1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Систематика в біології — основи класифікації рослин і тварин

Систематика в біології — основи класифікації рослин і тварин

Однією з найперших зоологічних дисциплін є систематика. У біології це слово позначає виклад існуючої класифікації живих організмів, а не загальне вчення про систему.

Ще до початку XIX століття вся зоологія являла собою систематику в комплексі з фауністикою, яка є невіддільною до сьогодні. Але загальна систематика (таксономія) досі ще не сформувалася в самостійну науку про класифікацію організмів.

Завдання таксономії

Різноманітність тварин і рослин класифікуються з використанням принципів, які випливають з суворої логіки (здорового глузду), і знань особливостей їх будови, біології, поширення. Систематика повинна вирішити дві основні завдання:

  • Практична – знайти спосіб найбільш швидкого визначення будь-якого живого організму.
  • Теоретична – знайти закон, за яким влаштовано різноманіття тварин і рослин, побудувати природну систему, що відображає цей закон (як, наприклад, періодична система елементів Д.і. Менделєєва в хімії).

З самого початку (не менше 300 років) систематика рослин і тварин перебуває в стані Молодої науки (на відміну від географії або ботаніки, наприклад). До сих пір описуються нові типи, радикально змінюється класифікація багатьох великих груп, регулярно з’являються нові методи і підходи до побудови класифікації.

Основні напрямки

Ж. Кюв’є заснував науку палеонтологію і незаперечними фактами довів, що тварини Землі неодноразово радикально змінювалися. Пояснення цим змінам дала еволюційна теорія. З часів публікації» Походження видів ” Ч. Дарвіна ця теорія стала керівною при вивченні тварин. Зараз жоден натураліст не сумнівається в Основних положеннях трансформизму: світ тварин розвивається і змінюється, і сучасні тварини — нащадки організмів минулих геологічних епох.

Протягом останніх 50 років у систематиці сформувалося 4 основних напрямки:

Завдання таксономії

  • Традиційна або еволюційна систематика. Це гібрид “ліннеївської” систематики з синтетичною теорією еволюції. Основні постулати: природна система повинна прямо відображати філогенію; чим ознака давнє, тим він істотніше для класифікації; об’єктивно існують тільки види і підвиди; всі інші таксони — чиста умовність; ранг таксона визначається ступенем його відмінності від інших таксонів і внутрішньої гомогенністю. Відомі представники: орнітолог Е. Майр, палеонтолог Дж. Сімпсон. В рамках цього напрямку працює багато систематиків-практиків.
  • Кладистика (філогенетична систематика) в.Хенніга. Основні постулати: система повинна прямо відображати філогенію; похідні характеристики більш істотні для побудови класифікації, ніж вихідні; побудова системи повинна бути строго формалізована (наприклад, вважається, що з 1 виду завжди виникає 2 нових види, а не 1, або 3); ранг таксона визначається виключно його геологічним віком. Основоположник-ентомолог віллі Хенніг. В рамках цього напрямку працює більшість західних систематиків (Західна Європа і, особливо, США і Канада), а також всі, хто займається геносистематикою.
  • Нумерична таксономія (фенетична систематика). Головні постулати: природної системи немає – може бути багато рівноцінних варіантів класифікації; всі ознаки абсолютно рівноцінні; Класифікація будується за допомогою статистичної обробки розподілу ознак за таксонами, кількості подібностей і відмінностей між ними; ранг таксона встановлюється за ступенем його відмінності від сусідніх таксонів. Серед систематиків-практиків послідовників цього напрямку небагато.
  • Типологія. Постулати: природна система існує, вона може бути пояснена морфологічними закономірностями і законом гомологічних рядів Вавилова; класифікація повинна відображати не гіпотетичні шляхи еволюції, а подібності та відмінності; різні ознаки мають різну вагу і повинні використовуватися для розмежування таксонів різних рангів; об’єктивно існують не тільки види і підвиди, а й таксони більш високих рангів. Типологія ґрунтується на ідеях Л.С. Берга, м. в. Беклемішева, А. а. Любищева. В рамках цього напрямку працює чимало вітчизняних систематиків.

Таксономічний аналіз

Вчений Карл Лінней запропонував ієрархічну схему з п’яти категорій: клас, ряд, рід, вид і варієтет. Наприклад, людина розташувався в класифікації К. Ліннея в такій послідовності:

  • Клас: Mammalia.
  • Загін: Primates.
  • Рід: Homo.
  • Види: sapiens, troglodytes.
  • Варієтети: ferus, americanus, europaeus, afer.

На сьогоднішній день найвищим рангом угруповання всіх живих істот є домен або надцарство. Таку назву терміна запропонував Карл Везе в 1990 році.

Таксономічний аналіз являє собою розподіл ознак між таксонами, на підставі якого таксони групуються в надтаксони. Фактично, це аналіз таксонів та їх видатних ознак.

Поняття виду як основної систематичної категорії
Перший етап-складання таблиці Таксон / ознака. Таку таблицю доводиться робити всім практикуючим систематикам, будь то кладисти, або типологи, або представники інших напрямків.

Способи, якими така таблиця перетворюється в класифікацію, сильно відрізняється в різних школах. Таксони групуються по два або більше на підставі подібності і відмінності. Рівноцінні ознаки можна підраховувати за допомогою формул і порівнювати кількість загальних ознак і відмінних рис у різних таксонів. Якщо ознаки вважаються нерівноцінними, то більшу вагу може надаватися або більш давнім примітивним, або більш молодим і похідним. Кореляція між ознаками може враховуватися або не враховуватися.

Угрупованням таксонів, які вийшли, надається ранг відповідно з традиціями, розгалуженнями еволюційних ліній, геологічним віком, співвідношенням між величиною хіатуса і числом представників.

«Лынеївська» систематика

У “філософії ботаніки” Лінней писав, що спочатку він виділяв таксони інтуїтивно, а потім вже оформляв своє переконання в класифікацію, виявляючи природні, істотні і штучні ознаки.

Після складання таблиці таксонів і ознак потрібно знайти “природний ознака” – сукупність ознак, які збігаються у всіх підтаксонах (наприклад, в видах всередині роду, в пологах всередині сімейства). Таким чином, для знаходження природної ознаки роду порівнюються списки особливостей різних видів. Викреслюються всі ознаки, які не збігаються.

Природні ознаки являють собою опис таксона. Вони включають в себе самі звичайні і поширені ознаки, характерні для таксонів більш високих рангів. Наприклад, самим природним ознакою будь-якого роду є клітинна будова, будь-якого роду в складі типу хордових — наявність хорди.

Природні ознаки, в свою чергу, містять в собі істотні і штучні ознаки. Істотна ознака служить для відмінності таксонів в системі органічного світу. Штучна ознака розмежовує рід всього лише від інших пологів такого ж штучного порядку. Це замінник істотної ознаки, поки той не знайдений. Істотні і штучні ознаки служать для розмежування пологів, а природні — для їх опису.

Традиційна Класифікація

Для позначення таксонів, ранг яких ще неясний, використовуються такі нейтральні терміни, як фенон, форма, група.

Фенон – фенотипічно однорідна вибірка особин. Самці і самки можуть належати до різних фенонів; в разі видів-двійників до одного фенону можуть ставитися представники декількох видів.

Термін “форма” може застосовуватися, коли невідомо, чи йде мова про вид або підвид, або про екземпляр, який ухиляється, сезонну варіацію або касту. Термін використовується також, коли мова йде про кілька таксонах різних рангів (наприклад, вид і підвид).

Поняття виду

Вид – основна систематична Категорія. Це єдина таксономічна Категорія, об’єктивне існування якої не піддається сумніву і піддається експериментальній перевірці. Саме вид є вихідною одиницею систематики організмів.

Вважається, що самостійні види повинні бути генетично ізольовані. Особини, репродуктивно ізольовані один від одного, відносяться до різних видів. Здатні схрещуватися між собою повинні бути віднесені до одного виду. Якщо генетична ізоляція доведена, то доведена і самостійність виду.

Однак репродуктивний критерій складно використовувати на практиці при обробці колекційних матеріалів. У практичній роботі для розмежування близьких видів використовується потрійний критерій. Його застосування дозволяє надійно визначити, коли є справа з самостійними видами, а коли — з внутрішньо видовою мінливістю (географічної, гостальної, індивідуальної).

Морфологічний критерій

Цей критерій дозволяє, не проводячи експериментів по схрещуванню, оцінити, чи є дві форми репродуктивно ізольованими в природі.

Хіатус – виразний розрив в морфологічних ознаках, тобто відсутність проміжних варіантів між двома формами. Протилежне поняття-трансгресія: це перекриття морфологічних ознак, тобто наявність проміжних варіантів.

Якщо дві форми мають хіатус в яких-небудь морфологічних характеристиках, то вони, швидше за все, репродуктивно ізольовані, а, значить, повинні бути віднесені до різних видів. Якщо види дійсно самостійні, хіатус визначається навіть між видами-двійниками.

Географічний параметр
Якщо дві близькі форми, розділені хіатусом, мають самостійні ареали (розташування), які не перекриваються, швидше за все, вони є самостійними видами. Якщо ж дві дуже близькі форми, розділені морфологічним хіатусом, зустрічаються спільно, то не виключено, що в ієрархії вони повинні бути віднесені до одного виду.

Кожен вид володіє більшою чи меншою екологічною специфічністю. Тільки в казці К. Чуковського»риби по полю гуляють, жаби по небу літають”. Дуже маленька ймовірність, що один вид буде існувати і в пустелі, і на болоті. Птахи, які гніздяться в дуплах, не можуть гніздитися в піщаній пустелі.

Класифікація рослин і тварин досі не розвалилася тільки через консервативність більшості систематиків. У кожному напрямку існують цікаві методи і підходи, які можна використовувати в практичній роботі.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Стадії еволюції Землі