Biologisk systematik

Biologisk systematik  er en videnskabelig disciplin, hvis opgaver omfatter udvikling af principper for klassificering af levende organismer og den praktiske anvendelse af disse principper til opbygningen af ​​et system af den organiske verden . Klassificering refererer her til beskrivelsen og placeringen i systemet af alle moderne og uddøde organismer [1] .

Mål og principper for taksonomi

Den sidste fase i en systematisk videnskabsmands arbejde, der afspejler hans ideer om en bestemt gruppe af levende organismer, er skabelsen af ​​et naturligt system. Det antages, at dette system på den ene side ligger til grund for naturfænomener, på den anden side er det kun et stadie på den videnskabelige forsknings vej. I overensstemmelse med princippet om naturens kognitive uudtømmelighed er et naturligt system uopnåeligt [2] .

En dybdegående undersøgelse af allerede kendte grupper, der mere og mere afklarer deres indbyrdes forhold, vil kræve andre sammenligninger, eller mere præcist en omarrangering af medlemmer. Det forekommer os, at det naturlige system altid vil være genstand for konstante ændringer, eftersom hvert forsøg kun kan gøres i forbindelse med dens tids videnskabelige viden.

De vigtigste mål for taksonomi er:

• navn (inklusive beskrivelse) af taxa ,
• diagnostik (definition, det vil sige at finde en plads i systemet),
• ekstrapolation, det vil sige forudsigelsen af ​​et objekts karakteristika, baseret på det faktum, at det tilhører en bestemt taxon. For eksempel, hvis vi baseret på tændernes struktur tilskrev dyret til rækkefølgen af ​​gnavere , så kan vi antage, at han har en lang blindtarm og plantigrade lemmer , selvom disse dele af kroppen er ukendte for os.

Systematics antager altid, at:

• mangfoldigheden af ​​levende organismer omkring os har en vis indre struktur,
• denne struktur er organiseret hierarkisk, det vil sige, at forskellige taxa er konsekvent underordnet hinanden,
• denne struktur er fuldt genkendelig, hvilket betyder, at det er muligt at opbygge et komplet og omfattende system af den organiske verden ("natursystemet").

Disse antagelser, som ligger til grund for ethvert taksonomisk arbejde, kan kaldes taksonomiens aksiomer [1] .

Moderne klassifikationer af levende organismer er bygget på et hierarkisk princip. Forskellige niveauer i hierarkiet ( rækkerne ) har deres egne navne (fra højeste til laveste): domæne , rige, rige , type eller afdeling , klasse , orden eller orden , familie , slægt og faktisk arter . Arter består allerede af individuelle individer .

Det er accepteret, at enhver bestemt organisme konsekvent skal tilhøre alle syv kategorier. I komplekse systemer skelnes der ofte mellem yderligere kategorier, for eksempel ved at bruge præfikser over- og under- (superklasse, undertype osv.) til dette. Hver taxon skal have en bestemt rang, det vil sige tilhøre enhver taksonomisk kategori.

Dette princip om at opbygge et system kaldes Linnaean hierarki , opkaldt efter den svenske naturforsker Carl Linnaeus , hvis værker dannede grundlaget for traditionen for moderne videnskabelig systematik.

Relativt nyt er begrebet superrige eller biologiske domæne . Det blev foreslået i 1990 af Carl Woese og indførte opdelingen af ​​alle biologiske taxaer i tre domæner:

• eukaryoter  - et domæne, der forener alle organismer, hvis celler indeholder en kerne.
• bakterier  er domænet af prokaryote mikroorganismer.
• archaea  er et domæne af encellede mikroorganismer, der ikke har en kerne, såvel som eventuelle membranorganeller.

Taksonomis historie

De første forsøg, vi kendte til at klassificere livsformer, blev gjort i den antikke verden af ​​Heptador og derefter af Aristoteles og hans elev Theophrastus , som forenede alt levende i overensstemmelse med deres filosofiske synspunkter. De gav et ret detaljeret system af levende organismer. Planter blev af dem inddelt i træer og urter, og dyr i grupper med "varmt" og "koldt" blod. Det sidste tegn var af stor betydning for at afsløre den levende naturs egen, indre orden. Således blev et naturligt system født, som afspejler den orden, der findes i naturen [1] .

I 1172 lavede den arabiske filosof Averroes en forkortet oversættelse af Aristoteles' værker til arabisk . Hans egne kommentarer er gået tabt, men selve oversættelsen har overlevet på latin .

Et stort bidrag blev ydet af den schweiziske professor Konrad Gesner (1516-1565).

Tiden med store opdagelser gjorde det muligt for videnskabsmænd at udvide deres viden om dyrelivet betydeligt. I slutningen af ​​det 16.  - begyndelsen af ​​det 17. århundrede begyndte en omhyggelig undersøgelse af den levende verden, i første omgang rettet mod velkendte typer, gradvist udvidet, indtil der til sidst blev dannet en tilstrækkelig mængde viden, der dannede grundlaget for videnskabeligt klassifikation. Brugen af ​​denne viden til at klassificere livsformer blev en pligt for mange berømte læger, såsom Hieronymus Fabricius (1537-1619), tilhængeren af ​​Paracelsus Peder Sørensen (1542-1602, også kendt som Petrus Severinus), naturforsker William Harvey (1578-1657), engelsk anatom Edward Tyson (1649-1708). Entomologer og tidlige mikroskopister Marcello Malpighi (1628-1694), Jan Swammerdam (1637-1680) og Robert Hooke (1635-1702) gav deres bidrag .

Den engelske naturforsker John Ray (1627-1705) udgav vigtige værker om planter, dyr og naturlig teologi. Den tilgang , han tog med at klassificere planter i sin Historia Plantarum , var et vigtigt skridt i retning af moderne taksonomi . Rey afviste den dikotomiske opdeling , der blev brugt til at klassificere arter og typer, og foreslog at systematisere dem i overensstemmelse med de ligheder og forskelle, der blev identificeret i undersøgelsesprocessen.

Linné

Orden er en underopdeling af klasser, indført for ikke at skelne mellem slægter i et større antal, end sindet let kan opfatte dem.
Carl Linné

I begyndelsen af ​​det 18. århundrede havde videnskaben akkumuleret en stor mængde biologisk viden, men i forhold til at strukturere denne viden haltede biologien betydeligt bagefter andre naturvidenskaber, der aktivt udviklede sig som følge af den videnskabelige revolution. Det afgørende bidrag til at fjerne dette efterslæb var aktiviteten af ​​den svenske naturforsker Carl Linnaeus (1707-1778), som fastlagde og omsatte hovedbestemmelserne i den videnskabelige systematik, som gjorde det muligt for biologi at blive en fuldgyldig videnskab på ret kort tid [4] .

Det vigtigste i taksonomien er ifølge Linnaeus konstruktionen af ​​et naturligt system, der i modsætning til kataloglisten "i sig selv indikerer selv savnede planter." Han var forfatter til et af de populære kunstige plantesystemer , hvor blomstrende planter blev inddelt i klasser afhængigt af antallet af støvdragere og pistiller i en blomst [1] . Linnés Systema Naturae ( 1735), hvori han opdelte den naturlige verden i tre riger  - mineraler, grøntsager og dyr - blev genoptrykt mindst tretten gange i løbet af hans levetid.

Linné brugte fire niveauer ( rækker ) i klassifikationen : klasser , ordener , slægter og arter . Metoden til at danne et videnskabeligt navn indført af Linné for hver af arterne bruges stadig (de tidligere brugte lange navne, bestående af et stort antal ord, gav en beskrivelse af arten, men var ikke strengt formaliseret). Brugen af ​​et to-ords latinsk navn - navnet på slægten, derefter det specifikke epitet  - gjorde det muligt at adskille nomenklatur fra taksonomi . Denne artsnavnekonvention kaldes " binær nomenklatur ".

Efter Linnaeus

I slutningen af ​​det 18. århundrede introducerede Antoine Jussieu kategorien familien , og i begyndelsen af ​​det 19. århundrede formulerede Georges Cuvier begrebet dyretypen . Herefter blev der indført en kategori svarende til typen - afdeling  - for planter.

Charles Darwin foreslog at forstå det naturlige system som et resultat af den historiske udvikling af levende natur. Han skrev i On the Origin of Species :

… fælles oprindelse <…> er forbindelsen mellem organismer, som afsløres for os ved hjælp af vores klassifikationer.

Denne erklæring markerede begyndelsen på en ny æra i systematikkens historie, æraen for fylogenetisk (det vil sige baseret på organismes forhold) systematik [1] .

Darwin foreslog, at den observerede taksonomiske struktur, især hierarkiet af taxa, er relateret til deres afstamning fra hinanden. Sådan opstod evolutionær systematik, som sætter på spidsen afklaringen af ​​organismers oprindelse , hvortil både morfologiske og embryologiske og palæontologiske metoder anvendes.

Et nyt skridt i denne retning blev taget af Darwins tilhænger, den tyske biolog Ernst Haeckel . Haeckel lånte begrebet " genealogisk (stamtavle) træ " fra genealogien . Haeckels slægtstræ omfattede alle store grupper af levende organismer kendt på det tidspunkt, såvel som nogle ukendte (hypotetiske) grupper, der spillede rollen som en "ukendt forfader" og blev placeret i grenene eller i bunden af ​​dette træ. En sådan ekstrem visuel repræsentation var til stor hjælp for evolutionister , og siden da - siden slutningen af ​​det 19. århundrede - har Darwin-Haeckels fylogenetiske systematik domineret den biologiske videnskab. En af de første konsekvenser af fylogenetikkens sejr var en ændring i rækkefølgen i undervisningen i botanik og zoologikurser på skoler og universiteter: hvis tidligere præsentationen begyndte med pattedyr (som i A. Brehms dyreliv ), og så gik "ned ad" af "naturstigen", nu begynder præsentationen med bakterier eller encellede dyr [1] .

Haeckel ville rigtig gerne , så en organisme kan placeres på hver gaffel i træet. En sådan organisme ville være forælder (forfader) form for hele grenen. Men hvis sådanne organismer blev fundet, blev de efterfølgende ikke anerkendt som forfædre, men som "laterale grene" af evolutionen. Dette skete for eksempel med tupai , Archaeopteryx , Lancelet , Trichoplax og mange andre organismer. Haeckel drømte om at finde en organisme, der kunne placeres i bunden af ​​et træ, og rapporterede endda en gang, at han var blevet fundet. Organismen var en klump af slim og blev kaldt bathidium , men det viste sig hurtigt, at dette var et nedbrydningsprodukt fra havdyr. Sådan et væsen (på engelsk kaldes det last common ancestor , forkortet LCA ) er indtil videre ikke fundet.

Navn og beskrivelse af taxa

I begyndelsen af ​​det 20. århundrede havde syv taksonomiske hovedkategorier taget form i systematikken:

• rige  - regnum
• type  - phylum (i planter, afdeling  - divisio)
• klasse  _
• løsrivelse (i planteorden ) - ordo
• familie  - familie
• slægt  - slægt
• art  _

Enhver plante eller dyr skal konsekvent tilhøre alle syv kategorier. Ofte skelner taksonomer yderligere kategorier ved hjælp af præfikserne sub- (sub-), infra- (infra-) og over- (super-), for eksempel: subtype , infraclass , superclass . Sådanne kategorier er ikke obligatoriske, det vil sige, når man systematiserer et objekt, kan de springes over. Derudover skelnes der ofte mellem andre kategorier: en opdeling (divisio) mellem et underrige og en supertype hos dyr, en kohorte (kohorer) mellem en underklasse og en overorden , en stamme (tribus) mellem en underfamilie og en slægt , en sektion ( sectio) mellem en underslægt og en art , og så videre. . Ofte bruges sådanne kategorier kun i systematikken af ​​nogle specifikke taxa (for eksempel insekter). Taxonnavne er normalt dannet ved hjælp af standardsuffikser.

Bemærkninger :

• Fed angiver hovedrækkerne. Et plus noteres, hvis taxonet bruges i klassificeringen af ​​dette rige, men der er ingen bestemt betegnelse.
• I ordenen Lepidoptera skelnes der adskillige yderligere mellemliggende mellem underordenen og overfamilien af ​​taxa (for eksempel engelske  serier , engelske  grupper , engelske  divisioner ). Se for eksempel taxa Monotrysia og Microlepidoptera .

For at undgå synonymi (dvs. forskellige navne for samme taxon) og homonymi (dvs. ét navn for forskellige taxa), er nomenklatur i øjeblikket reguleret af nomenklaturkoder , hvilket tillader opdeling i niveauer (se Rang (biologisk systematik) ), - separat til planter, dyr og mikroorganismer. Alle nomenklaturkoder bruger nomenklaturens tre grundlæggende principper: prioritet, gyldig bekendtgørelse og nomenklaturtype . Desuden skal navnene på alle taxaer angives på latin (fra latinske og græske rødder eller fra personnavne eller folkenavne), og artsnavnet skal være binært, det vil sige at det skal bestå af slægtsnavnet og det specifikke epitet. . Eksempelvis er det latinske navn for  en kartoffel Solanum tuberosum L. (det sidste ord angiver navnets forfatter - i dette tilfælde er det Carl Linnaeus; i zoologien sættes også ofte det egentlige udgivelsesår).

Hver taxon skal have en rang, det vil sige tilhøre en af ​​de anførte kategorier. Rang er således et mål for overensstemmelsen mellem taxa og hinanden; for eksempel er kålfamilien og kattefamilien  sammenlignelige kategorier. Der er dog ingen almindeligt accepteret måde at beregne rangen på, og derfor skelner forskellige taksonomer ranger på forskellige måder [1] .

Taxon diagnostik

Diagnose forstås primært som kompilering af tabeller til at identificere organismer ( definitionsnøgler ). Siden J. B. Lamarcks tid er dikotomiske nøgler blevet mest udbredt , hvor hvert punkt (stadie) er opdelt i tesen og antitesen , forsynet med indikationer af, hvilket stadie man skal gå til næste gang. Nu er næsten hele klodens flora og fauna dækket af definitive nøgler.

I det praktiske arbejde vejledes den systematiske biolog af flere grundlæggende principper og teknikker. For det første skal klassifikationen være en opdeling, det vil sige, at ingen taxon kan tilhøre to grupper af samme rang på én gang, og omvendt skal hver taxon tilhøre en eller anden supertakson (der må ikke være nogen uklassificeret "rest"). For det andet skal klassificeringen foretages på ét grundlag, det vil sige, at de tegn, der bruges til klassificering, skal være alternative (det vil sige gensidigt udelukke: kan ikke opdeles i "planter med blomster" og "træagtige planter"). For det tredje bør klassificeringen udføres i henhold til væsentlige egenskaber (f.eks. kan højde- og vægtegenskaber ikke bruges). For det fjerde skal klassificeringen udføres i henhold til det maksimale antal funktioner (taget fra de mest forskellige områder af biologi - fra morfologi til biokemi ). Klassificering begynder med definitionen af ​​grænserne for det oprindelige taxon, derefter skelnes de elementære taxa (for eksempel arter), der skal klassificeres. Det næste trin er grupperingen af ​​taxa. Nogle gange skal denne procedure gentages, indtil et acceptabelt resultat er opnået. Forskellige områder af taksonomi adskiller sig primært i grupperingsmetoder [1] .

Hierarki

1. Biota / Superdomæne
2. Superrealm / domæne
3. Underdomæne
4. Kongerige
5. Underrige
6. Supertype / superdivision
7. Type / Afdeling
8. Undertype / underopdeling
9. infratype
10. Superklasse
11. Klasse
12. Underklasse
13. Infraklasse
14. Superordre / superordre
15. Trup / orden
16. Underorden / Underorden
17. Superfamilie
18. Familie
19. Underfamilie
20. Stamme
21. Understamme
22. Slægt
23. Underslægt
24. Oversektion
25. Afsnit
26. Underafsnit
27. Serie / Serie
28. Udsigt
29. Underarter
30. Sort / Race
31. Variety / Infravid
32. underarter
33. Formen
34. underformular
35. Bred vifte

Moderne udviklinger

Det er nu accepteret, at klassificering, hvor det er tilladt, skal følge evolutionismens principper .

Typisk skabes biologiske systemer i form af en liste, hvor hver linje svarer til en eller anden taxon (gruppe af organismer). Siden 1960'erne har en gren af ​​systematikken udviklet sig, kaldet " kladistik " (eller fylogenetisk systematik), som beskæftiger sig med rækkefølgen af ​​taxa til et evolutionært træ - et kladogram , det vil sige et diagram over forholdet mellem taxa. Hvis en taxon omfatter alle efterkommere af en eller anden forfædres form, er den monofyletisk . W. Hennig formaliserede proceduren for bestemmelse af forfædres taxon, og i sin kladistiske systematik baserede han klassifikationen på et kladogram konstrueret ved hjælp af computerteknikker . Denne retning er nu førende i Europa og USA, især inden for gensystematik (komparativ analyse af DNA og RNA ) [1] .

R. Sokel og P. Snit grundlagde i 1963 den såkaldte numeriske (numeriske) systematik, hvor ligheden mellem taxa bestemmes ikke ud fra fylogeni, men ud fra en matematisk analyse af det størst mulige antal træk. der har samme værdi (vægt).

Domæner  er en relativt ny måde at klassificere på. Systemet med tre domæner blev foreslået i 1990 , men er endnu ikke endeligt vedtaget. De fleste biologer accepterer dette system af domæner, men et betydeligt antal fortsætter med at bruge fem-rigets opdeling. Et af hovedtrækkene ved tredomænemetoden er adskillelsen af ​​archaea ( Archaea ) og bakterier ( Bakterier ), som tidligere blev kombineret til bakterieriget . Der er også en lille del af forskere, der tilføjer Archaea som et sjette rige, men som ikke genkender domæner.

I dag er taksonomi en af ​​de hastigt udviklende biologiske videnskaber, herunder flere og flere nye metoder: metoder til matematisk statistik , computerdataanalyse, komparativ analyse af DNA og RNA, analyse af celle-ultrastruktur og mange andre.

Udviklingen af ​​klassifikationssystemer

Se også

• Kladistik
• Identifikationsnøgle
• Taxon
• Taksonomi
• Dyrelivets taksonomi
• Trinomial nomenklatur
• Fylogenetik
• Evolutionær taksonomi
• Folketaksonomi

Noter

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Kun i zoologi.
2. ↑ 1 2 3 4 Uofficiel (ikke standardiseret af den internationale kodeks for zoologisk nomenklatur ) [6] .
3. ↑ 1 2 Synonymt med underarter.

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Shipunov, 1999 .
2. ↑ Lyubarsky, 1996 .
3. ↑ Baer K. M. Om den kunstige og naturlige klassifikation af dyr og planter // Biologiens annaler. - M . : Forlag af MOIP, 1959. - T. 1. - S. 370.
4. ↑ Bruberg, G. Apostles and Linneanism // Carl von Linnaeus = Gunnar Broberg. Carl Linnaeus / Per. fra det svenske N. Hasso. - Stockholm: Svensk Institut , 2006. - S. 37-42. — 44 sek. — ISBN 91-520-0914-9 . — ISBN 978-91-520-0914-7 .
5. ↑ Gigafamily †Dryomorpha - Nomenklatur og taksonomi - Taxonomikonet . Hentet 13. april 2013. Arkiveret fra originalen 9. juni 2013. (ubestemt)
6. ↑ International Code of Zoological Nomenclature. Fjerde udgave = International Code of Zoological Nomenclature. Fjerde udgave / vedtaget af International Union of Biological Sciences: pr. fra engelsk. og fr. I. M. Kerzhner. - Ed. 2. rev. - M . : Partnerskab af videnskabelige publikationer af KMK, 2004. - S. 72. - 224 s. — ISBN 5-87317-142-4 .

Litteratur

• Bagotsky SV  Revolution i systematik  // Kemi og liv . - 2010. - Nr. 6 .
• Lyubarsky G. Yu.  Arketype, stil og rang i biologisk systematik // Proceedings of the Zoological Museum of Moscow State University. - 1996. - T. 35 .
• Pavlinov I. Ya. (red.). Moderne systematik: metodiske aspekter // Proceedings of the Zoological Museum of Moscow State University. - M . : Publishing House of Moscow State University, 1996. - T. 34 .
• Pavlinov I. Ya.  Grundlæggende tilgange i biologisk systematik  // Elektronisk avis " Biologi ". - M. , 2010. - Nr. 17-19 . Arkiveret fra originalen den 6. august 2019.  (Få adgang: 25. juni 2010)
• Systemet i den organiske verden / A. L. Takhtadzhyan  // Safflower - Soan. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1976. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 bind]  / chefredaktør A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, bind 23).
• Systematik / V. G. Geptner  // Safflor - Soan. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1976. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 bind]  / chefredaktør A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, bind 23).
• Shipunov A. B. . Grundlæggende om teorien om systematik: Lærebog. - M . : Åbent Lyceum VZMSh, Dialog-MGU, 1999. - 56 s.
• Wheeler WC. Systematik. Et forelæsningsforløb . - Wiley-Blackwell, 2012. - 426 s. — ISBN 9780470671696 .
• Schuh, Randall T. og Andrew VZ Brower. 2009. Biologisk Systematik: Principper og anvendelser, 2. udg. ISBN 978-0-8014-4799-0
• Simpson, Michael G. 2005. Plantesystematik . ISBN 978-0-12-644460-5
• Wiley, Edward O. og Bruce S. Lieberman. 2011. Phylogenetics: Theory and Practice of Phylogenetic Systematics , 2. udg. ISBN 978-0-470-90596-8

Links

• Introduktion til taksonomi på engelsk Wikiversity 
• Bibliotek af I. Ya. Pavlinov (bøger om historie og teori om systematik og nomenklatur). zmmu.msu.ru   (downlink siden 01-03-2017 [2073 dage])
• Systematik af den økologiske verden
• Society of Australian Systematic Biologists
• Selskabet af Systematiske Biologer
• Willi Hennig Society  (utilgængeligt link)

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk norsk Stor russer Brockhaus og Efron Lille Brockhaus og Efron Universalis
I bibliografiske kataloger	GND : 4128136-6 J9U : 987007560769305171 LCCN : sh85090225 NKC : ph165157