Sistematică (biologie) - biologie

Sistematică (din greaca veche συστηματικός systēmatikós „Comandat”) sau Biosistematica este un domeniu al biologiei. Sistemul clasic se ocupă în principal de identificarea și denumirea ființelor vii (taxonomie). Sistematica modernă (Stuessy 1990) [1] include, de asemenea, reconstrucția istoriei tribale a organismelor (filogenie), precum și cercetarea proceselor care duc la diversitatea organismelor (biologie evolutivă) și este, prin urmare, numită și sistematică naturală.

poveste

Aristotel

Aristotel a aranjat ființele vii cunoscute de el într-o scară treptată (Scala Naturae) în funcție de gradul „perfecțiunii” lor, adică de la primitiv la mai dezvoltat. El a introdus nume pentru grupuri individuale care sunt folosite și astăzi (Coleoptera, Diptera). În cele mai vechi timpuri, de exemplu, obișnuința (plantă, arbust, arbust, copac) sau modul de viață (animal de fermă, animal sălbatic, animal acvatic) era folosit ca criteriu de clasificare.

Carl von Linné

Carl von Linné a folosit în lucrările sale Specia Plantarum (din 1753) și Systema Naturae (din 1758) o nomenclatură binară pentru denumirea speciei. Scopul principal al acestei nomenclaturi este denumirea fără echivoc a speciilor indiferent de descrierea acestora.

Linnés sistematică a plantelor

Linnaeus a folosit structura florilor pentru a clasifica plantele. El a împărțit plantele în 24 de clase - în principal în funcție de numărul și forma rezistenței. Sistemul lui Linné corespundea cerințelor timpului său, în care imensele spații noi de experiență erau deschise naturaliștilor. Călătoriile de descoperire și comerț au confruntat biologii europeni cu un număr imens de specii noi care doreau să fie descrise și clasificate. Sistemul lui Linnaeus nu a mai fost folosit după 1850, deoarece nu era un sistem natural. Odată cu apariția lui Darwins Originea speciilor Sistemul sexual al lui Linné a devenit complet depășit, deoarece de acum înainte se dorea organizarea ființelor vii în funcție de poziția lor filogenetică (un sistem natural). Clasificarea lui Linné a rangurilor taxonomice inferioare (specii, gen) este adesea valabilă și astăzi. Acest lucru se datorează faptului că criteriul Linné de structură a florilor este strâns legat de procesul de speciație (la plantele cu flori) - modificările morfologiei florilor, mecanismul de polenizare etc. duc adesea direct la noi specii.

Linnés sistematică a animalelor

Este complet diferit cu sistemul său pentru animale. Conceptul de bază este definiția tipologică a speciei, adică reducerea abundenței trăsăturilor la câteva trăsături cheie și abstractizarea posibilelor variații din cadrul unei specii la un tip („morfologie idealistă”). Gruparea sa reflecta un sistem natural pentru taxonii inferiori, cum ar fi speciile și genul. Dar Linnaeus a recunoscut deja că clasificarea sa pentru taxoni superiori a rămas un sistem artificial datorită criteriilor destul de arbitrare. Pentru că în toate acestea Linnaeus și-a asumat imuabilitatea speciilor și nu intenționa să creeze un sistem filogenetic. Abia mai târziu acest lucru a oferit o justificare și un standard pentru naturalețea sistemului.

Teoria evoluției

De la apariția teoriei evoluției, s-au făcut eforturi pentru a converti acest sistem parțial artificial într-un sistem natural care să reflecte mai bine relațiile descendenței (filogenetica). Omologarea organelor a jucat inițial un rol major. Structura proteinelor a fost studiată încă din anii 1970 pentru a obține indicații ale gradului de relație. În acest scop, se utilizează nu numai caracteristici morfologice și anatomice, ci și biochimice (chemosystematics), fiziologice, citologice și etologice. Mai presus de toate, similitudinea genetică este utilizată pentru a determina relațiile de familie direct pe machiajul genetic.

Rolul sistematicii în înțelegerea istoriei organismelor a fost descris de Charles Darwin în cartea sa Originea speciilor: "Dacă plecăm de la această idee că sistemul natural, în măsura în care poate fi realizat, este aranjat genealogic ... înțelegem regulile pe care trebuie să le urmăm în clasificare."

Concepte de taxonomie

Peter Axe echivalează taxonomia și sistematica, Ernst Mayr distinge sistematica ca știință a diversității organismelor de taxonomie ca teorie a clasificării organismelor.

Conform diferitelor abordări teoretice, există direcții diferite în sistem:

Clasificare evolutivă clasică

Ernst Mayr își bazează sistemul pe conceptul de specie biologică. La clasificarea organismelor, se iau în considerare atât amploarea divergenței, cât și ordinea de ramificare.

Exemplu: Deși este recunoscută secvența de ramificare a sistemului filogenetic (crocodilii și păsările (Aves) au un strămoș comun mai tânăr decât păsările cu celelalte reptile), achiziționarea zborului păsărilor este văzută ca o inovație semnificativă care a dus la radiații adaptive. În consecință, ordinul Crocodilia este atribuit clasei Reptilia și comparat cu clasa păsărilor (Aves), ceea ce duce la taxoni parafiletici.

  • Clasa: reptile (Reptilia)
    1. Comanda: șopârle de pod (Sphenodontia)
    2. Comandă: reptile la scară (Squamata)
    3. Comanda: broaște țestoase (Chelonia)
    4. Comandă: Crocodili (Crocodilia)
  • Clasa: Păsări (Aves)

Taxonomie numerică (fenetică)

Ipotezele filogenetice nu sunt făcute în taxonomia numerică. Clasificarea speciilor în sistem are loc numai pe baza diferențelor și similitudinilor măsurabile în trăsăturile anatomice. Trăsăturile originale și derivate nu se disting între ele.

Fenetica a fost în mare parte înlocuită de cladistică. Chiar și așa, unii biologi continuă să folosească metode fenetice, cum ar fi algoritmi de îmbinare vecină, pentru a obține o aproximare filogenetică suficientă atunci când metodele cladistice sunt din punct de vedere computerizat prea complexe.

Sistem filogenetic consistent

Potrivit lui Willi Hennig, taxonii sunt formați doar din specii care formează o comunitate închisă de descendență, un monofil. Cea mai mică unitate a sistematicii filogenetice este specia taxonică. Monophylum este unitatea naturii organice situată deasupra nivelului speciei, care este alcătuită din toți descendenții unei specii (părinte) și din specia mamă în sine. Conceptul tipologic și biologic al speciei este respins ca inadecvat.

Conceptul de specie filogenetică ia locul conceptului de specie tipologică. Acest concept rezumă speciile care se caracterizează prin sinapomorfii și care se diferențiază de speciile cu autapomorfii. O autapomorfie este o noutate evolutivă a unui taxon care diferențiază acest taxon de alți taxoni și, astfel, stabilește unicitatea sa evolutivă. O sinapomorfie reprezintă o caracteristică care este comună numai speciilor care au apărut direct din specia părinte. O caracteristică care apare la doi taxoni și care a evoluat într-o specie de tulpină anterioară a liniei stem comune și poate fi găsită și la alți taxoni într-o comparație de grup se numește plesiomorfism. O specie încetează să mai existe atunci când se transformă în două specii noi prin speciație (formarea speciilor). Sistemul natural este o cladogramă dihotomică (pentru detalii vezi cladistica).

atunci când

Taxonomie viitoare bazată pe secvențe de bază ADN

În viitor, diferențele dintre speciile individuale vor fi elaborate sistematic pentru toate speciile cunoscute pe baza comparațiilor genetice (a se vedea codul de bare al ADN-ului). Se speră că acest lucru va da o mai bună înțelegere a evoluției.

Cu toate acestea, succesul și scopul procesării pur genetice a biodiversității sunt controversate. Diferitele concepte de specii nu sunt aplicabile universal, deoarece conceptele de specii sunt constructe cu baze empirice. O distincție clară între speciile care utilizează metode genetice va eșua probabil în cadrul conceptelor de specii utilizate până în prezent, deoarece o metodă uniformă nu poate fi aplicată tuturor taxonilor. De asemenea, este discutabil dacă va prevala un concept de specie pur genetică, prin care speciile pot fi clasificate în funcție de diferențe genetice absolut măsurabile.

Exemplu uman: clasificare evolutivă clasică

Ca exemplu detaliat, clasificarea oamenilor. Din motive de claritate z. B. Superfamilie/Familie/Subfamilie grupate în „Familie”. Aceasta ilustrează diviziunea dură Imperiu> Trib> Clasă> Ordine> Familie> Gen.

Trebuie remarcat faptul că aceeași diviziune fină nu este necesară pentru toate speciile. La mamifere z. B. the Peste trunchi nefolosit. (→ Sistematica animalelor multicelulare.)

  • bogat
    • Bogat: animale multicelulare
    • Departament: animale de țesut
    • Subdiviziune: animale bilaterale
  • trib
    • Grupul de acasă: Neumünder
    • Suprastem: (nu este utilizat la mamifere)
    • Trib: acordate
    • Sub-tulpina: vertebrate
  • Grozav
    • Superclasă: fălci
    • Seria: Vertebrate terestre
    • (fără rang:) animale ombilicale
    • Clasa: Mamifere
    • Subclasă: mamifere superioare
  • Ordin
    • Superordonat: Euarchontoglires
    • Ordin: primate
    • Subordonare: maimuțe cu nasul uscat
    • Ordin parțial: Maimuțele Lumii Vechi
  • familie
    • Superfamilie: de tip uman
    • Familia: maimuțe grozave
    • Subfamilie
  • gen
    • Triburi: Hominini
    • Gen: oameni
    • Tipul: uman

Taxonomie și sistematică în cercetare și știință

Taxonomia și sistematica sunt domenii ale biologiei clasice, organice. În Germania, proporția de formare taxonomică la universități este în scădere și, odată cu aceasta, proporția de buni taxonomi în rândul biologilor și ecologiștilor. [2] Importanța unei bune prelucrări taxonomice în colecții și pe teren a devenit conștientă de implementarea Convenției CBD privind diversitatea biologică: Pentru a proteja speciile, populațiile și habitatele, actorii trebuie să poată identifica în mod fiabil speciile de animale și plante.