Systematyka (biologia)

Wykorzystując cechy ich narządów rozrodczych, Carl von Linné stworzył podstawowy system klasyfikacji roślin

W systematyka (od starożytnego greckiego συστηματικός systēmatikós „zamówionych”) z istot żywych jest obszarem przedmiotem biologii . Nazywa się to również biosystematyką .

System klasyczny zajmuje się głównie tworzeniem klasyfikacji systematycznej (systemu, taksonomii ) oraz nazywaniem ( nomenklaturą ) i identyfikacją ( określaniem ) istot żywych. Współczesny system istot żywych (Stuessy 1990) opiera się na rekonstrukcji plemiennej historii istot żywych ( filogeneza ) i badaniach procesów prowadzących do różnorodności organizmów ( biologia ewolucyjna ), dlatego określany jest również jako naturalny. systematyka.

Koncepcje taksonomii

Obecnie istnieją cztery różne koncepcje taksonomii:

  • Klasyczna klasyfikacja ewolucyjna
  • Taksonomia numeryczna
  • Kladystyka
  • Taksonomia oparta na sekwencjach zasad DNA

Klasyczna klasyfikacja ewolucyjna

Ernst Mayr opiera swój system na koncepcji gatunku biologicznego. Przy klasyfikacji organizmów bierze się pod uwagę zarówno zakres rozbieżności, jak i kolejność rozgałęzień.

Klasyczna klasyfikacja na przykładzie człowieka

Poniżej znajduje się klasyfikacja człowieka jako szczegółowy przykład. Aby wyjaśnić przybliżoną sferę podziału > plemię> klasa> porządek> rodzina> rodzaj, pogrupowano drobne podziały.

Ten sam dokładny podział nie jest wymagany dla wszystkich gatunków. U ssaków z. B. pień nie jest używany. (→  Systematyka zwierząt wielokomórkowych .)

Klasyczna klasyfikacja na przykładzie gadów i ptaków

Krokodyle i ptaki mają młodszego wspólnego przodka niż krokodyle i reszta gadów . Nabycie lotu ptaka należy uznać za istotną innowację, która doprowadziła do promieniowania adaptacyjnego . Dlatego ptaki zostały umieszczone w nowej klasie (Aves); krokodyle (Crocodylia) pozostały jednak jako zakon w klasie Reptilia. Klasa Reptilia jest porównywana do klasy ptaków (Aves). Tak więc Reptilia są taksonem parafiletycznym .

Taksonomia numeryczna (fenetyka)

W taksonomii numerycznej pominięto założenia filogenetyczne. Klasyfikacja gatunków w systemie odbywa się tylko na podstawie wymiernych różnic i podobieństw w cechach anatomicznych. Cechy pierwotne i pochodne nie różnią się od siebie.

Taksonomia liczbowa została w dużej mierze zastąpiona przez kladystykę . Mimo to niektórzy biolodzy nadal stosują metody fenetyczne, takie jak algorytmy łączenia sąsiadów, aby uzyskać wystarczające przybliżenie filogenetyczne, gdy metody kladystyczne są zbyt kosztowne obliczeniowo.

Kladystyka (spójna systematyka filogenetyczna)

Według Willi Henniga , taksony są tworzone tylko przez gatunki, które tworzą zamkniętą społeczność pochodzenia , monophylum. Najmniejszą jednostką systematyki filogenetycznej jest gatunek taksonu, a monophylum to jednostka o naturze organizmowej ponad poziomem gatunku, która składa się ze wszystkich potomków gatunku (rodzicielskiego) i samego gatunku rodzicielskiego. Koncepcja typologiczno-biologiczna gatunku jest odrzucana jako nieadekwatna.

Pojęcie gatunku filogenetycznego zastępuje pojęcie gatunku typologicznego. Ta koncepcja podsumowuje gatunki, które charakteryzują się synapomorfiami i które różnią się od gatunków z autapomorfiami . Autapomorfia to ewolucyjna nowość taksonu, która odróżnia go od innych taksonów, a tym samym stanowi o jego ewolucyjnej wyjątkowości. Synapomorfia reprezentuje cechę, która jest wspólna tylko dla gatunków, które wyłoniły się bezpośrednio z gatunku rodzicielskiego. Cecha występująca u dwóch taksonów, które wyewoluowały we wcześniejszych gatunkach łodyg wspólnej linii łodygi, a którą można również znaleźć u innych taksonów w porównaniu z grupami zewnętrznymi, nazywa się plesiomorfizmem. Gatunek przestaje istnieć, gdy poprzez specjację (tworzenie gatunków) przeobraża się w dwa nowe gatunki. System naturalny to kladogram dychotomiczny (szczegóły patrz kladystyka ).

Przykład:

System filogenetyczny zauropsydy (wersja 1)

Taksonomia oparta na sekwencjach zasad DNA

W przyszłości różnice między poszczególnymi gatunkami będą systematycznie opracowywane dla wszystkich znanych gatunków na podstawie porównania ich sekwencji zasad DNA (patrz kody kreskowe DNA ). Mamy nadzieję, że pozwoli to lepiej zrozumieć ewolucję .

Jednak sukces i cel czysto genetycznego przetwarzania bioróżnorodności jest kontrowersyjny. Różne koncepcje gatunkowe nie mają uniwersalnego zastosowania, ponieważ koncepcje gatunkowe są konstruktami o podstawach empirycznych. Ostre rozróżnienie między gatunkami wykorzystującymi metody genetyczne prawdopodobnie zawiedzie w ramach dotychczasowych koncepcji gatunkowych, ponieważ nie można zastosować jednolitej metody dla wszystkich taksonów. Równie wątpliwe jest, czy zwycięży czysto genetyczna koncepcja gatunku, za pomocą której gatunki można kategoryzować według absolutnie mierzalnych różnic genetycznych.

Taksonomia i systematyka w badaniach i nauce

Taksonomia i systematyka to dziedziny klasycznej biologii organizmów. Na niemieckich uniwersytetach zmniejsza się odsetek kształcenia taksonomicznego na kierunku biologia, a wraz z nim odsetek systematycznie doświadczonych biologów i ekologów. Znaczenie dobrego przetwarzania taksonomicznego w kolekcjach i w terenie stało się jasne podczas wdrażania Konwencji o różnorodności biologicznej (CBD) : Aby chronić gatunki, populacje i siedliska, podmioty muszą być w stanie wiarygodnie zidentyfikować gatunki zwierząt i roślin.

fabuła

Arystoteles

Arystoteles ułożył znane mu żywe istoty w skali ( Scala Naturae ) według stopnia ich „doskonałości”, czyli od prymitywnych do bardziej rozwiniętych. Wprowadził nazwy dla poszczególnych grup, które są używane do dziś ( Coleoptera , Diptera ). W starożytności jako kryterium klasyfikacji stosowano na przykład zwyczaj ( zioło , krzew , krzew , drzewo ) lub sposób życia ( zwierzę gospodarskie , dzikie , wodne ).

Carl von Linné

Carl von Linné używał nomenklatury binarnej do nazywania gatunków w swoich pracach Species Plantarum (od 1753) i Systema Naturae (od 1758) . Głównym celem tej nomenklatury jest jednoznaczne nazewnictwo gatunków niezależnie od ich opisu.

Linneusz systematyka roślin

Linneusz wykorzystał strukturę kwiatu do klasyfikacji roślin . Podzielił rośliny na 24 klasy - głównie według liczby i kształtu pręcików (wytrzymałości) . System Linnégo odpowiadał wymogom jego czasów, w których przed przyrodnikami otwierały się nowe, ogromne przestrzenie doznań. Wyjazdy eksploracyjne i handlowe skonfrontowały europejskich biologów z ogromną liczbą nowych gatunków, które chciałyby opisać i sklasyfikować. System Linneusza nie był już używany po 1850 roku, ponieważ nie był to system naturalny. Wraz z pojawieniem się Darwin's Origin of Species , system seksualny Linneusza stał się całkowicie przestarzały, ponieważ odtąd chciało się organizować żywe istoty zgodnie z ich pozycją filogenetyczną (system naturalny). Klasyfikacja Linnégo niższych rang taksonomicznych ( gatunek , rodzaj ) jest często nadal aktualna. Wynika to z faktu, że kryterium Linneusza budowy kwiatów jest ściśle związane z procesem specjacji (u roślin kwitnących) - zmiany w morfologii kwiatów, mechanizmie zapylania itp. często prowadzą bezpośrednio do powstania nowych gatunków.

Linnés systematyka zwierząt

Z jego systemem dla zwierząt jest zupełnie inaczej . Podstawowym pojęciem jest typologiczna definicja gatunku, czyli redukcja obfitości cech do kilku kluczowych cech oraz abstrakcja możliwych wariacji w obrębie gatunku do jednego typu („idealistyczna morfologia ”). Jego grupowanie odzwierciedlało naturalny system dla niższych taksonów, takich jak gatunki i rodzaje. Ale Linneusz już zdał sobie sprawę, że jego klasyfikacja dla wyższych taksonów pozostaje sztucznym systemem ze względu na dość arbitralne kryteria. Bo przy tym wszystkim Linneusz założył niezmienność gatunku i nie miał zamiaru tworzyć systemu filogenetycznego . Dopiero później dało to powód i standard naturalności systemu.

Teoria ewolucji

Od czasu pojawienia się teorii ewolucji podjęto wysiłki w celu przekształcenia tego częściowo sztucznego systemu w system naturalny, który lepiej odzwierciedla relacje pochodzenia ( filogenetyka ). Początkowo główną rolę odgrywała homologacja narządów. Strukturę białek badano od lat 70. XX wieku w celu uzyskania wskazówek na temat stopnia pokrewieństwa. W tym celu wykorzystuje się nie tylko cechy morfologiczne i anatomiczne, ale także biochemiczne ( chemosystematyka ), fizjologiczne , cytologiczne i etologiczne . Przede wszystkim podobieństwo genetyczne służy do określania relacji rodzinnych bezpośrednio na tle genetycznym .

Rolę systematyki w zrozumieniu historii organizmów opisał już Karol Darwin w swojej książce O powstawaniu gatunków : „Jeżeli wyjdziemy od tej idei, że system naturalny, o ile można go przeprowadzić, jest uporządkowany genealogicznie. .. rozumiemy zasady, którymi musimy się kierować przy klasyfikowaniu.”

Zobacz też

literatura

  • Tod F. Stuessy: Taksonomia roślin. Systematyczna ocena danych porównawczych. Columbia University Press, Nowy Jork 1990, ISBN 0-231-06784-4 .
  • Bernhard Wiesemüller, Hartmut Rothe , Winfried Henke : Systematyka filogenetyczna. Wstęp. Springer, Berlin i in. 2003, ISBN 3-540-43643-X , s. 99-116 ( plesiomorfizm i apomorfizm ).
  • Guillaume Lecointre, Hervé Le Guyader: Biosystematyka. Springer, Berlin i in. 2006, ISBN 3-540-24037-3 .
  • Alexander Rian: imiona łacińskie. Niezrozumiane - niezbędne. Znaczenie i cel nazewnictwa naukowego. 2006/2007, online na archive.is ( Pamiątka z 16.04.2009 w Internet Archive ), (Podstawy systematyki herpetologii podane są w prosty i zrozumiały sposób ).
  • Jacques André: Lexique des termes de botanique po łacinie. Paryż 1956 (= Études et commentaires. Tom 23).
  • Douglas Zeppelini i in.: Dylemat autocytowania w taksonomii. W: Ekologia i ewolucja przyrody. Tom 5, 2021, s. 2, doi: 10.1038 / s41559-020-01359-y .

linki internetowe

Wikispecies : Strona główna  - Katalog gatunków

Indywidualne dowody

  1. ^ Tod F. Stuessy: Taksonomia roślin. Systematyczna ocena danych porównawczych. Columbia University Press, Nowy Jork NY 1990, ISBN 0-231-06784-4 .
  2. ↑ Liczniki gatunków również wymierają - prawie nie ma katedr taksonomicznych w Niemczech.