Sistematica biologică

Sistematica biologică  este o disciplină științifică ale cărei sarcini includ dezvoltarea de principii pentru clasificarea organismelor vii și aplicarea practică a acestor principii la construirea unui sistem al lumii organice . Clasificarea aici se referă la descrierea și plasarea în sistem a tuturor organismelor moderne și dispărute [1] .

Scopurile și principiile taxonomiei

Etapa finală în munca unui om de știință sistematic, care reflectă ideile sale despre un anumit grup de organisme vii, este crearea unui sistem natural. Se presupune că acest sistem, pe de o parte, stă la baza fenomenelor naturale, pe de altă parte, este doar o etapă pe calea cercetării științifice. În conformitate cu principiul inepuizabilității cognitive a naturii, un sistem natural este de neatins [2] .

Un studiu aprofundat al grupurilor deja cunoscute, clarificând din ce în ce mai mult relațiile lor reciproce, va necesita alte comparații sau, mai exact, o rearanjare a membrilor. Ni se pare că sistemul natural va fi mereu supus unor schimbări constante, întrucât fiecare încercare nu poate fi făcută decât în ​​legătură cu starea cunoștințelor științifice a vremii sale.

Principalele obiective ale taxonomiei sunt:

• numele (inclusiv descrierea) taxonilor ,
• diagnosticare (definiție, adică găsirea unui loc în sistem),
• extrapolare, adică predicția caracteristicilor unui obiect, pe baza faptului că acesta aparține unui anumit taxon. De exemplu, dacă, pe baza structurii dinților, am atribuit animalul ordinului rozătoarelor , atunci putem presupune că are un cecum lung și membre plantigrade , chiar dacă aceste părți ale corpului ne sunt necunoscute.

Sistematica presupune întotdeauna că:

• diversitatea organismelor vii din jurul nostru are o anumită structură internă,
• această structură este organizată ierarhic, adică diferiți taxoni sunt în mod constant subordonați unul altuia,
• această structură este pe deplin cognoscibilă, ceea ce înseamnă că este posibil să se construiască un sistem complet și cuprinzător al lumii organice („sistem natural”).

Aceste ipoteze, care stau la baza oricărei lucrări taxonomice, pot fi numite axiomele taxonomiei [1] .

Clasificările moderne ale organismelor vii sunt construite pe un principiu ierarhic. Diferitele niveluri ale ierarhiei ( rangurile ) au propriile nume (de la cel mai înalt la cel mai mic): domeniu , tărâm, regat , tip sau departament , clasă , ordine sau ordine , familie , gen și, de fapt, specie . Speciile constau deja din indivizi individuali .

Este acceptat că orice organism anume trebuie să aparțină în mod constant tuturor celor șapte categorii. În sistemele complexe, categoriile suplimentare sunt adesea distinse, de exemplu, folosind prefixele over- și sub- (superclasă, subtip etc.) pentru aceasta. Fiecare taxon trebuie să aibă un anumit rang, adică să aparțină oricărei categorii taxonomice.

Acest principiu de construire a unui sistem se numește ierarhia linneană , numită după naturalistul suedez Carl Linnaeus , ale cărui lucrări au stat la baza tradiției sistematicii științifice moderne.

Relativ nou este conceptul de superregn , sau domeniu biologic . A fost propus în 1990 de Carl Woese și a introdus împărțirea tuturor taxonilor biologici în trei domenii:

• eucariote  - un domeniu care unește toate organismele ale căror celule conțin un nucleu.
• bacteriile  sunt domeniul microorganismelor procariote.
• archaea  este un domeniu de microorganisme unicelulare care nu au un nucleu, precum și orice organele membranare.

Istoria taxonomiei

Primele încercări cunoscute de noi de a clasifica formele de viață au fost făcute în lumea antică de Heptador , apoi de Aristotel și studentul său Teofrast , care au unit toate viețuitoarele în conformitate cu concepțiile lor filozofice. Au oferit un sistem destul de detaliat de organisme vii. Plantele au fost împărțite de ele în copaci și ierburi, iar animalele în grupuri cu sânge „fierbinte” și „rece”. Ultimul semn a fost de mare importanță pentru dezvăluirea ordinii proprii, interioare, a naturii vii. Astfel, s-a născut un sistem natural, reflectând ordinea care există în natură [1] .

În 1172, filozoful arab Averroes a făcut o traducere prescurtată a lucrărilor lui Aristotel în arabă . Propriile sale comentarii s-au pierdut, dar traducerea însăși a supraviețuit în latină .

O mare contribuție a avut profesorul elvețian Konrad Gesner (1516-1565).

Epoca marilor descoperiri a permis oamenilor de știință să-și extindă semnificativ cunoștințele despre fauna sălbatică. La sfârșitul secolului al XVI -lea  - începutul secolului al XVII-lea , a început un studiu minuțios al lumii vii, vizat inițial către tipuri cunoscute, extinzându-se treptat, până când, în cele din urmă, s-a format o cantitate suficientă de cunoștințe care a stat la baza cercetării științifice. clasificare. Folosirea acestor cunoștințe pentru a clasifica formele de viață a devenit datoria multor medici celebri, precum Hieronymus Fabricius (1537-1619), adeptul lui Paracelsus Peder Sørensen (1542-1602, cunoscut și sub numele de Petrus Severinus), naturalistul William Harvey (1578-1657), anatomistul englez Edward Tyson (1649-1708). Entomologii și primii microscopiști Marcello Malpighi (1628-1694), Jan Swammerdam (1637-1680) și Robert Hooke (1635-1702) și-au adus contribuțiile .

Naturalistul englez John Ray (1627–1705) a publicat lucrări importante despre plante, animale și teologia naturală. Abordarea pe care a adoptat-o ​​în clasificarea plantelor în Historia Plantarum a fost un pas important către taxonomia modernă . Rey a respins diviziunea dihotomică care a fost folosită pentru a clasifica speciile și tipurile, propunând sistematizarea acestora în funcție de asemănările și diferențele identificate în procesul de studiu.

Linnaeus

Ordinea este o subdiviziune de clase, introdusă pentru a nu face distincția între genuri într-un număr mai mare decât le poate percepe mintea cu ușurință.
Carl Linnaeus

Până la începutul secolului al XVIII-lea, știința acumulase o cantitate mare de cunoștințe biologice, dar în ceea ce privește structurarea acestor cunoștințe, biologia a rămas semnificativ în urma altor științe ale naturii care se dezvoltau activ ca urmare a revoluției științifice. Contribuția decisivă la eliminarea acestui restanțe a fost activitatea naturalistului suedez Carl Linnaeus (1707-1778), care a determinat și a pus în practică principalele prevederi ale sistematicii științifice, care au permis biologiei să devină o știință cu drepturi depline într-un timp destul de scurt. [4] .

Principalul lucru în taxonomie, potrivit lui Linnaeus, este construcția unui sistem natural, care, spre deosebire de lista de catalog, „în sine indică chiar și plante ratate”. El a fost autorul unuia dintre sistemele populare de plante artificiale , în care plantele cu flori erau împărțite în clase în funcție de numărul de stamine și pistili dintr- o floare [1] . Systema Naturae a lui Linnaeus ( 1735), în care a împărțit lumea naturală în trei regate  - minerale, vegetale și animale - a fost retipărită de cel puțin treisprezece ori în timpul vieții sale.

Linnaeus a folosit patru niveluri ( ranguri ) în clasificare : clase , ordine , genuri și specii . Se mai folosește metoda de formare a denumirii științifice introdusă de Linnaeus pentru fiecare dintre specii (denumirile lungi folosite anterior, formate dintr-un număr mare de cuvinte, dădeau o descriere a speciei, dar nu erau strict formalizate). Utilizarea unui nume latin cu două cuvinte - numele genului, apoi epitetul specific  - a făcut posibilă separarea nomenclaturii de taxonomie . Această convenție de denumire a speciilor se numește „ nomenclatură binară ”.

După Linnaeus

La sfârșitul secolului al XVIII-lea, Antoine Jussieu a introdus categoria familiei , iar la începutul secolului al XIX-lea, Georges Cuvier a formulat conceptul de tip de animale. În urma acesteia, a fost introdusă o categorie similară tipului - departamentul  - pentru plante.

Charles Darwin a propus să înțeleagă sistemul natural ca rezultat al dezvoltării istorice a naturii vii. El a scris în Despre originea speciilor :

… originea comună <…> este legătura dintre organisme, care ni se dezvăluie cu ajutorul clasificărilor noastre.

Această afirmație a marcat începutul unei noi ere în istoria sistematicii, era sistematicii filogenetice (adică bazată pe relația dintre organisme) [1] .

Darwin a sugerat că structura taxonomică observată, în special ierarhia taxonilor, este legată de descendența lor unul de celălalt. Așa a apărut sistematica evoluționistă, care pune în prim-plan clarificarea originii organismelor , pentru care se folosesc atât metode morfologice, cât și embriologice și paleontologice .

Un nou pas în această direcție a fost făcut de adeptul lui Darwin, biologul german Ernst Haeckel . Haeckel a împrumutat conceptul de „ arborele genealogic (genealogic) ” din genealogie . Arborele genealogic al lui Haeckel includea toate grupurile mari de organisme vii cunoscute până atunci, precum și unele grupuri necunoscute (ipotetice) care jucau rolul unui „strămoș necunoscut” și erau plasate în furcile ramurilor sau la baza acestui copac. O astfel de reprezentare extrem de vizuală a fost de mare ajutor evoluționiștilor , iar de atunci - de la sfârșitul secolului al XIX-lea - sistematica filogenetică a lui Darwin-Haeckel a dominat știința biologică. Una dintre primele consecințe ale victoriei filogeneticii a fost o schimbare a succesiunii în predarea cursurilor de botanică și zoologie în școli și universități: dacă mai devreme prezentarea a început cu mamifere (ca în Viața animală a lui A. Brehm ), apoi a coborât „în jos” „scara naturii”, acum prezentarea începe cu bacterii sau animale unicelulare [1] .

Haeckel își dorea foarte mult astfel incat un organism poate fi plasat pe fiecare furculita a copacului. Un astfel de organism ar fi forma părinte (strămoș) pentru întreaga ramură. Dar dacă au fost găsite astfel de organisme, ele au fost ulterior recunoscute nu ca strămoși, ci ca „ramuri laterale” ale evoluției. Acest lucru s-a întâmplat, de exemplu, cu tupai , Archaeopteryx , Lancelet , Trichoplax și multe alte organisme. Haeckel a visat să găsească un organism care ar putea fi plasat chiar la baza unui copac și chiar și o dată a raportat că a fost găsit. Organismul era un bulgăre de mucus și se numea bathidium , dar în curând s-a dovedit că acesta era un produs de degradare al animalelor marine. O astfel de creatură (în engleză se numește ultimul strămoș comun , prescurtat LCA ) nu a fost găsită până acum.

Numele și descrierea taxonilor

Până la începutul secolului al XX-lea, șapte categorii taxonomice principale prinseseră contur în sistematică:

• regnum  - regnum
• tip  - filum (în plante, departament  - divizie)
• clasa  _
• detașare (în ordinea plantelor ) - ordo
• familie  – familie
• gen  – gen
• specie  _

Orice plantă sau animal trebuie să aparțină în mod constant tuturor celor șapte categorii. Adesea taxonomiștii disting categorii suplimentare folosind prefixele sub- (sub-), infra- (infra-) și supra- (super-), de exemplu: subtip , infraclasă , superclasă . Astfel de categorii nu sunt obligatorii, adică la sistematizarea unui obiect, pot fi sărite. În plus, se disting adesea și alte categorii: o diviziune (divizio) între un subreg și un supertip la animale, o cohortă (cohors) între o subclasă și un superordine , un trib (tribus) între o subfamilie și un gen , o secțiune ( sectio) între un subgen și o specie și așa mai departe. Adesea, astfel de categorii sunt utilizate numai în sistematica unor taxoni specifici (de exemplu, insecte). Numele taxoanelor sunt de obicei formate folosind sufixe standard.

Note :

• Bold indică rangurile principale. Se notează un plus dacă taxonul este utilizat în clasificarea acestui regat, dar nu există o desemnare precisă.
• În ordinul Lepidoptera , se disting mai multe intermediare suplimentare între subordine și superfamilie de taxoni (de exemplu, seria engleză  , grupul englez , diviziunea engleză ). Vezi, de exemplu, taxoni Monotrysia și Microlepidoptera .  

Pentru a evita sinonimia (adică nume diferite pentru același taxon) și omonimia (adică un nume pentru taxoni diferiți), nomenclatura este reglementată în prezent de coduri de nomenclatură , permițând împărțirea în niveluri (vezi Rank (sistematica biologică) ), - separat pentru plante, animale și microorganisme. Toate codurile de nomenclatură utilizează cele trei principii de bază ale nomenclaturii: prioritate, promulgare validă și tip de nomenclatură . În plus, numele tuturor taxonilor trebuie să fie date în latină (din rădăcini latine și grecești sau din nume de persoane sau nume populare), iar numele speciei trebuie să fie binar, adică trebuie să fie format din numele genului și epitetul specific . De exemplu, numele latin pentru un cartof  este Solanum tuberosum L. (ultimul cuvânt indică autorul numelui - în acest caz este Carl Linnaeus; în zoologie, se pune adesea și anul publicării efective).

Fiecare taxon trebuie să aibă un rang, adică să aparțină oricăreia dintre categoriile enumerate. Astfel, rangul este o măsură a corespondenței taxonilor unul cu celălalt; de exemplu, familia Varză și familia Feline  sunt categorii comparabile. Cu toate acestea, nu există o modalitate general acceptată de a calcula rangul și, prin urmare, diferiți taxonomi disting rangurile în moduri diferite [1] .

Diagnosticarea taxonilor

Diagnosticul este înțeles în primul rând ca compilarea de tabele pentru identificarea organismelor ( chei de definiție ). Încă din vremea lui J. B. Lamarck , cheile dihotomice au devenit cele mai răspândite , în care fiecare item (etapă) este împărțit în teză și antiteză , cu indicații despre ce etapă trebuie să treci. Acum aproape întreaga floră și faună de pe glob este acoperită de chei definitive.

În munca practică, biologul sistematic este ghidat de câteva principii și tehnici de bază. În primul rând, clasificarea trebuie să fie o scindare, adică niciun taxon nu poate aparține simultan la două grupuri de același rang și invers, fiecare taxon trebuie să aparțină unui supertaxon (nu trebuie să existe „reziduu”) neclasificat. În al doilea rând, clasificarea trebuie făcută pe o singură bază, adică semnele utilizate pentru clasificare ar trebui să fie alternative (adică, se exclud reciproc: nu pot fi împărțite în „plante cu flori” și „plante lemnoase”). În al treilea rând, clasificarea ar trebui efectuată în funcție de caracteristicile semnificative (de exemplu, caracteristicile de înălțime și greutate nu pot fi utilizate). În al patrulea rând, clasificarea trebuie efectuată în funcție de numărul maxim de caracteristici (luate din cele mai diverse domenii ale biologiei - de la morfologie la biochimie ). Clasificarea începe cu definirea limitelor taxonului inițial, apoi se disting taxonii elementari (de exemplu, speciile) care trebuie clasificate. Următorul pas este gruparea taxonilor. Uneori, această procedură trebuie repetată până când se obține un rezultat acceptabil. Diferite domenii ale taxonomiei diferă în primul rând prin metodele de grupare [1] .

Ierarhie

1. Biota / Superdomeniu
2. Supertarâm / domeniu
3. Subdomeniu
4. Regatul
5. Sub-regatul
6. Supertip / superdiviziune
7. Tip / departament
8. Subtip / subdiviziune
9. Infratip
10. Superclasă
11. Clasă
12. Subclasă
13. Infraclasă
14. Superordine / superordine
15. Echipa / Ordine
16. Subordine / Subordine
17. Superfamilie
18. Familie
19. Subfamilie
20. Trib
21. Subtribul
22. Gen
23. Subgen
24. Suprasecția
25. Secțiune
26. Subsecțiunea
27. Seria / Seria
28. Vedere
29. Subspecie
30. Soi / Rasa
31. Varietate / Infravid
32. subspecie
33. Forma
34. subformular
35. varietate

Evoluții moderne

Acum este acceptat că clasificarea, acolo unde este permisă, ar trebui să urmeze principiile evoluționismului .

De obicei, sistemele biologice sunt create sub forma unei liste, în care fiecare linie corespunde unui taxon (grup de organisme). Începând cu anii 1960, s-a dezvoltat o ramură a sistematicii, numită „ cladistică ” (sau sistematică filogenetică), care se ocupă de ordonarea taxonilor într-un arbore evolutiv - o cladogramă , adică o diagramă a relației taxonilor. Dacă un taxon include toți descendenții unei forme ancestrale, este monofiletic . W. Hennig a oficializat procedura de determinare a taxonului ancestral, iar în sistematica sa cladistică a bazat clasificarea pe o cladogramă construită folosind tehnici computerizate . Această direcție este acum lider în Europa și SUA, în special în domeniul sistematicii genelor (analiza comparativă a ADN -ului și ARN -ului ) [1] .

R. Sokel și P. Snit au fondat în 1963 așa-numita sistematică numerică (numerică), în care asemănarea dintre taxoni este determinată nu pe baza filogeniei, ci pe baza unei analize matematice a unui număr cât mai mare de caracteristici. care au aceeași valoare (greutate).

Domeniile  sunt un mod relativ nou de clasificare. Sistemul cu trei domenii a fost propus în 1990 , dar nu a fost încă adoptat definitiv. Majoritatea biologilor acceptă acest sistem de domenii, dar un număr semnificativ continuă să folosească diviziunea cu cinci regate. Una dintre principalele caracteristici ale metodei cu trei domenii este separarea arheilor ( Archaea ) și bacteriilor ( Bacteria ), care au fost anterior combinate în regnul bacteriilor . Există, de asemenea, o mică parte de savanți care adaugă Archaea ca al șaselea regat, dar nu recunosc domenii.

Astăzi, taxonomia este una dintre științele biologice care se dezvoltă rapid, incluzând tot mai multe metode noi: metode de statistică matematică , analiza datelor computerizate, analiza comparativă a ADN-ului și ARN, analiza ultrastructurii celulare și multe altele.

Evoluția sistemelor de clasificare

Vezi și

• Cladistică
• Cheie de identificare
• taxon
• Taxonomie
• Taxonomia faunei sălbatice
• Nomenclatură trinomială
• Filogenetica
• Taxonomie evolutivă
• Taxonomie populară

Note

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Numai în zoologie.
2. ↑ 1 2 3 4 Neoficial (nestandardizat de Codul Internațional de Nomenclatură Zoologică ) [6] .
3. ↑ 1 2 Sinonim cu subspecie.

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Shipunov, 1999 .
2. ↑ Lyubarsky, 1996 .
3. ↑ Baer K. M. Despre clasificarea artificială și naturală a animalelor și plantelor // Annals of Biology. - M . : Editura MOIP, 1959. - T. 1. - S. 370.
4. ↑ Bruberg, G. Apostoli și linneanism // Carl von Linnaeus = Gunnar Broberg. Carl Linnaeus / Per. din suedez N. Hasso. - Stockholm: Institutul Suedez , 2006. - S. 37-42. — 44 s. — ISBN 91-520-0914-9 . — ISBN 978-91-520-0914-7 .
5. ↑ Gigafamily †Dryomorpha - Nomenclatură și taxonomie - Taxonomiconul . Consultat la 13 aprilie 2013. Arhivat din original pe 9 iunie 2013. (nedefinit)
6. ↑ Codul Internațional de Nomenclatură Zoologică. Ediția a patra = Codul Internațional de Nomenclatură Zoologică. Ediția a patra / Adoptat de Uniunea Internațională de Științe Biologice: per. din engleza. și fr. I. M. Kerzhner. - Ed. al 2-lea, rev. - M . : Parteneriatul publicațiilor științifice ale KMK, 2004. - S. 72. - 224 p. — ISBN 5-87317-142-4 .

Literatură

• Bagotsky SV  Revoluție în sistematică  // Chimie și viață . - 2010. - Nr. 6 .
• Lyubarsky G. Yu.  Arhetip, stil și rang în sistematica biologică // Proceedings of the Zoological Museum of Moscow State University. - 1996. - T. 35 .
• Pavlinov I. Ya. (ed.). Sistematică modernă: aspecte metodologice // Proceedings of the Zoological Museum of Moscow State University. - M . : Editura Universității de Stat din Moscova, 1996. - T. 34 .
• Pavlinov I. Ya.  Abordări de bază în sistematica biologică  // Ziarul electronic „ Biologie ”. - M. , 2010. - Nr. 17-19 . Arhivat din original pe 6 august 2019.  (Accesat: 25 iunie 2010)
• Sistemul lumii organice / A. L. Takhtadzhyan  // Sofflower - Soan. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1976. - ( Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / redactor-șef A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, vol. 23).
• Sistematică / V. G. Geptner  // Sofflower - Soan. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1976. - ( Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / redactor-șef A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, vol. 23).
• Shipunov A. B. . Fundamentele teoriei sistematicii: Manual. - M . : Open Lyceum VZMSh, Dialog-MGU, 1999. - 56 p.
• WC Wheeler. Sistematică. Un curs de prelegeri . - Wiley-Blackwell, 2012. - 426 p. — ISBN 9780470671696 .
• Schuh, Randall T. și Andrew VZ Brower. 2009. Sistematică biologică: principii și aplicații, ed. a II-a. ISBN 978-0-8014-4799-0
• Simpson, Michael G. 2005. Sistematica plantelor . ISBN 978-0-12-644460-5
• Wiley, Edward O. și Bruce S. Lieberman. 2011. Filogenetica: Teoria și practica sistematicii filogenetice , ed. a II-a. ISBN 978-0-470-90596-8

Link -uri

• Introducere în taxonomie la Wikiversitatea  engleză
• Biblioteca lui I. Ya. Pavlinov (cărți despre istoria și teoria sistematicii și nomenclaturii). zmmu.msu.ru   (link descendent din 01-03-2017 [2073 zile])
• Sistematica lumii organice
• Societatea Biologilor Sistematici din Australia
• Societatea Biologilor Sistematici
• Societatea Willi Hennig  (link indisponibil)

Dicționare și enciclopedii	Mare norvegian Rusă mare Brockhaus și Efron Micul Brockhaus și Efron Universalis
În cataloagele bibliografice	GND : 4128136-6 J9U : 987007560769305171 LCCN : sh85090225 NKC : ph165157