Что такое систематика по какому принципу построена классификация организмов к линнея

Развитие биологии в додарвиновский период.Система К. Линнея

Вопрос 1. Что было известно о живой природе в Древнем мире?
В эпоху Античности некоторые древнегреческие философы выделяли материальное начало, которое рассматривали как первоисточник всего живого. Фалес Милетский (ок. 625—547 до н. э.) таким первоисточником считал воду. Живший на полвека позже Анаксагор (ок. 500—428 до н.э.) утверждал, что живые организмы произошли из воздуха. Демокрит (ок. 470 или 460 до н.э. — умер в глубокой старости) был уверен, что основой зарождения жизни является ил. Серьезный вклад в развитие представлений о жизни внес Аристотель (384—322 до н.э.), создавший теорию непрерывного и постепенного развития живого из неживого, первую систематику животных, а также «лестницу существ».

Вопрос 2. Чем можно объяснить господство представлений о неизменности видов в XVIII в.?
В XVIII в. в Европе господствовало мировоззрение, основанное на догматах христианской церкви. Ученые считали, что поскольку все живые организмы созданы Богом, то они совершенны, отвечают цели своего существования и неизменны во времени. Такое метафизическое направление в биологии получило название «креационизм».

Вопрос 3. Что такое систематика?
Систематика — это наука о классификации живых организмов. В древности существовало множество разнообразных систем классификации. Основы современной систематики были заложены в XVIII в. шведским естествоиспытателем Карлом Линнеем (1707— 1778).

Вопрос 4. По какому принципу построена классификация организмов К. Линнея?
Основой классификации К. Линнея является принцип иерархичности таксонов (групп организмов), когда несколько более мелких таксонов объединяются в более крупный. Виды объединяются в род, роды — в отряд и т. д. Самой крупной таксономической единицей в системе К. Линнея являлся класс. Для обозначения видов К. Линней использовал бинарную (двойную) номенклатуру: первое слово названия обозначало род, второе — видовую принадлежность. Например, Ноmo sapiens — человек разумный, Convallaria majalis — ландыш майский, Ursus arctos — медведь бурый.

Вопрос 5. Поясните мысль, высказанную К.Линнеем: «Система — это ариаднина нить ботаники, без нее гербарное дело превращается в хаос».
В XVIII в. было уже известно множество видов растений. При отсутствии строгой классификации становилось все сложнее работать с ними, отделять один вид от другого, объединять родственные виды в группы, определять степень их родства. Иными словами, как нить Ариадны вывела героя Тезея из Лабиринта, так и систематика помогла навести порядок в том хаосе знаний, которые накопили ученые до Линнея.

Источник

Биологическая систематика

Содержание

Цели и принципы систематики

Основные цели систематики:

Систематика всегда предполагает, что:

Современные классификации живых организмов построены по иерархическому принципу. Различные уровни иерархии (ранги) имеют собственные названия (от высших к низшим): царство, тип или отдел, класс, отряд или порядок, семейство, род и, собственно, вид. Виды состоят уже из отдельных особей.

Принято, что любой конкретный организм должен последовательно принадлежать ко всем семи категориям. В сложных системах часто выделяют дополнительные категории, например, используя для этого приставки над- и под- (надкласс, подтип и т. п.). Каждый таксон должен иметь определённый ранг, то есть относиться к какой-либо таксономической категории.

Этот принцип построения системы получил название Линнеевской иерархии, по имени шведского натуралиста Карла Линнея, труды которого были положены в основу традиции современной научной систематики.

Сравнительно новым является понятие надцарства, или биологического домена. Оно было предложено в 1990 Карлом Вёзе и ввело разделение всей биомассы Земли на три домена: 1) эукариоты (домен, объединивший все организмы, клетки которых содержат ядро); 2) бактерии; 3) археи.

История систематики

В 1172 году арабский философ Аверроэс сделал сокращённый перевод трудов Аристотеля на арабский язык. Его собственные комментарии были утеряны, но сам перевод дошёл до наших дней на латыни.

Большой вклад сделал швейцарский профессор Конрад Геснер (1516—1565).

Эпоха великих открытий позволила учёным существенно расширить знания о живой природе. В конце XVI — начале XVII веков начинается кропотливое изучение живого мира, вначале направленное на хорошо знакомые типы, постепенно расширившееся, пока, наконец, не сформировался достаточный объём знаний, составивший основу научной классификации. Использование этих знаний для классификации форм жизни стало долгом для многих известных медиков, таких как Иероним Фабриций (1537—1619), последователь Парацельса Педер Сёренсен [en] (1542—1602, известен также как Петрус Северинус), естествоиспытатель Уильям Гарвей (1578—1657), английский анатом Эдвард Тайсон (1649—1708). Свой вклад сделали энтомологи и первые микроскописты Марчелло Мальпиги (1628—1694), Ян Сваммердам (1637—1680) и Роберт Гук (1635—1702).

Английский натуралист Джон Рей (1627—1705) опубликовал важные работы по растениям, животным и натуральной теологии. Подход, использованный им при классификации растений в его «Historia Plantarum», стал важным шагом по направлению к современной таксономии. Рей отверг дихотомическое деление, которое использовалось для классификации видов и типов, предложив систематизировать их по схожести и отличиям, выявленным в процессе изучения.

Линней

Линней использовал в классификации четыре уровня (ранга): классы, отряды, роды и виды. Введённый Линнеем метод формирования научного названия для каждого из видов используется до сих пор (применявшиеся ранее длинные названия, состоящие из большого количества слов, давали описание видов, но не были строго формализованы). Использование латинского названия из двух слов — название рода, затем видовой эпитет — позволило отделить номенклатуру от таксономии. Данное соглашение о названиях видов получило наименование «бинарная номенклатура».

После Линнея

В конце XVIII века Антуан Жюссьё ввёл категорию семейства, а в начале XIX века Жорж Кювье сформулировал понятие о типе животных. Вслед за этим категория, аналогичная типу, — отдел — была введена для растений.

Чарлз Дарвин предложил понимать естественную систему как результат исторического развития живой природы. Он писал в книге «Происхождение видов»:

…общность происхождения и есть та связь между организмами, которая раскрывается перед нами при помощи наших классификаций.

Дарвин предположил, что наблюдаемая таксономическая структура, в частности, иерархия таксонов, связана с их происхождением друг от друга. Так возникла эволюционная систематика, ставящая во главу угла выяснение происхождения организмов, для чего используются как морфологические, так и эмбриологические и палеонтологические методы.

Наименование и описание таксонов

К началу XX века в систематике оформилось семь основных таксономических категорий:

Любое растение или животное должно последовательно принадлежать ко всем семи категориям. Часто систематики выделяют дополнительные категории, используя для этого приставки под- (sub-), инфра- (infra-) и над- (super-), например: подтип, инфракласс, надкласс. Такие категории обязательными не являются, то есть при систематизации объекта их можно пропустить. Кроме того, часто выделяются и другие категории: раздел (divisio) между подцарством и надтипом у животных, когорта (cohors) между подклассом и надпорядком, триба (tribus) между подсемейством и родом, секция (sectio) между подродом и видом, и так далее. Часто такие категории используются лишь в систематике каких-то конкретных таксонов (например, насекомых).

Для того чтобы избежать синонимии (то есть разных названий одного и того же таксона) и омонимии (то есть одного названия для разных таксонов), в настоящее время номенклатура регулируется номенклатурными кодексами, позволяющими деление на уровни (см. Ранг (биологическая систематика)),— отдельно для растений, животных и микроорганизмов. Во всех номенклатурных кодексах используются три основные принципа номенклатуры: приоритета, действительного обнародования и номенклатурного типа. Кроме того, названия всех таксонов должны даваться по-латыни (от латинских и греческих корней либо от личных имён или народных названий), а название вида должно быть бинарным, то есть состоять из названия рода и видового эпитета. Например, латинское название картофеля — Solanum tuberosum L. (последнее слово обозначает автора названия — в данном случае это Карл Линней; в зоологии часто ставят ещё и год действительного обнародования).

Диагностика таксонов

Под диагностикой понимают прежде всего составление таблиц для определения организмов (так называемых 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.

Иерархия

Современные разработки

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

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 изобретена 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 археев (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.

Источник

eponim2008

Жизнь замечательных имен

Короткие истории о вещах и о людях, давших им свое имя

Как построена система классификации живых организмов Линнея?

Систематика Линнея имела для биологии такое же значение, как чуть позже для химии таблица Менделеева. Уже в 19-м веке биология стала полноценной наукой с многообещающими горизонтами и с широчайшей областью применения. К тому же в широком этом поле заблудиться было невозможно. Любой вновь найденный живой организм находил свою «полочку».

«Полочками» в системе Линнея оказались классификационные группы, называемые таксонами. Слово «таксон» происходит от древнегреческого слова «таксис» («устройство, организация»), и через это слово «таксон» связан с термином «тактика» (первоначально означавшем способы построения войск). А через посредство латинского языка из «таксиса» образовалось слово «такса» («платеж»). Так что с точки зрения этимологии «таксон» – дальний родственник такси, автомобиля, который перевозит людей и грузы за плату.

В классификации Линнея таксоны выстроены по иерархическому принципу, то есть образуют уровни. Все таксоны одного уровня не пересекаются. Это значит, что они построены таким образом, чтобы любой живой организм можно было отнести к одному, и только к одному, таксону. Хищники – это отдельный таксон, а грызуны – отдельный.

При этом не должно быть ни одного живого организма, который бы одновременно входил в два таксона. Например, был бы одновременно и хищником, и грызуном. И, кроме того, нет ни одного живого организма, который не входил бы в какой-либо таксон самого нижнего уровня.

С другой стороны, таксоны более высокого уровня полностью включают в себя один или несколько таксонов нижнего уровня. Таксон более высокого уровня «млекопитающие» полностью включает в себя и таксон «грызуны», и таксон «хищники», и еще десяток других таксонов. Все грызуны – млекопитающие и все хищники – млекопитающие. Без исключения.

В своей классификации Линней выделил пять уровней иерархии, которые назвал (если следовать сверху вниз) классами, отрядами, семействами, родами и видами. Позже ученые добавили в классификацию Линнея еще несколько, более высоких уровней иерархии, а также промежуточные уровни, но принцип систематизации биологических объектов не изменился.

На самом нижнем уровне иерархии живых организмов находится вид. Вид – это группа животных, растений или микроорганизмов, объединяющая особей, которые имеют общий внешний вид, строение, физиологию и биохимию, а также поведение. Все живые организмы, составляющие вид, скрещиваются между собой и дают плодовитое потомство, населяют определенную территорию (ареал) и сходным образом изменяются под влиянием внешней среды. Как видим, для того, чтобы отнести живой организм к тому или иному виду, следует рассмотреть совокупность самых разнообразных признаков. Поэтому описание вида – серьезная и нелегкая задача, которая по плечу не всякому ученому, а лишь эрудированному и педантичному. А открытие нового вида в биологии – большое научное достижение.

Несколько похожих видов объединяют в род. При этом в один род может входить много видов, небольшое число видов или даже один вид. Точно так же несколько видов образуют семейства, несколько семейств – отряды, а несколько отрядов объединяются в класс.

Поднимемся еще на один уровень. В семейство гоминид, кроме рода Homo входят также другие роды, а именно, роды человекообразных обезьян: орангутанов ( Pongo ), горилл ( Gorilla ) и шимпанзе ( Pan ).

А все это многообразие входит в класс млекопитающих, который включает в себя кроме приматов большое количество других отрядов, например, хищников ( Carnivora ), грызунов ( Rodentia ), китообразных (Cetacea ) и прочих. В общем, понятно, что чем выше уровень иерархии в системе классификации, тем больше животных, растений или микроорганизмов включают в себя таксоны на этом уровне. На самом нижнем уровне таксонов больше, но зато они не такие многочисленные.

Биологическая систематика должна быть универсальной. То есть, все биологи мира должны понимать ее одинаково. Поэтому для наименований в биологии используются не живые языки, а язык искусственный, созданный к тому же на основе мертвого, латинского, языка. Этот искусственный язык называется биологическим латинским языком. Биологический латинский значительно отличается от классической латыни. Он использует латинский алфавит с добавлением тех букв, которых в Древнем Риме не знали, а именно, «j», «k» и «w». Кроме того в биологическом латинском языке используются латинские правила грамматики, например, для образования множественного числа и прилагательных. В качестве корней для названий могут использоваться слова латинского языка, и латинизированные слова других языков, в первую очередь, древнегреческого.

Научное название любого вида всегда двойное (бинарное). Это значит, что оно состоит из двух слов: во-первых, из названия рода, к которому данный вид принадлежит, а во-вторых, из названия вида. Первое слово – существительное, второе – прилагательное. Первое слово пишется с заглавной буквы, а второе – со строчной. Примеры названий видов: Пшеница твёрдая (Triticum durum), Пшеница мягкая (Triticum aestivum), Полба (Triticum dicoccum) – это все различные виды пшеницы. Triticum (Пшеница) – это родовое название. В свою очередь род Triticum входит в семейство Злаков (Poaceae).

Или другой пример: цветок Linnaea borealis, названный в честь самого Карла Линнея – линнея северная.

Благодаря системе Линнея в грандиозной мозаике живого мира каждому виду животных или растений находилось свое место. И свое название тоже.

Источник

Система классификации Линнея

Все живые существа можно классифицировать с помощью иерархической системы, в основе которой лежат категории рода и вида.

Карл Линней, шведский физиолог, был профессором медицины в университете города Упсала. Он заведовал большим ботаническим садом, который был нужен университету для проведения научных исследований. Люди присылали ему растения и семена со всего света для выращивания в ботаническом саду. Именно благодаря интенсивному изучению этой огромной коллекции растений Карл Линней сумел решить задачу систематизации всех живых существ — сегодня ее назвали бы задачей таксономии (систематики). Можно сказать, что он придумал категории для популярной в Америке викторины «Двадцать вопросов», в которой первым делом спрашивают, относится ли предмет к животным, растениям или минералам. В системе Линнея действительно все относится либо к животным, либо к растениям, либо к неживой природе (минералам).

Чтобы легче понять принцип систематизации, представьте, что вы хотите классифицировать все дома в мире. Можно начать с того, что дома в Европе, например, больше похожи друг на друга, чем на дома в Северной Америке, поэтому на первом, самом грубом уровне классификации необходимо указать континент, где расположено здание. На уровне каждого континента можно пойти дальше, отметив, что дома в одной стране (например, во Франции) больше похожи друг на друга, чем на дома в другой стране (например, в Норвегии). Таким образом, вторым уровнем классификации будет страна. Можно продолжать в том же роде, рассматривая последовательно уровень страны, уровень города и уровень улицы. Номер дома на конкретной улице будет той конечной ячейкой, куда можно поместить искомый объект. Значит, каждый дом будет полностью классифицирован, если для него будут указаны континент, страна, город, улица и номер дома.

Линней заметил, что подобным образом можно классифицировать живые существа в соответствии с их характеристиками. Человек, например, больше похож на белку, чем на гремучую змею, и больше похож на гремучую змею, чем на сосну. Проделав те же рассуждения, что и в случае домов, можно построить систему классификации, в которой каждое живое существо получит свое уникальное место.

Следующая категория классификации — класс. Человек является представителем класса млекопитающих — теплокровных животных с шерстью, живородящих и выкармливающих своих детенышей молоком. Этот уровень различает человека и таких животных, как пресмыкающиеся и птицы. Следующая категория — отряд. Мы относимся к отряду приматов — животных с бинокулярным зрением и руками и ногами, приспособленными для хватания. Классификация человека как относящегося к приматам отличает нас от других млекопитающих — таких, например, как собаки и жирафы.

Следующие две категории классификации — семейство и род. Мы относимся к семейству гоминид и роду Homo. Впрочем, это разграничение мало что значит для нас, поскольку других представителей нашего семейства и нашего рода больше нет (хотя в прошлом они существовали). У большинства животных каждый род содержит несколько представителей. Например, белый медведь — это Ursus maritimis, а медведь гризли — Ursus horibilis. Оба эти медведя относятся к одному роду (Ursus), но к разным видам — они не скрещиваются.

Последняя категория в классификации Линнея — вид — обычно определяется как популяция особей, которые могут скрещиваться между собой. Человек относится к виду sapience.

При описании животных принято указывать род и вид. Поэтому человек классифицируется как Homo sapiens («Человек разумный»). Это не означает, что другие категории классификации не важны — они просто подразумеваются, когда говорят о роде и виде. Главный вклад Линнея в науку состоит в том, что он применил и ввел в употребление так называемую бинарную номенклатуру, согласно которой каждый объект классификации обозначается двумя латинскими названиями — родовым и видовым.

Классифицируя таким способом живую природу, система Линнея определяет каждому организму свое собственное уникальное место в мире живых существ. Но успех зависит в первую очередь от того, насколько правильно систематик выделит важные физические характеристики, и здесь возможны неверные суждения и даже ошибки — Линней, к примеру, отнес бегемота к отряду грызунов! В настоящее время при систематизации все больше учитывается генетический код отдельных организмов или история их эволюции — генеалогическое древо (этот подход называется кладистикой).

Шведский ботаник и врач. Родился в Росхульте, изучал медицину в Лундском университете, а с 1728 года — в Упсальском университете. Впоследствии начал заниматься систематизацией растений, а затем — животных и минералов. Осознал родовое сходство между различными группами, классифицировав китов как млекопитающих и поместив человека и приматов в один класс. В 1741 году Линней стал профессором Упсальского университета. Исследование коллекции растений университетского ботанического сада привело его к созданию бинарной классификации растений. После смерти Линнея эта коллекция и тематическая библиотека были куплены английским натуралистом Джеймсом Смитом, а позже приобретены лондонским Линнеевским обществом.

Источник

§ 50. Принципы систематики. Современная биологическая система

Оглавление

Понятие о систематике. В результате биологической эволюции на Земле возникло удивительное многообразие организмов. По оценкам ряда ученых, в настоящее время на планете обитают более 10 млн видов. К этому количеству следует добавить сотни миллионов видов, которые существовали в прошлом, но в ходе эволюции вымерли. Для изучения такого огромного разнообразия организмов очень важно их классифицировать, т. е. распределять по группам в соответствии с определенными признаками. Классификацией организмов, изучением их многообразия, происхождения и филогенетических (родственных) отношений занимается систематика.

Первую научную систему живой природы разработал шведский ученый Карл Линней в середине XVIII ст. Он классифицировал живые организмы на основании небольшого количества произвольно выбранных признаков. Так, например, птицы были разделены К. Линнеем на систематические группы в зависимости от формы клюва, а цветковые растения — на основании количества тычинок и пестиков. Линней был креационистом, поэтому его классификация не основывалась на анализе происхождения и родства организмов. Вместе с тем она оказалась самой удачной среди систем того времени. Система природы, разработанная К. Линнеем, была широко принята естествоиспытателями и стала основой для современной классификации организмов.

Основным сочинением К. Линнея, посвященным классификации живых организмов, был труд «Система природы». Первое издание этой книги было опубликовано в 1735 г. и содержало всего 11 страниц. А в двенадцатом издании (1766 — 1768 гг.), вышедшем под авторством К. Линнея последним, было уже около 2400 страниц. Оно содержало описание более 7500 видов растений и свыше 4000 видов животных.

Современная систематика для классификации организмов использует целый комплекс признаков. Учитываются, например, их внешнее и внутреннее строение, история эволюционного развития на основе палеонтологических данных, процессы жизнедеятельности и биохимические особенности (состав белков, запасные питательные вещества и др.), эмбриональное развитие, особенности строения клеток, кариотип, распространение на планете. Это позволяет классифицировать организмы на основании их эволюционного родства, а не только сходства по тому или иному признаку.

Отдельные признаки неродственных организмов могут быть очень похожими в результате приспособления к одинаковым или близким условиям среды (вспомните, как называется способ осуществления эволюционного процесса, приводящий к появлению таких признаков). В то же время даже близкородственные виды могут заметно различаться. Поэтому очень важно, что в современной систематике организмы распределяют по группам с учетом их происхождения, исторического развития и родства.

Принципы систематики. В основе классификации организмов лежат два главных принципа: иерархичности (соподчиненности) и бинарной номенклатуры. Они были введены еще К. Линнеем и остаются актуальными по сей день.

Классифицируя организмы, ученые распределяют их по группам. Такие группы называются систематическими (таксономическими) единицами или таксонами. Принцип иерархичности заключается в том, что систематические единицы последовательно «подчиняются» друг другу, т. е. крупные таксоны делятся на более мелкие, те в свою очередь на еще более мелкие и т. д. Выделяют семь основных систематических единиц, наименьшей из которых является вид. Родственные виды объединяют в роды. Так, например, на территории нашей страны обитают три вида рода Жаба (рис. 50.1). Близкие роды объединяют в семейства, семейства — в порядки, порядки — в классы, классы — в отделы, а отделы — в царства. Важно отметить, что для классификации животных традиционно вместо таксона порядок используется отряд, а вместо отдела — тип. Любой организм независимо от того, существует он ныне либо существовал в прошлом, должен последовательно принадлежать ко всем семи основным систематическим единицам. Основные таксоны, использующиеся в систематике, и примеры классификации приведены в таблице 50.1.

Таблица 50.1. Основные таксоны и примеры классификации

Источник