本文的初衷源自一个冷门提问:
红豆、黄豆、绿豆、青豆、黑豆、豌豆、蚕豆、菜豆、豇豆……等豆类植物的亲缘关系是什么样的? - 知乎
大约由于提问者未邀请大V,而问题又太冷僻,故经年而无人答;或者很多人认为该问题low到了百度知道的水平,没人要做开往知乎的老司机。
然而,当初自己挖过了坑,更坑的是居然还被人追问,一晃周年已过,必须来填一填。
诉苦(tu cao)完毕,以下是学术(zhuang bi)内容。
铺垫很长,核心在后。
一、豆类植物
通常,“豆类植物”指豆科植物(Fabaceae Lindl.),约有19325种。而“豆类”则用来指这些植物,亦指这些植物的种子。
豆科植物大部分用作蔬菜,如豌豆、菜豆、刀豆等;也有用作油料作物及作为粮食的辅助主食,如黄豆制作豆面,小豆制作红豆沙等。
豆科植物由于一般具有共生的根瘤菌,可以帮助吸收空气中的氮,所以蛋白质含量较高,营养丰富。
在汉语中,有的豆科植物不叫“豆”,如花生;有的非豆科植物也称作“豆”,如咖啡豆、可可豆、土豆……
—— 等一下,关于“土豆”的举例台湾人民有话说!
—— 纳尼?
在某些非通常的情况下,比如,APG分类法中,豆类植物(Fabids)是一个植物单系群分类,比通常意义上的豆类植物涵盖更广,种数超过20000。
由此可见,用于指代某一类植物的一个名称,其含义可以是多样化的。
更不幸的是,即便是用于指代某一种植物的名称,其含义同样可以是多样化的。比如“黑豆”,仅维基百科词条里就有如下几个不同的所指——黑大豆,黑色的小扁豆,黑色的菜豆,黑小豆,黑龟豆。
别着急,现在还远不是灰心的时候,还有一种情况的存在,又为这个精彩纷呈的世界增添了可爱的一笔——同物异名。比如“豌豆”和“青豆”。
因此,要回答引子中的问题,了解下面的一些植物学基础知识是非常迫切而必要的。
二、植物学&植物分类
2.1 植物学
植物学是一门研究植物形态解剖、生长发育、生理生态、系统进化、分类以及与人类的关系等的综合性科学,是生物学的分支学科。
2.2 植物分类学
植物分类学是一门研究如何描述、鉴定、命名及分类植物的科学,其可能是植物科学最古老的一个分支。其研究对象是分类群。
植物分类学和植物系统学之间有着密切的关联,后者以其更多更广的涵盖范围,自1980年代之后,使得更多学者倾向使用植物系统学这个名称,或认为分类学包含于系统学之中。实务上,“植物系统学”比植物分类学更加注意到这些分类群之演化与不同分类群之间的关系。
2.3 生物分类法
生物分类法,又称科学分类法,是一种对生物的物种进行分组和归类的办法。在以级别为基础的系统层次结构中使用一个固定数量的层次——域,界,门,纲,目,科,属,种;无级别系统使用任意数量的层次。分类的群体被称为分类群 。
现代生物分类法源于卡尔·林奈(Carolus Linnaeus,1707–1778)的系统,他根据物种共有的形态、生理特征进行分类;其后,根据达尔文(Charles Robert Darwin,1809–1882)关于共同祖先的原则,此系统被逐渐改进;近年来,分子系统学应用了生物信息学方法分析基因组DNA,正在大幅改动很多原有的分类。
2.4 分类群
分类群,又称分类单元(英文名taxon[单数],taxa[复数]),是指分类学上的一个群体,不管处哪一个分类阶层,称此群体为分类群。各个分类阶层皆可能具多个分类群,而其整体亦为一个分类群。分类群可以给定一个名字,但若指整个分类阶层,则其命名便要受国际命名法规规范,例如种应有种的学名、纲需有纲的学名。
2.5 分类阶层
在生物分类法中,分类阶层(分类级别,taxonomic rank)是在分类学等级制度中的层次 (相对位置),包括门、纲、目、科、属、种等7个主要级别及多个附属级别。
附属级别中最常用的是“亚-”(sub-),在正常级别之下,如“亚纲”、“亚科”等等;比“亚”更小的还有“下-”,或译作“次-”(infra-)(但下目仍然要比总科大)。此外,对于植物,在科和属之间还有“族”([拉]tribus,tribi;[英]tribe),属之下还有“组”([拉]sectio,sectiones;[英]section),再往下还能有“系”([拉、英]series,series)。
比较完整的种之上的分类单元的次序为:域(总界) - 界 - 门 - 亚门 - 总纲 - 纲 - 亚纲 - 下纲 - 总目 - 目 - 亚目 - 下目 - 总科 - 科 - 亚科 - 族 - 亚族 - 属 - 亚属 - 组 - 亚组 - 系 - 亚系 - 种(然而目前大概还没有能把这些等级都用全的分类系统)
在种之下,动植物还能分成“亚种”(subspecies,简写subsp.)和“变种”([拉]varietas,varietates;[英]variety,简写var.),植物还能加上栽培种名。
比如现代智人的学名为Homo sapiens subsp. sapiens,或者也可以直接省掉亚种简写直接写成Homo sapiens sapiens;一种豌豆的变种的栽培种可写成Pisum sativum var. macrocarpon 'Snowbird';对于细菌和古菌,在种之下则用“株”([英]strain),如一株可以引起食物中毒的大肠杆菌菌株Escherichia coli O157:H7。
下面以槐举个例子,展示一下7个主要的分类阶层和部分附属分类阶层。
域: 真核域 Eukarya
界: 植物界 Plantae
门: 被子植物门 Magnoliophyta
纲: 双子叶植物纲 Magnoliopsida
目: 豆目 Fabales
科: 豆科 Fabaceae
亚科: 蝶型花亚科 Faboideae Lindl.
族:槐族 Sophoreae
属:槐属 Styphnolobium
种:槐 Styphnolobium japonicum (L.) Schott
2.6 二名法
为了避免生物命名的混乱,便于研究、交流和开发利用,科学家们采用了一种基于物种共同特点和科学分类法原则的生物命名方法,这种方法被称为二名法或双名法。
该方法于1753年由瑞典科学家卡尔·林奈的《植物种志》(Species Plantarum)所确立,其最初发明人被认为是法国人加斯帕尔·博安(Casparus Bauhinus,1560–1624)和他的兄弟,而林奈只是将其发扬光大。
正如“二名”字面的意涵,每个物种学名由两个部分构成——属名和种加词(种小名)。属名由拉丁语法化的名词形成,但是它的字源可以是来自拉丁词或希腊词或拉丁化的其他文字构成,首字母须大写;种加词是拉丁文中的形容词,首字母不大写。
通常在种加词的后面加上命名人及命名时间,如果学名经过改动,则既要保留最初命名人,并加上改名人及改名时间。命名人、命名时间一般可省略。习惯上,在科学文献的印刷出版时,学名之引用常以斜体表示,或是于正排体学名下加底线表示。
例如: 智人,Homo sapiens(种的学名) = Homo(属名) + sapiens(种加词);白三叶草,Trifolium repens L. (种的学名) = Trifolium (属名,名词) + repens (种小名, 形容词) + L. (命名者,林奈名字的通用缩写)
二名法系统的价值体现在它的简便性和广泛性:1. 同样的名称在所有语言中通用, 避免了翻译的困难;2. 任何的一个物种都可以明确无误的由两个单词确定。
本系统已经在植物学 (始于1753)、动物学 (始于1758) 和细菌学 (始于1980)中广泛应用。
2.7 植物分类系统
植物分类最简单的方法是按照植物体结构的完善程度。由此,植物界被分为两大类:
(1) 低等植物——包括藻类植物(绿藻门、裸藻门、金藻门、黄藻门、甲藻门、硅藻门、蓝藻门、褐藻门、红藻门)、菌类植物(细菌门、粘菌门、真菌门)和地衣植物(地衣门)。
(2) 高等植物——包括苔藓植物(苔藓植物门)、蕨类植物(蕨类植物门)、种子植物(种子植物门)。
历史上曾被广泛应用和产生重大影响的植物分类法(系统)先后有4个。
恩格勒分类法——由德国植物学家阿道夫·恩格勒([德语] Heinrich Gustav Adolf Engler,1844–1930)所制定,范围从藻类到有花植物,目前仍然广泛被应用于植物标本分类中。
哈钦松分类法——由英国植物学家约翰·哈钦松(John Hutchinson,1884–1972)所制定,范围仅限于被子植物,目前已经被大多数植物学家所否定。
塔赫他江分类法——由前苏联植物学家亚美因·列奥诺维奇·塔赫塔江([俄语] Армен Леонович Тахтаджян,[亚美尼亚语] Առմեն Թախտաջյան,中文旧也译为塔赫他间,1910–2009)于1940年所提出,范围为被子植物。
克朗奎斯特分类法——由美国植物学家阿瑟·约翰·克朗奎斯特(Arthur John Cronquist,1919–1992)于1958年首次提出,1981年最终完善,范围为被子植物。
随着分子生物学的发展,克朗奎斯特分类系统及塔赫塔江分类系统逐渐显得过时,现在的学者们更倾向于采纳《被子植物APG分类法》。
被子植物APG分类法是由被子植物种系发生学组(APG)于1998年出版的一种对于被子植物的现代分类法,和传统的依照形态分类不同,该法主要依照植物的三个基因组DNA的顺序,以亲缘分支的方法进行分类,包括两个叶绿体和一个核糖体的基因编码。
被子植物APG分类法的基本分支如下:
该方法于2003年出版了修订版APG II,2009年又出版了APG III,2016年更新到 APG IV。
三、“豆类植物”的各种含义
A. 根据目前最流行的APG分类系统,豆类植物(被认可的最广义豆类)作为蔷薇类植物的2个主要次级演化支之一——I类真蔷薇分支 eurosids I,共包括如下8个目:
葫芦目 Cucurbitales Juss. ex Bercht. & J.Presl (1820)
壳斗目 Fagales Engl. (1892)
蔷薇目 Rosales Bercht. & J.Presl (1820)
豆目 Fabales Bromhead (1838)
酢浆草目 Oxalidales Bercht. & J.Presl (1820)
金虎尾目 Malpighiales Juss. ex Bercht. & J.Presl (1820)
卫矛目 Celastrales Link (1829)
蒺藜目 Zygophyllales Link (1829)
B. 而豆目 Fabales 包括如下4个科:
豆科 Fabaceae
远志科 Polygalaceae
皂皮树科 Quillajaceae
海人树科 Surianaceae
C. 进而豆科 Fabaceae 分为3个亚科:
(1) 含羞草亚科 Mimosoideae
约有80属3000多种。特征为花序乃许多辐射对称的小花,聚合成头状花序,花药多数,花丝通常有颜色,比花瓣显著,常作为园艺观赏用。此亚科包含了4族:金合欢族、印加树族、含羞草族和龙突含羞木族。克朗奎斯特分类法,将本科提升为一独立科(Mimosaceae)。
(2) 苏木亚科 Caesalpinioideae
又称为云实亚科,大约有150属2200种。特征为花序总状,稍微呈两侧对称,分离,上升覆瓦状排列,5枚左右对称的花瓣,雄蕊10或较少,多数分离,都是木本。有些植物学家也将这个亚科看作一个独立的科(Caesalpiniaceae)。
(3) 蝶形花亚科 Faboideae或Papilionoideae
约476属,13,855种;中国有22族,129属,1000余种,其中包括了上百种的引进栽培种类。本亚科植物包括各种豆类(最狭义的豆类),以及槐、紫檀等树木。特征是花冠为蝶形,即由五枚离生花瓣构成外形如蝴蝶的形状,属于两侧对称,花瓣由外至内分别为:最远轴(看起来常为最上方)一瓣为旗瓣,二片翼瓣位于对称轴两侧,二片龙骨瓣于最内侧。龙骨瓣经常部分合生,使得不同种类具有不同的传粉特性,有些需要其他动物(通常是昆虫)传粉,有些种类则因龙骨瓣合生而为自花授粉。有些分类法中该亚科被看作一个独立的科(Papilionaceae)。
四、OK,我们终于可以来回答提问了
1. 红豆
学名:Vigna angularis,是一种豆科蝶形花亚科豇豆属植物,又名:小豆、赤豆,近亲包括赤小豆。
此外,红豆还可以指以下几种植物:
海红豆 Adenanthera pavonina —— 相思豆、相思格、孔雀豆,豆科海红豆属下的一个植物种
鸡母珠 Abrus precatorius —— 相思豆、美人豆,豆科相思子属下的一种有毒植物
红豆树 Ormosia hosiei —— 为豆科红豆属下的一个植物种
越橘 Vaccinium vitisidaea —— 又名温普(盛京通志)、红豆(黑龙江)、牙疙瘩(大兴安岭),是杜鹃花科的落叶灌木植物,有“北国红豆”赞誉
脍炙人口的“红豆生南国”所说的“红豆”疑似指海红豆、鸡母珠和红豆树三种植物之一,呵呵。
2. 黄豆
学名:Glycine max,是一种豆科蝶形花亚科大豆属植物,又名:大豆、青豆、黑豆、毛豆(尚未成熟的食用大豆),古名:菽。
大豆为东亚的原生种植物,其种子含有丰富的蛋白质,一般都指其种子而言。
3. 绿豆
学名:Vigna radiata,是一种豆科蝶形花亚科豇豆属植物。似乎没有啥乱七八糟的名字……
4. 青豆
学名:Pisum sativum,是一种豆科蝶形花亚科豌豆属植物。圆身的又称蜜糖豆或蜜豆,扁身的称为青豆或荷兰豆(Snow pea),此外还有国豆、麦豆、小寒豆、淮豆、麻豆、青小豆、留豆、金豆、回回豆、麦豌豆、毕豆、麻累等多种名字。哈哈哈哈~~~
哦,不要忘了最重要的,它又叫豌豆!
5. 黑豆
这货一听名字就是个逗比,一查条目,果然!“黑豆”所指代的对象包括但不限于下述5种植物之一:
(1) 黑大豆,一种大豆的变种。
(2) 黑色的小扁豆。小扁豆,学名:Lens culinaris,是一种豆科蝶形花亚科小扁豆属植物。又名兵豆、滨豆。
(3) 黑色的菜豆。详情见菜豆条目。
(4) 黑龟豆,学名:Phaseolus vulgaris,一种菜豆。
(5) 黑小豆,一种豆科蝶形花亚科豇豆属植物。又名:黑豇豆、葡萄豆、Urad豆。
6. 豌豆
嘿嘿
7. 蚕豆
学名:Vicia faba,是一种豆科蝶形花亚科蚕豆属植物,又名:胡豆、佛豆、川豆、倭豆、罗汉豆。
原产亚洲西南部和非洲北部。相传西汉张骞出使西域时期传入中国,8世纪左右传入日本。
8. 菜豆
学名:Phaseolus vulgaris,是一种豆科蝶形花亚科菜豆属植物。又名:四季豆、玉豆、带荚豌豆、刀豆、豆角、敏(皿)豆仔、敏(皿)豆。
包括云藊豆、白肾豆、架豆、芸豆、刀豆、玉豆、去豆、油角豆、龙牙豆 [矮(生)菜豆] 等诸多变种,是餐桌上的常见蔬菜之一。
9. 豇豆
学名: Vigna unguiculata,是一种豆科蝶形花亚科豇豆属植物。又名:豆角、红豆、缸豆、菜豆仔(台湾闽南语)。
原产于非洲。现主要在旧大陆温暖的地方栽培。现有4个亚种,分别是:短豇豆(眉豆) Vigna unguiculata subsp. cylindrica,非洲豇豆 Vigna unguiculata subsp. dekindtiana,长豇豆(豆角) Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis,黑眼豆 Vigna unguiculata subsp. unguiculata。
10. 花生
学名:Arachis hypogaea,是一种豆科蝶形花亚科落花生属植物。又名:落花生、黄花生、落生、地豆、豆仁、落地松、果子,番豆(客家话以及粤西地区),长生果、唐人豆或南京豆(中国早年及日本),中国坚果(欧洲)。
对了,还有一个重要的小知识,在台湾省,我们的Arachis hypogaea又被叫作涂豆,常俗写作“土豆”,so,我的内心是崩溃的~~~
重要说明:按常理,在汉语里,“某豆”的用法应该是这样的,豌豆可以指称豌豆属内任意一种,也可以指整个豌豆属,豇豆同理,所以,温馨提示各位亲在与人讨论该问题时注意脑回路的正确打开方式。
关于更多其它的豆类,我实在是写不动了,有兴趣的童鞋们可以参考文末的附表进行分类学定位……反正我是已经把方法都教给你们了!
致谢
知乎第一篇文章。特别感谢维基百科的各大编辑,感谢我的历任植物学老师(生物老师、自然老师,好吧,还有教我认字的老师……),感谢最初的提问者,感谢那个追问的小姑娘,感谢各位看官,小弟学浅才疏,欢迎方家们批评指正!
附表:蝶形花亚科的属
下列列出的属,采用GRIN的名录,中文名称采《中国植物志(Flora of China)/豆科》,若有其他的来源则予以注明。