhóm với nhau. Linnaeus đã chia thực vật thành 24 lớp dựa trên số lượng, sự dính và chiều dài nhị. Thực vật một nhị đặt trong lớp Monandria, hai nhị - Diandria và tiếp theo Triandria, Tetrandria, Pentandria v.v. Các lớp được chia thành bộ trên cơ sở số vòi trong mỗi hoa. Hiện nay chúng ta coi đóng góp lớn nhất của Linnaeus là hệ thống tên gọi hai từ. Trong “Species Plantarum” chỉ tên chi, một đoạn mô tả có ý định để xác định loài giống như khóa lưỡng phân và một tính ngữ loài được in ở mép. Ví dụ xem ở dưới: Xem mục Glauca Serratula Tên chi: Serratula, tên thứ ba là glauca Đoạn mô tả: Foliis ovato-oblongis. Serratula glauca là tên hai từ Những thông tin khác nhau: Công bố và hình vẽ trước đây mẫu thu ở Virginia do J. Clayton thu đã công bố bởi Gron. (Gronovius) trong Virg. (Flora Virginica) trang 116 Cùng cây có tên sớm hơn là: Centaurium nudedium marianum công bố bởi Plkenet bởi Plukenet, trong Alm. Bot. Mantissa trang 40. Và tên khác là S. marilandica công bố bởi Dillenius, trong Elthamensis trang 354, bảng 262, hình 341.
  19. 20 Linnaeus không phải là người đầu tiên cho tên hai từ mà trước đó Bauhin và những người khác đã gọi nhưng chưa ổn định. Tên gọi của Linnaeus sống mãi đến nay. Hạn chế của ông là chỉ mới sử dụng một đặc điểm mà chính tác giả cũng hy vọng phải sử dụng nhiều đặc điểm. Đây là một hệ thống hoàn toàn nhân tạo, đã ngăn cản sự tiến bộ trong phân loại thực vật. Khi phân tích công trình của Linnaeus phải xem xét điều kiện ở thế kỷ 18 những tình trạng nhầm lẫn về tên gọi thường xảy ra, vào lúc ấy Linnaeus đã sử dụng và tổng hợp các ý tưởng từ các công trình của Bauhin, Caesalpino, Ray, Tournefort và những nhà thực vật khác. Linnaeus và đồ đệ của ông đã tổ hợp tốt nhất mở ra một kỷ nguyên mới - thời đại của hệ thống nhân tạo. Các bộ sưu tập của ông đã do người vợ bán cho J.E. Smith nhà thực vật Anh, một trong những người sáng lập hội Linnê ở Luân Đôn. Bách thảo Linnê hiện nay đặt ở Luân Đôn. Các mẫu đã được chụp ảnh và lưu giữ trong nhiều thư viện. 2.6 Các hệ thống tự nhiên Vào cuối những năm của thế kỷ 18 nhiều nhà thực vật đã nhận thức rằng có mối quan hệ tự nhiên trong thực vật. Các hệ thống phân loại nhân tạo của Linnê bị phản đối mạnh mẽ đặc biệt ở Pháp bởi vì các loài khác nhau lại nhóm lại với nhau ví dụ cây họ Xương rồng với các loài mọng nước chẳng hạn. Do đó sự phát triển hệ thống phân loại phản ánh mối quan hệ tự nhiên nhằm mục đích phân loại đã trở thành mục đích lớn của các hoạt động thực vật học lúc bấy giờ. Hệ thống phân loại tự nhiên khởi thủy đã được xây dựng và hoàn chỉnh phản ảnh kế hoạch của thượng đế và không có các mắt xích liên kết. 2.6.1 Michel Adanson (1727 - 1806) Nhà tự nhiên học Adanson đã đến vùng nhiệt đới châu Phi, hệ thực vật và động vật nhiệt đới làm cho ông nhận ra rằng hệ thống phân loại dựa vào một đặc điểm là khiếm khuyết. Hệ thống phân loại của ông là dựa trên nhiều đặc điểm được coi ngang bằng nhau. Ông không đồng ý quan điểm xem đặc điểm này quan trọng hơn đặc điểm kia và ông đã mô tả những nhóm tương tự như bộ và họ chúng ta hiện nay gọi mà những bậc đó đã được Ray đề nghị trước đây như Bộ thứ tư trong Familles des Plantes (1763). Tuy nhiên khoa học phân loại học đã thấy rằng một số đặc điểm này có giá trị hơn đặc điểm khác mà các nhà phân loại hiện đại đã cố gắng dùng càng nhiều đặc điểm càng tốt. Những phương pháp của Adanson đã tìm thấy sự ủng hộ trong những năm gần đây của những nhà phân loại số lượng khi họ sử dụng máy tính để phân loại dựa trên tất cả các đặc điểm có thể đo đếm được. 2.6.2 J.B.P. de Lamarck (1744 - 1829) Nhà sinh học Pháp Lamarck đã hiểu rất rõ về những cố gắng không thành công của mình khi giải thích ý tưởng về tiến hóa nhưng ông lại là nhà phân loại học thực vật nổi tiếng ở Pháp. Trong thực vật chí Pháp xuất bản năm 1778 ông đã xác định cây nào trước, cây nào sau trong các loạt tự nhiên và ông đã tìm luật trong việc nhập các loài, các bộ và các họ lại với nhau.
  20. 21 2.6.3 Anh em họ De Jussieu Có bốn nhà thực vật trong họ Jussieu. Ba anh em Antoine (1688 - 1758) giám đốc Vườn thực vật Paris; Joseph (1704 - 1779) nhà thám hiểm và thu mẫu ở Nam Mỹ và Bernard (1699 - 1777) người sáng lập Vườn thực vật hoàng gia ở Vecxây và cháu trai của họ Antoine - Laurent (1748 - 1836) người sáng lập Bảo tàng Lịch sử tự nhiên Paris năm 1793. Trước cách mạng Pháp một ít, một quyết định sắp xếp các cây trong vườn thực vật Vecxây theo hệ thống Linnê. Vườn thực vật đã không sắp xếp theo hệ thống này vì Bernard de Jussieu thấy rằng các cây trồng “tương tự” nhau (có nghĩa là có quan hệ họ hàng) nên được gộp lại với nhau. Điều này không phải luôn luôn là đúng theo hệ thống giới tính của Linnê mà theo hệ thống đó những cây không giống nhau đã họp lại thành nhóm vì chúng có cùng số nhị. Tuy nhiên nên nhớ rằng ý tưởng tiến hóa và các mắt xích cho đến thời Đac Uyn mới được xây dựng. Năm 1763 Antoine Laurent de Jussieu cùng với chú đã bắt đầu một công việc xếp các cây theo nhóm một cách tự nhiên trong vườn. Năm 1789 suốt thời cách mạng Pháp, ông đã công bố Genera Plantarum secundum ordines Naturaees disposita. Công trình đó đã đưa ra một hệ thống tự nhiên được chấp nhận rộng rãi; 100 nhóm hiện nay đã được coi là họ mà ông gọi là bộ. Đây là nghiên cứu nổi tiếng mà nay vẫn được chấp nhận. Hệ thống Jussieu hơn hẳn hệ thống Linnê và là cơ sở cho sự phát triển xa hơn của hệ thống phân loại tự nhiên. 2.6.4 Gia đình De Candolle Danh tiếng của gia đình De Candolle được bắt đầu bởi Augustin Pyramus de Candolle (1778 - 1841) (Hình 2.2). Mặc dù sinh ở Geneve, De Candolle đã được đào tạo tại Paris và chịu ảnh hưởng lớn của các nhà thực vật Pháp lúc bấy giờ, năm 1813 công bố “Théorie élémentaire de la botanique” trong đó nêu các nguyên tắc phân loại thực vật. Sơ đồ phân loại của ông khác với hệ thống Jussieu nhưng là một hệ thống phân loại tự nhiên. Cố gắng lớn của A. P. de Candolle (từ 1816 đến khi chết 1841) là bộ “Prodromus systematis Naturaeis regni vegetabilis”. Bộ sách đã phân loại và mô tả tất cả các loài cây có mạch đã biết. Dù chưa xong, đó là một công trình nghiên cứu trên phạm vi thế giới của một vài nhóm. Bảy tập đầu do tác giả viết và mười tập tiếp do các chuyên gia viết và tới 1873, Alphonse con trai của De Candolle hiệu chính để xuất Hình 2.2 A.P. de Candolle (1778-1841) (theo bản. S.B. Jones, Jr.; A.E. Luchsinger, 1979) 2.6.5 George Bentham (1800 - 1884) và Joseph Dalton Hooker (1817 - 1911) Sự chú ý của các nhà thực vật trong suốt nửa đầu thế kỷ 19 là nhằm phát triển và sửa đổi các hệ thống phân loại tự nhiên, đỉnh cao của thời đại này là công bố “Genera Plantatum” của Bentham và Hooker (1862 - 1883). Bentham đã tự đào tạo trở thành nhà thực vật người Anh và Hooker là giám đốc vườn thực vật Hoàng gia ở Kew gần Luân Đôn, cuốn “Genera Plantatum” là một công trình có ba tập bằng tiếng La tinh, cho các tên và mô tả tất cả các chi cây có hạt. Hệ thống phân loại mà nó đã sắp xếp rõ ràng xuất phát từ hệ thống của Jussieu và
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2