Biologická taxonómia

Z Wikipédie, voľnej encyklopédie
Prejsť na navigáciu Prejsť na vyhľadávanie
Биотадоменцарствотипклассотрядсемействородвид
Hierarchia biologickej taxonómie ôsmich hlavných taxonomických úrovní . Stredné kategórie sa nezobrazujú

Biologická systematika je vedná disciplína, ktorej úlohy zahŕňajú vypracovanie princípov klasifikácie živých organizmov a praktické uplatnenie týchto princípov pri budovaní systému organického sveta . Klasifikácia tu znamená popis a zaradenie do systému všetkých existujúcich a vyhynutých organizmov[1] .

Ciele a princípy taxonómie

Poslednou fázou práce taxonóma, ktorá odráža jeho predstavy o určitej skupine živých organizmov, je vytvorenie prirodzeného systému. Predpokladá sa, že tento systém je na jednej strane základom prírodných javov, na druhej strane je len etapou na ceste vedeckého výskumu. V súlade s princípom kognitívnej nevyčerpateľnosti prírody je prírodný systém nedosiahnuteľný[2] .

„Hĺbkové štúdium už známych skupín, stále viac objasňujúce ich vzájomné vzťahy, si vyžiada ďalšie porovnania, či presnejšie preskupenia členov. Zdá sa nám, že prírodný systém bude vždy podliehať neustálym zmenám, pretože každý pokus možno vykonať iba v súvislosti so stavom vedeckého poznania svojej doby.

Hlavné ciele taxonómie:

  • názov (vrátane popisu) taxónov ,
  • diagnostika (určenie, teda nájdenie miesta v systéme),
  • extrapolácia, teda predikcia znakov objektu na základe skutočnosti, že patrí do určitého taxónu. Napríklad, ak sme na základe stavby zubov priradili nejaké zviera do radu hlodavcov , potom môžeme predpokladať, že má dlhé slepé črevo a plantigradové končatiny , aj keď tieto časti tela nepoznáme.

Taxonómia vždy predpokladá, že:

  • rozmanitosť živých organizmov okolo nás má určitú vnútornú štruktúru,
  • táto štruktúra je organizovaná hierarchicky, to znamená, že rôzne taxóny sú si navzájom podriadené,
  • táto štruktúra je rozpoznateľná až do konca, čo znamená, že je možné vybudovať úplný a všeobjímajúci systém organického sveta („prírodný systém“).

Tieto predpoklady, ktoré sú základom akejkoľvek taxonomickej práce, možno nazvať axiómami taxonómie[1] .

Moderné klasifikácie živých organizmov sú založené na hierarchickom princípe. Rôzne úrovne hierarchie ( hodnosti ) majú svoje vlastné mená (od najvyššej po najnižšiu): doména , ríša , kráľovstvo , typ alebo oddelenie , trieda , rád alebo rád , rodina , rod a v skutočnosti druh . Druhy už pozostávajú zo samostatných jedincov .

Je akceptované, že každý konkrétny organizmus musí konzistentne patriť do všetkých siedmich kategórií. V zložitých systémoch sa často rozlišujú ďalšie kategórie, napríklad pomocou predpôn over- a sub- (nadtrieda, podtyp atď.). Každý taxón musí mať určitú úroveň, to znamená, že patrí do taxonomickej kategórie.

Tento princíp budovania systému bol nazvaný Linnéova hierarchia podľa švédskeho prírodovedcaCarla Linného , ktorého diela tvorili základ tradície modernej vedeckej systematiky.

Koncept superkráľovstva alebo biologickej domény je relatívne nový. Navrhol ho v roku 1990 Karl Woese a zaviedol rozdelenie všetkých biologických taxónov do troch domén:

  • eukaryoty sú doménou, ktorá zjednotila všetky organizmy, ktorých bunky obsahujú jadro.
  • baktérie – doména prokaryotických mikroorganizmov.
  • archaea sú doménou jednobunkových mikroorganizmov, ktoré nemajú jadro ani žiadne membránové organely.

História taxonómie

Prvé známe pokusy o klasifikáciu foriem života uskutočnil v starovekom svete Heptador a potom Aristoteles a jeho študent Theophrastus , ktorí zjednotili všetko živé v súlade so svojimi filozofickými názormi. Dali pomerne podrobný systém živých organizmov. Rastliny boli nimi rozdelené na stromy a trávy a zvieratá - do skupín s "horúcou" a "studenou" krvou. Posledný znak mal veľký význam pre odhalenie vlastnej, vnútornej usporiadanosti živej prírody. Takto sa zrodil prírodný systém, ktorý odráža usporiadanosť v prírode[1] .

V roku 1172 urobil arabský filozof Averroes skrátený preklad Aristotelových diel do arabčiny . Jeho vlastné komentáre sa stratili, ale samotný preklad sa zachoval dodnes v latinčine .

Veľkým prínosom bol švajčiarsky profesor Konrad Gesner (1516-1565).

Éra veľkých objavov umožnila vedcom výrazne rozšíriť poznatky o živej prírode. Koncom 16. - začiatkom 17. storočia sa začína usilovné štúdium živého sveta, spočiatku zamerané na známe typy, postupne sa rozširovalo, až sa napokon vytvorilo dostatočné množstvo poznatkov, ktoré tvorili základ vedecká klasifikácia. Využitie týchto poznatkov na klasifikáciu foriem života sa stalo povinnosťou pre mnohých slávnych lekárov ako Jerome Fabrice (1537-1619), nasledovník Paracelsus Peder Sørensen [en] (1542-1602, známy aj ako Petrus Severinus), prírodovedec William Harvey (1578-1657), anglický anatóm Edward Tyson (1649-1708). Príspevky poskytli entomológovia a prví mikroskopisti Marcello Malpighi (1628-1694), Jan Swammerdam (1637-1680) a Robert Hooke (1635-1702).

Anglický prírodovedec John Ray (1627-1705) publikoval dôležité diela o rastlinách, zvieratách a prírodnej teológii. Prístup, ktorý zvolil pri klasifikácii rastlín v jeho Historia Plantarum, bol dôležitým krokom k modernej taxonómii . Rey odmietol dichotomické rozdelenie, ktoré sa používalo na klasifikáciu druhov a typov, pričom navrhol, aby boli systematizované podľa podobností a rozdielov zistených počas štúdie.

Linné

Poradie je pododdelenie tried, zavedené preto, aby sa nerozlišovalo medzi rodmi vo väčšom počte, ako môže myseľ ľahko vnímať.
Carl Linné

Do začiatku 18. storočia veda nahromadila veľké množstvo biologických poznatkov, avšak z hľadiska štruktúrovania týchto poznatkov biológia výrazne zaostávala za ostatnými prírodnými vedami, ktoré sa v dôsledku vedeckej revolúcie aktívne rozvíjali. Rozhodujúcim prínosom k odstráneniu tohto oneskorenia bola činnosť švédskeho prírodovedcaKarla Linného (1707-1778), ktorý definoval a uviedol do praxe hlavné ustanovenia vedeckej systematiky, vďaka ktorým sa biológia v pomerne krátkom čase stala plnohodnotnou vedou. [4] .

Hlavná vec v taxonómii je podľa Linného budovanie prirodzeného systému, ktorý na rozdiel od katalógového zoznamu „sám o sebe naznačuje aj chýbajúce rastliny“. Bol autorom jedného z populárnych systémov umelých rastlín , v ktorom boli kvitnúce rastliny klasifikované podľa počtu tyčiniek a piestikov v kvete[1] . Dielo Linného Systema Naturae »(Systema Naturae, 1735), v ktorom rozdelil prírodný svet na tri kráľovstvá – minerálne, rastlinné a živočíšne, bolo počas jeho života pretlačené najmenej trinásťkrát.

Linnaeus používa štyri úrovne ( radov ) v klasifikácii: tried , objednávok , rody a druhy . Metóda tvorby vedeckého názvu pre každý druh, ktorú zaviedol Linné, sa stále používa (predtým používané dlhé názvy pozostávajúce z veľkého počtu slov poskytovali opis druhu, ale neboli prísne formalizované). Použitie dvojslovného latinského názvu - názvu rodu, potom špecifického epiteta - umožnilo oddeliť nomenklatúru od taxonómie . Táto konvencia pomenovania druhov dostala názov „ binárna nomenklatúra “.

Po Linné

Koncom 18. storočia Antoine Jussieu zaviedol kategóriu rodiny a na začiatku 19. storočia sformuloval Georges Cuvier koncept druhu zvierat. V nadväznosti na to bola pre závody zavedená kategória podobná typu - oddelenie .

Charles Darwin navrhol chápať prírodný systém ako výsledok historického vývoja živej prírody. V knihe Pôvod druhov napísal:

... komunita pôvodu <...> je to spojenie medzi organizmami, ktoré sa nám odhaľuje pomocou našich klasifikácií.

Toto konštatovanie znamenalo začiatok novej éry v dejinách taxonómie, éry fylogenetickej (teda založenej na príbuznosti organizmov) taxonómie[1] .

Darwin naznačil, že pozorovaná taxonomická štruktúra, najmä hierarchia taxónov, súvisí s ich vzájomným pôvodom. Vznikla tak evolučná systematika, zameraná na objasnenie pôvodu organizmov , na čo sa využívajú morfologické aj embryologické a paleontologické metódy.

Nový krok v tomto smere urobil Darwinov nasledovník, nemecký biológ Ernst Haeckel . Z genealógie si Haeckel požičal pojem „ rodokmeňový (rodokmeňový) strom “. Haeckelov rodokmeň zahŕňal všetky dovtedy známe veľké skupiny živých organizmov, ako aj niektoré neznáme (hypotetické) skupiny, ktoré zohrávali úlohu „neznámeho predka“ a nachádzali sa vo vidliciach konárov alebo na päte tohto stromu. Toto mimoriadne grafické znázornenie veľmi pomohlo evolucionistom a odvtedy – od konca 19. storočia – fylogenetická systematika Darwina-Haeckela dominuje v biologickej vede. Jedným z prvých dôsledkov víťazstva fylogenetiky bola zmena v postupnosti výučby kurzov botaniky a zoológie na školách a univerzitách: ak sa skôr prezentácia začala s cicavcami (ako v „Živote zvierat“ od A. Brema ) , a potom zostúpili „dole“ po „rebríku prírody“, teraz prezentácia začína baktériami alebo jednobunkovými živočíchmi[1] .

Haeckel naozaj chcel [ nešpecifikovaný zdroj 2719 dní ] na prispôsobenie organizmu na každom rozvetvení stromu. Takýto organizmus by bol rodičovskou (predkov) formou pre celú vetvu. Ak sa však takéto organizmy našli, boli následne uznané nie ako predkovia, ale ako „bočné vetvy“ evolúcie. Stalo sa to napríklad pri tupai , archeopteryx , lancelet , trichoplax a mnohých ďalších organizmoch. Haeckel sníval o nájdení organizmu, ktorý by sa dal umiestniť na samom úpätí stromu, a dokonca raz povedal, že ho našli. Organizmus bol zhluk hlienu a dostal názov bathydia , ale čoskoro sa ukázalo, že ide o degradačný produkt morských živočíchov. Takýto tvor (v angličtine sa mu hovorí posledný spoločný predok , skrátene LCA ) sa zatiaľ nenašiel.

Názov a opis taxónov

Začiatkom 20. storočia sa v systematike sformovalo sedem hlavných taxonomických kategórií:

  • kráľovstvo - regnum
  • typ - kmeň (v rastlinách je oddelenie rozdelené)
  • trieda - classis
  • oddelenie ( poriadok v závodoch) - ordo
  • rodina - familia
  • rod — rod
  • druh — druh

Každá rastlina alebo zviera musí dôsledne patriť do všetkých siedmich kategórií. Taxonómovia často rozlišujú ďalšie kategórie pomocou predpôn sub- (sub-), infra- (infra-) a over- (super-), napríklad: podtyp , infratrieda , nadtrieda . Takéto kategórie sú voliteľné, to znamená, že ich možno pri organizovaní objektu preskočiť. Okrem toho, často alokované a ďalšie kategórie sekcia (divisio) medzi podkráľovstvom a supertypom zvierat, kohorta (kohorky) medzi podtriedou a nadporyadkom, kmeň (tribus) medzi podrodinou a rodom, sekcia (sectio) medzi pohľadmi na podrod atď. Takéto kategórie sa často používajú iba v taxonómii niektorých špecifických taxónov (napríklad hmyzu). Názvy taxónov sa zvyčajne tvoria pomocou štandardných prípon.

Kompletná hierarchia hodností s príponami alebo symbolmi
Meno v ruštine Medzinárodný názov Zvieratá Rastliny Huby Baktérie Archaea
oddelenie [cca. 1] / objednávka ordo -iformes, -ida [pribl. 2] -ale
podobjednávka [cca. 1] / podrad subordo + -ineae -
infraporiadok [cca. 1] / infraporadie infraordo + -ária -
parvotryáda [cca. 1] (mikroobjednávka) parvordo + -
sekcia [cca. jeden] sekcia + -
podsekcia [cca. jeden] podsekcia + -
giga [5] / mega / GRAND / gipersemeystvo [cca. jeden] ? + -
nadrodina suprafamilia -oidea -acea -
Episemizmus [cca. jeden] epifamilia -oidae [cca. 2] -
rodina familia -idae -aceae
podrodina podrodina -inae -oideae -
infrarodina infrafamilia -nepárne [cca. 2] + -
superkmeň supratribus + + -
kmeň tribus -ini -eae -
podkmene subtribus -v -inae -
infrakmeň infratribus -ad [cca. 2] + -
rod rod + + + + +
podrod podrod - subgen., subg. ? - -
dohľad supersectio - supersekta. ? - -
oddiele sekcia - sekta. ? - -
pododdiel podsekcia - podsekt. ? - -
riadok (séria) séria - ser. ? - -
v rade (podséria) podsérie - subser. ? - -
naddruhovosť naddruhy + + ? ? -
vyhliadka druhov + + + + +
poddruh poddruh subsp. / ssp. subsp. / ssp. subsp. (aspoň pre kvások) - -
rozmanitosť / rozmanitosť varieta var. [približne. 3] var. var. var. [približne. 3] -
poddruh subvarietas - subvar. ? ? -
formulár forma - ( morf / tvar ?) f. ? ? -
podformulár subforma - subf. ? ? -

Poznámky :

  • Hlavné pozície sú označené tučným písmom. Označuje sa plusom, ak sa taxón používa v klasifikácii daného kráľovstva, ale neexistuje žiadne jednoznačné označenie.
  • V rade Lepidoptera existuje niekoľko ďalších prechodných taxónov medzi podradom a nadčeľaďou taxónov (napríklad anglická séria , anglická skupina , anglická divízia ). Pozri napríklad taxóny Monotrysia a Microlepidoptera [en] .

Aby sa predišlo synonymii (to znamená rôznym menám pre ten istý taxón) a homonymii (teda rovnakému názvu rôznych taxónov), nomenklatúra je v súčasnosti regulovaná kódmi nomenklatúry, ktoré umožňujú rozdelenie do úrovní (pozri Rank (biologická taxonómia) ), - samostatne pre rastliny, živočíchy a mikroorganizmy. Všetky nomenklatúrne kódy používajú tri základné princípy nomenklatúry: prioritu, aktuálne zverejnenie a typ nomenklatúry . Okrem toho mená všetkých taxónov by mali byť uvedené v latinčine (z latinských a gréckych koreňov alebo zosobných mien alebo ľudových mien) a názov druhu by mal byť binárny, to znamená, že by mal pozostávať z názvu rodu. a špecifické epiteton. Napríklad latinský názov zemiakov je Solanum tuberosum L. (posledné slovo označuje autora názvu – v tomto prípade je to Karl Linné, v zoológii často uvádzajú aj rok skutočného vydania).

Каждый таксон обязательно должен иметь ранг, то есть относиться к какой-либо из перечисленных категорий. Таким образом, ранг — это мера соответствия таксонов друг другу; например, семейство Капустные и семейство Кошачьи — сопоставимые категории. Нет, однако, общепринятого способа вычисления ранга, и поэтому разные систематики выделяют ранги по-разному[1] .

Диагностика таксонов

Под диагностикой понимают прежде всего составление таблиц для определения организмов ( определительных ключей ). Со времён Ж. Б. Ламарка наибольшее распространение получили дихотомические ключи, в которых каждый пункт (ступень) разделён на тезу и антитезу , снабжённые указаниями о том, к какой ступени нужно перейти дальше. Сейчас почти вся флора и фауна Земного шара охвачена определительными ключами.

В практической работе биолог-систематик руководствуется несколькими основными принципами и приёмами. Во-первых, классификация должна быть разбиением, то есть никакой таксон не может относиться сразу к двум группам одинакового ранга, и наоборот, каждый таксон должен относиться к какому-либо надтаксону (не должно быть неклассифицированного «остатка»). Во-вторых, классификация должна производиться по одному основанию, то есть признаки, используемые для классификации, должны быть альтернативными (то есть взаимоисключающими: нельзя делить на «растения с цветками» и «древесные растения»). В-третьих, классификация должна производиться по значимым признакам (например, нельзя использовать признаки роста и веса). В-четвертых, классификация должна проводиться по максимальному числу признаков (взятых из самых различных областей биологии — от морфологии до биохимии ). Начинают классификацию с определения границ исходного таксона, затем выделяют элементарные таксоны (например, виды), подлежащие классификации. На следующем этапе происходит группировка таксонов. Иногда эту процедуру приходится повторять, пока не будет достигнут приемлемый результат. Разные направления систематики различаются прежде всего методами группировки[1] .

Иерархия

  1. Биота / Наддомен
  2. Надцарство / домен
  3. Поддомен
  4. Царство
  5. Подцарство
  6. Надтип / надотдел
  7. Тип / отдел
  8. Подтип / подотдел
  9. Инфратип
  10. Надкласс
  11. Класс
  12. Подкласс
  13. Инфракласс
  14. Надотряд / надпорядок
  15. Отряд / Порядок
  16. Подотряд / Подпорядок
  17. Надсемейство
  18. Семейство
  19. Подсемейство
  20. Триба
  21. Подтриба
  22. Род
  23. Подрод
  24. Надсекция
  25. Секция
  26. Подсекция
  27. Серия / Ряд
  28. Вид
  29. Подвид
  30. Сорт / Порода
  31. Разновидность / Инфравид
  32. Подразновидность
  33. Форма
  34. Подформа
  35. Вариетет

Современные разработки

В настоящее время принято, чтобы классификация там, где это допустимо, следовала принципам эволюционизма .

Обычно биологические системы создаются в виде списка, в котором каждая строчка соответствует какому-нибудь таксону (группе организмов). С 1960-х развивается направление систематики, называемое « кладистика » (или филогенетическая систематика), которое занимается упорядочиванием таксонов в эволюционное дерево — кладограмму , то есть схему взаимоотношений таксонов. Если таксон включает всех потомков некой предковой формы, он является монофилетическим . В. Хенниг формализовал процедуру выяснения предкового таксона, и в своей кладистической систематике положил в основу классификации кладограмму, строящуюся при помощи компьютерных методик. Это направление является ныне ведущим в странах Европы и США, особенно в сфере геносистематики (сравнительного анализа ДНК и РНК )[1] .

Р. Сокэл и П. Снит в 1963 году основали так называемую численную (нумерическую) систематику, в которой сходство между таксонами определяется не на основании филогении, а на основании математического анализа максимально большого количества признаков, имеющих одинаковое значение (вес).

Домены — относительно новый способ классификации. Трёхдоменная система была предложена в 1990 году , однако до сих пор не принята окончательно. Большинство биологов принимает эту систему доменов, однако значительная часть продолжает использовать пятицарственное деление. Одной из главных особенностей трёхдоменного метода является разделение архей ( Archaea ) и бактерий ( Bacteria ), которые ранее были объединены в царство бактерий . Существует также малая часть учёных, добавляющих археев в виде шестого царства, но не признающих домены.

Сегодня систематика принадлежит к числу бурно развивающихся биологических наук, включая всё новые и новые методы: методы математической статистики , компьютерный анализ данных, сравнительный анализ ДНК и РНК, анализ ультраструктуры клеток и многие другие.

Эволюция систем классификации

Линней
1735
Геккель
1866
Шаттон
1925
Коупленд
1938
Уиттекер
1969
Вёзе
1977
Вёзе
1990
Кавалье-Смит
1993
Кавалье-Смит
1998
Руджеро
2015
(нет) (нет) 2 домена 2 домена 2 домена 2 домена 3 домена 3 домена 2 домена 2 домена
3 царства 3 царства (нет) 4 царства 5 царств 6 царств (нет) 8 царств 6 царств 7 царств
Минералы Протисты Прокариоты Дробянки Дробянки Эубактерии Бактерии Эубактерии Бактерии Бактерии
Архебактерии Археи Архебактерии Археи
Эукариоты Протисты Протисты Протисты Эукариоты Archezoa [en] Простейшие Простейшие
Простейшие
Хромисты Хромисты Хромисты
Растения Растения РастенияРастенияРастенияРастенияРастенияРастения
Грибы Грибы Грибы Грибы Грибы
Животные Животные Животные Животные Животные Животные Животные Животные


См. также

Примечания

Комментарии
  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Только в зоологии.
  2. 1 2 3 4 Неофициально (не стандартизировано Международным кодексом зоологической номенклатуры ) [6] .
  3. 1 2 Синонимично подвиду.
Источники
  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Шипунов, 1999 .
  2. Любарский, 1996 .
  3. Бэр К. М. Об искусственной и естественной классификации животных и растений // Анналы биологии. — М. : Изд-во МОИП, 1959. — Т. 1. — С. 370.
  4. Бруберг, Г. Апостолы и линнеанство // Карл фон Линней = Gunnar Broberg. Carl Linnaeus / Пер. со швед. Н. Хассо. — Стокгольм : Шведский институт , 2006. — С. 37—42. — 44 с. — ISBN 91-520-0914-9 . — ISBN 978-91-520-0914-7 .
  5. Gigafamily †Dryomorpha - Nomenclature & Taxonomy - The Taxonomicon . Дата обращения: 13 апреля 2013.
  6. Международный кодекс зоологической номенклатуры. Издание четвертое = International Code of Zoological Nomenclature. Fourth Edition / Принят Международным союзом биологических наук: пер. с англ. и фр. И. М. Кержнера. — Изд. 2-е, испр. — М. : Товарищество научных изданий КМК, 2004. — С. 72. — 224 с. — ISBN 5-87317-142-4 .

Литература

Ссылки