Стварэнне біялагічнай сістэматыкі

Уводзіны

Тэмай дадзнага рэферата з`яўляецца “стварэнне біялагічнай сістэматыкі”. Гэтая тэма заўсёды будзе актуальнай, паколькі пакуль існуюць жывыя арганізмы, іх трэба будзе неяк называць, а для таго, каб не ўзнікала блытаніцы і існуе сістэматыка.

Біялагічная сістэматыка - навуковая  дысцыпліна, у задачы якой уваходзіць распрацоўка прынцыпаў класіфікацыі жывых арганізмаў і практычнае прыкладанне гэтых прынцыпаў да пабудовы сістэмы. Пад класіфікацыяй тут разумеецца апісанне і размяшчэнне ў сістэме ўсіх існуючых і вымерлых арганізмаў

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мэты і прынцыпы сістэматыкі

Завяршальным этапам працы сістэматыка, які адлюстроўвае яго ўяўленні аб нейкай групе жывых арганізмаў, з'яўляецца стварэнне Натуральнай Сістэмы. Мяркуецца, што гэтая сістэма, з аднаго боку, ляжыць у аснове прыродных з'яў, з другога боку, з'яўляецца толькі этапам на шляху навуковага даследавання. У адпаведнасці з прынцыпам пазнавальнай невычэрпнасьці прыроды натуральная сістэма недасяжная.

«Паглыбленае вывучэнне  ўжо вядомых гуртоў, усё больш  растлумачваючы іх узаемныя суадносін, будзе патрабаваць іншых супастаўленняў ці, дакладней сказаць, перастаноўкі членаў. Нам здаецца, што натуральная сістэма заўсёды будзе падвяргацца пастаянным зменам, так як кожная спроба можа быць выканана толькі ў сувязі са станам навуковых ведаў свайго часу. »

- К. М. Бэр

 

Асноўныя мэты сістэматыкі:

найменне (у тым ліку і  апісанне) таксонаў,

дыягностыка (вызначэнне, то ёсць знаходжанне месца ў сістэме),

экстрапаляцыя, гэта значыць  прадказанне прыкмет аб'екта, грунтуецца на тым, што ён ставіцца да таго ці іншага таксонаў. Напрыклад, калі на падставе будынка зубоў мы аднеслі жывёла да атрада грызуноў, то можам меркаваць, што ў яго маецца доўгая сляпая кішка і стопоходящие канечнасці, нават калі нам невядомыя гэтыя  часткі цела.

Сістэматыка заўсёды мае на ўвазе, што:

навакольнае нас разнастайнасць жывых арганізмаў мае пэўную ўнутраную  структуру,

гэтая структура арганізавана іерархічна, то ёсць розныя таксонаў паслядоўна падначалены адзін аднаму,

гэтая структура пазнавальнасці да канца, а значыць, магчыма пабудова поўнай і ўсёабдымнай сістэмы  арганічнага свету («натуральнай сістэмы»).

Гэтыя здагадкі, якія ляжаць у аснове любой таксанамічных  працы, можна назваць аксіёма  сістэматыкі [1].

Сучасныя класіфікацыі жывых  арганізмаў пабудаваны па іерархічным  прынцыпе. Розныя ўзроўні іерархіі (рангі) маюць уласныя назвы (ад вышэйшых да ніжэйшых): царства, тып або аддзел, клас, атрад ці парадак, сямейства, род  і, уласна, выгляд. Віды складаюцца ўжо  з асобных асобін.

Прынята, што любы канкрэтны  арганізм павінен паслядоўна належаць да ўсіх сямі катэгорый. У складаных сістэмах часта вылучаюць дадатковыя катэгорыі, напрыклад, выкарыстоўваючы для гэтага прыстаўкі над-і пад-(надклас, падтып і т. п.). Кожны таксон павінен мець вызначаны ранг, гэта значыць ставіцца да якой-небудзь таксанамічнай катэгорыі.

Гэты прынцып пабудовы сістэмы атрымаў назву Лінэеўскай іерархіі, па імя шведскага натураліста Карла Лінэя, працы якога былі пакладзены ў аснову традыцыі сучаснай навуковай сістэматыкі.

Параўнальна новым з'яўляецца паняцце надцарства, або біялагічнай  дамена. Яно было прапанавана ў 1990 годзе Карлам Везе і ўвяло падзел ўсіх біялагічных таксонаў на тры  дамена: 1) эукарыёт.Асноўныя (дамен, які аб'яднаў ўсе арганізмы, клеткі якіх ўтрымліваюць ядро); 2) бактэрыі; 3) археи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гісторыя сістэматыкі

Першыя вядомыя нам  спробы класіфікаваць формы жыцця распачаў ў антычным свеце Гептадор, а затым Арыстоцель і яго вучань Тэафраст, якія аб'ядноўвалі ўсё жывое ў адпаведнасці са сваімі філасофскімі поглядамі. Яны далі даволі падрабязную сістэму жывых арганізмаў. Расліны былі падзеленыя імі на дрэвы і травы, а жывёлы - на групы з «цёплай» і «халоднай» крывёю. Апошняя прыкмета мела вялікае значэнне для выяўлення ўласнай, ўнутранай упарадкаванасці жывой прыроды. Так нарадзілася натуральная сістэма, якая адлюстроўвае ўпарадкаванасць, якая ёсць у прыродзе.

У 1172 арабскі філосаф Аверроэс зрабіў скарочаны пераклад прац Арыстоцеля на арабскую мову. Яго ўласныя каментары былі згубленыя, але сам пераклад дайшоў да нашых дзён на латыні.

Вялікі ўклад зрабіў швейцарскі прафесар Конрад Геснер (1516-1565).

Эпоха вялікіх адкрыццяў  дазволіла навукоўцам істотна пашырыць веды аб жывой прыродзе. У канцы XVI - пачатку XVII стагоддзяў пачынаецца карпатлівае вывучэнне жывога свету, спачатку накіраванае на добра знаёмыя тыпы, паступова пашыралі, пакуль, нарэшце, не сфармаваўся дастатковы аб'ём ведаў, які склаў аснову навуковай класіфікацыі. Выкарыстанне гэтых ведаў для класіфікацыі формаў жыцця стала абавязкам для многіх вядомых медыкаў, такіх як Еранім Фабрыцыо (1537-1619), паслядоўнік Парацэльса Педер Серэнсэн (1542-1602, вядомы таксама як Петрус Северынус), прыродазнавец Уільям Гарвей (1578-1657 ), англійская анатам Эдвард Тайсан (1649-1708). Свой уклад зрабілі энтамолагі і першыя мікраскапісты Марчэла Мальпігі (1628-1694), Ян Сваммердам (1637-1680) і Роберт Гук (1635-1702).

Англійская натураліст Джон Рэй (1627-1705) апублікаваў важныя работы па раслінам, жывёлам і натуральнай тэалогіі. Падыход, выкарыстаны ім пры класіфікацыі раслін у яго «Historia Plantarum», стаў важным крокам у напрамку да сучаснай таксанаміі. Рэй адхіліў дыхатамічнае дзяленне, якое выкарыстоўвалася для класіфікацыі відаў і тыпаў, прапанаваўшы сістэматызаваць іх па падабенства і адрозненняў, выяўленых у працэсе вывучэння.

 

 

 

Лінэй

Парадак ёсць падраздзяленне класаў, якое ўводзіцца для таго, каб не размяжоўваць роды ў ліку большым, чым іх лёгка можа ўспрыняць розум.

- Карл Лінэй

Да пачатку XVIII стагоддзя  навукай быў назапашаны вялікі аб'ём біялагічных ведаў, аднак з пункту гледжання структуравання гэтых  ведаў біялогія істотным чынам адставала  ад іншых натуральных навук, актыўна  развіваліся ў выніку навуковай  рэвалюцыі. Вызначальным укладам у  ліквідацыі гэтага адставання стала  дзейнасць шведскага прыродазнаўца  Карла Лінэя (1707-1778), які вызначыў і рэалізаваў на практыцы асноўныя палажэнні навуковай сістэматыкі, што дазволіла біялогіі ў дастаткова кароткія тэрміны стаць паўнавартаснай навукай.

Галоўным у сістэматыцы, на думку Лінэя, з'яўляецца пабудова натуральнай сістэмы, якая, у адрозненне ад каталожных спісаў, «сама па сабе паказвае нават на прапушчаныя расліны». Ён быў аўтарам адной з папулярных штучных сістэм раслін, у якой кветкавыя расліны размяркоўваліся па класах у залежнасці ад колькасці тычачак і песцікаў у кветцы. Праца Лінэя «Сістэма Прыроды» (Systema Naturae, 1735), у якой ён падзяліў прыродны свет на тры царства - мінеральнае, раслінны і жывёлы, была перавыдадзеная па меншай меры трынаццаць раз яшчэ пры яго жыцці.

Лінэй выкарыстаў у класіфікацыі чатыры ўзроўні (рангі): класы, атрады, роды і віды. Уведзены Лінэем метад фарміравання навуковай назвы для кожнага з відаў выкарыстоўваецца да гэтага часу (ужывальныя раней доўгія назвы, якія складаюцца з вялікай колькасці слоў, давалі апісанне відаў, але не былі строга фармалізаваны). Выкарыстанне лацінскай назвы з двух слоў - назва роду, затым відавы эпітэт - дазволіла аддзяліць наменклатуру ад таксанаміі. Дадзенае пагадненне аб назвах відаў атрымала найменне «бінарная наменклатура».

 

 

 

 

 

Пасля Лінэя

У канцы XVIII стагоддзя Антуан Жюссье увёў катэгорыю сямейства, а  ў пачатку XIX стагоддзя Жорж Кюўе сфармуляваў паняцце аб тыпе жывёл. Услед за гэтым катэгорыя, аналагічная  тыпу, - аддзел - была ўведзена для раслін.

Чарлз Дарвін прапанаваў разумець натуральную сістэму як вынік гістарычнага развіцця жывой прыроды. Ён пісаў у кнізе «Паходжанне відаў»:

... Супольнасць паходжання <...> і ёсць тая сувязь паміж  арганізмамі, якая раскрываецца  перад намі пры дапамозе нашых  класіфікацый.

Гэта выказванне паклала  пачатак новай эпосе ў гісторыі сістэматыкі, эпосе філагенетычных (гэта значыць заснаванай на сваяцтве арганізмаў) сістэматыкі.

Дарвін выказаў здагадку, што назіраная таксанамічная структура, у прыватнасці, іерархія таксонаў, звязаная з іх паходжаннем адзін ад аднаго. Так паўстала эвалюцыйная сістэматыка, якая ставіць у раздзел кута высвятленне паходжання арганізмаў, для чаго выкарыстоўваюцца як марфалагічныя, так і эмбриологические і палеанталагічныя метады.

Новы крок у гэтым кірунку быў зроблены паслядоўнікам Дарвіна, нямецкім біёлагам Эрнстам Геккелем. З генеалогіі Геккель запазычаў паняцце «генеалагічнае (радаслоўнае) дрэва». Радаслоўнае дрэва Геккеля ўключала ўсе вядомыя да таго часу буйныя групы жывых арганізмаў, а таксама некаторыя невядомыя (гіпатэтычныя) групы, якія гулялі ролю «невядомага продка" і змяшчаліся ў развілках галін або ў падставе гэтага дрэва. Такое надзвычай нагляднае малюнак вельмі дапамагло эвалюцыяністаў, і з тых часоў - з канца XIX стагоддзя - Філагенетычна сістэматыка Дарвіна-Геккеля пануе ў біялагічнай навуцы. Адным з першых следстваў перамогі филогенетики стала змена паслядоўнасці ў выкладанні курсаў батанікі і заалогіі ў школах і універсітэтах: калі раней выкладанне пачыналі з млекакормячых (як у «Жыцця жывёл» А. Брема), а затым спускаліся «ўніз» па «лесвіцы прыроды», то зараз пераказ пачынаюць з бактэрый або аднаклетачных жывёл [1].

Геккель вельмі хацеў, каб  на кожнай скрыжаванні дрэва можна  было размясціць які-небудзь арганізм. Такі арганізм і быў бы бацькоўскай (продкаў) формай для ўсёй галінкі. Але калі такія арганізмы і знаходзілі, пасля прызнавалі іх ня продкамі, а «бакавымі галінамі» эвалюцыі. Так адбылося, напрыклад, з тупайями, археоптериксом, ланцэтніка, трихоплаксом і многімі іншымі арганізмамі. Геккель марыў знайсці арганізм, які можна было б змясціць у самае падстава дрэва, і нават аднойчы паведаміў, што ён знойдзены. Арганізм ўяўляў сабой камяк слізі і атрымаў назву батидий, але неўзабаве аказалася, што гэта - прадукт дэградацыі марскіх жывёл. Такое істота (па-ангельску яно называецца last common ancestor, скарочана LCA) не знойдзена да гэтага часу [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найменне і апісанне таксонаў

Да пачатку XX стагоддзя  ў сістэматыцы аформілася сем  асноўных таксанамічных катэгорый:

царства - regnum

тып - phylum (у раслін аддзел - divisio)

клас - classis

атрад (у раслін парадак) - ordo

сям'я - familia

род - genus

від - species

Любая расліна ці жывёла павінна паслядоўна належаць да ўсіх сямі катэгорыях. Часта сістэматыкі вылучаюць дадатковыя катэгорыі, выкарыстоўваючы для гэтага прыстаўкі пад-(sub-), інфра-(infra-) і над-(super-), напрыклад: падтып, Інфраклас, НАДКЛАС. Такія катэгорыі абавязковымі не з'яўляюцца, гэта значыць пры сістэматызацыі аб'екта іх можна прапусціць. Акрамя таго, часта вылучаюцца і іншыя катэгорыі: частка (divisio) паміж Падцарства і надтипом ў жывёл, кагорта (cohors) паміж падкласам і надпорядком, Трыба (tribus) паміж подсемейства і родам, секцыя (sectio) паміж подрод і выглядам, і гэтак далей . Часта такія катэгорыі выкарыстоўваюцца толькі ў сістэматыцы нейкіх канкрэтных таксонаў (напрыклад, насякомых). Звычайна назвы таксонаў фармуюцца з дапамогай стандартных суфіксаў.

Для таго каб пазбегнуць сінонімаў (гэта значыць розных назваў аднаго і таго ж таксона) і амонімаў (гэта значыць адной назвы для розных таксонаў), у цяперашні час наменклатура рэгулюецца намэнклатурнымі кодэксамі, якія дазваляюць дзяленне на ўзроўні (гл. Ранг (біялагічная сістэматыка)), - асобна для раслін, жывёл і мікраарганізмаў. Ва ўсіх намэнклятурных кодэксах выкарыстоўваюцца тры асноўныя прынцыпу наменклатуры: прыярытэту, сапраўднага апублікавання і наменклатурнага тыпу. Акрамя таго, назвы ўсіх таксонаў павінны давацца па-латыні (ад лацінскіх і грэчаскіх каранёў альбо ад асабістых імёнаў ці народных назваў), а назва віду павінна быць бінарным, то ёсць складацца з назвы роду і відавой эпітэта. Напрыклад, лацінскі назоў бульбы - Solanum tuberosum L. (Апошняе слова пазначае аўтара назвы - у дадзеным выпадку гэта Карл Лінэй; ў заалогіі часта ставяць яшчэ і год сапраўднага апублікавання).

Кожны таксон абавязкова павінен  мець ранг, гэта значыць ставіцца да якой-небудзь з пералічаных катэгорый. Такім чынам, ранг - гэта мера адпаведнасці таксонаў адзін аднаму; напрыклад, сямейства  Капустные і сямейства Кашэчыя - супастаўныя катэгорыі. Няма, аднак, агульнапрынятага спосабу вылічэнні рангу, і таму розныя сістэматыкі вылучаюць рангі па-рознаму [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дыягностыка таксонаў

Пад дыягностыкай разумеюць  перш за ўсё складанне табліц для вызначэння арганізмаў (так званых азначальнымі ключоў). З часоў Ж. Б. Ламарка найбольшае распаўсюджванне атрымалі дихотомические ключы, у якіх кожны пункт (ступень) падзелены на тэзу і антытэзу, забяспечаныя указаннямі аб тым, да якой ступені трэба перайсці далей. Зараз амаль уся флора і фауна Зямнога шара ахоплена азначальнымі ключамі.

У практычнай працы біёлаг-сістэматык кіруецца некалькімі асноўнымі прынцыпамі і прыёмамі. Па-першае, класіфікацыя павінна быць разбіццём, гэта значыць ніякай таксон не можа ставіцца адразу да дзвюх групах аднолькавага рангу, і наадварот, кожны таксон павінен ставіцца да якога-небудзь надтаксону (не павінна быць некласіфікаваных «астатку»). Па-другое, класіфікацыя павінна вырабляцца па адным падставе, то ёсць прыкметы, якія выкарыстоўваюцца для класіфікацыі, павінны быць альтэрнатыўнымі (нельга дзяліць на «расліны з кветкамі» і «драўняныя расліны»). Па-трэцяе, класіфікацыя павінна вырабляцца па значных прыкметах (напрыклад, нельга выкарыстоўваць прыкметы росту і вагі). Па-чацвёртае, класіфікацыя павінна праводзіцца па максімальнаму ліку прыкмет (узятых з самых розных абласцей біялогіі - ад марфалогіі да біяхіміі). Пачынаюць класіфікацыю з вызначэння межаў зыходнага таксона, затым вылучаюць элементарныя таксонаў (напрыклад, віды), якія падлягаюць класіфікацыі. На наступным этапе адбываецца групоўка таксонаў. Часам гэтую працэдуру даводзіцца паўтараць, пакуль не будзе дасягнуты прымальны вынік. Розныя напрамкі сістэматыкі адрозніваюцца перш за ўсё метадамі групоўкі.