На чем основана классификация живых организмов

Систематика живых организмов

Человек, познавая окружающий мир, всегда стремится уловить сходство и различия между явлениями, выявить между ними связь и установить соподчиненность, то есть привести их в систему. Такая систематизация не только облегчает процесс познания, но и поднимает его на новую ступень.

В биологии, где ученым приходится иметь дело с великим многообразием живых организмов, систематика приобрела особое значение, превратившись из вспомогательного инструмента познания в отдельную биологическую дисциплину.

Принцип классификации

Классификация (систематика) в биологии — это система, распределяющая живые организмы по степени родства. Понятие «вид» в систематике первым ввел К. Линней. Он назвал видом совокупность особей, «сходных, как дети одних родителей» и способных давать плодовитое потомство. Сходные виды объединяются в род.

Карл Линней (1707—1778) — шведский естествоиспытатель и натуралист, создавший первую удачную систематику растений и животных, объединив их в группы по внешним признакам. Линней первым ввел бинарную номенклатуру, установил четкую иерархию между систематическими категориями, которых он выделили 4: вид, род, отряд, класс. Ученый разделил растительный мир на 24 класса, животный — на 6 классов (млекопитающие, птицы, гады, объединявшие земноводных и пресмыкающихся, рыбы, черви, насекомые). Человека он отнес к животному миру, включив в класс млекопитающих.

Линней дал каждому виду организмов латинское название, состоящее из двух слов, первое из которых означает название рода, а второе — вида, то есть ввел бинарную номенклатуру. Например, заяц-русак получил название Lepus timidus, где Lepus — название рода (заяц), timidus — название вида (трусливый). В род Lepus входят и другие виды зайцев. В наши дни латынь, как язык науки, сдала свои позиции, но по-прежнему каждый новый вид живых организмов получает научное название на латыни. Это помогает избежать путаницы, ведь одно и то же растение или животное на разных языках часто называется по-разному.

Основные группы

Вид — это основная единица в системе классификации живых организмов. Особи разных видов, как правило, в природе не скрещиваются, однако изредка встречаются межвидовые гибриды растений или животных. Близкородственные виды группируются в более крупную систематическую единицу — род. У Линнея сходные роды объединялись в отряды (у животных) или порядки (у растений), а те — в классы. После Линнея систематика продолжала развиваться. Ж. Кювье разделил всех животных на 4 большие группы, назвав их ветвями, но А. Бенвиль предложил для них более удачный термин — «тип». Тип — это высшая систематическая категория, объединяющая классы.

Позднее между родом и отрядом (порядком) была введена категория «семейство». В результате получилось 6 основных категорий: тип, класс, отряд, семейство, род, вид. Некоторые роды состоят из сотен и даже тысяч видов (например, у насекомых), а некоторые — лишь из одного (род выхухоль). Поэтому и разные типы включают различное количество живых организмов.

Современная наука

Линней считал, что все виды организмов созданы Богом и остаются неизменными. Он объединял их в более крупные категории по сходству некоторых признаков, но не учитывал, что порой внешнее сходство обманчиво, и нередко относил к одной группе совершенно неродственные организмы. То есть классификация Линнея была искусственной, и многие ее положения позже были пересмотрены.

Над созданием естественной классификации, которая, подобно генеалогическому древу, должна отражать происхождение организмов, ученые работают до сих пор. Новейшие исследования приводят к появлению новых видов и родов. Часто оказывается, что некоторые формы занимают промежуточное положение между какими-нибудь группами. Поэтому пришлось ввести промежуточные категории, и появились подвиды и надвиды, подклассы и надклассы и т. д. При этом и число видов, и состав основных групп сильно варьируются в зависимости от взглядов ученых-систематиков.

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

Биология

Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке

Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера

. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке

Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке

План урока:

История систематики

Настоящее представление о классификации живых организмов появилось не сразу; история систематики уходит своими «корнями» в древний мир. Первыми о разделении всего живого на группы задумались философы Древней Греции: Гептадор, Аристотель и Теофраст.

Аристотель, как ученый представил систематику следующим образом:

Данная классификация с небольшими изменениями (в основном дополнениями и некоторыми уточнениями) дошла до XVIII века.

В 1735 Шведский ученый Карл Линней, проанализировав все достижения и накопленные знания о мире, выпустил в свет свой труд «Система природы». В нем он подробно изложил свои взгляды на систематику живых организмов всего материального на Земле. Конечно, с позиции современности они были поверхностными и носили по большей части описательный характер. Но взгляды Линнея заложили основы для современной систематики живых существ.

Карлу Линнею принадлежит заслуга в создании такого понятия, как язык систематики. Это образное понятие, означающее правила, используемые при названии того или иного организма. Все известные (на то время) живые существа он разделил на несколько групп. Линней назвал их “рангами”. Например, всех животных он поместил в ранг “животных”, а растения – в ранг “растения”. Наивысшие ранги ученый назвал царствами.

В каждом ранге он выделил еще несколько более мелких групп. Например, хищные включали ранги поменьше: волчьи, кошачьи, медвежьи и енотовые. Данная градация (деление на ранги) сохраняется не только для систематики растений и животных. Эти группы сейчас называются таксонами.

Вся систематика ученого Карла Линнея подразумевала деление всего материального на 3 царства.

Деление рангов по Линнею

После Карла Линнея вопросами классификации и систематики занималось немалое количество ученых. Каждый из них внес определенный вклад (ввел новые «ранги», расширил понимание прежних и пересмотрел их суть), постепенно поспособствовав становлению систематики наукой о классификации.

Среди таких ученых наиболее значительный вклад внесли: Жан Батист Ламарк, Чарльз Дарвин (наиболее известен как ученый, разрабатывающий в первую очередь систематику животных), Эрнст Геккель и Карл Везе. Последний является основателем так называемой трехдоменной системы классификации живых существ (смотрите ниже). Она создана в 1977 и на сегодняшний день все больше завоевывает популярность сред ученых в разных странах.

Трехдоменная классификация

Все царства органического мира объединены в 3 домена. Их разделение основано на генетическом сходстве и различии.

Трёхдоменная классификация К. Везе

В настоящее время трехдоменная классификация находится в стадии разработки. Она постоянно уточняется и перерабатывается. Одним из ее достижений (в отличие от традиционных классификаций) считается то, что деление на прокариоты и эукариоты является не полным.

Принципы систематики. Царства органического мира

Согласно современной систематике живые организмы разделяются на 5 царств.

Типы включают несколько классов. Также выделяются по общим признакам, но имеют некоторые различия в строении и функционировании организма. Так, в типе хордовых различают классы птиц и млекопитающих, по признаку особенностей кожного покрова. Хотя те и другие теплокровные в отличие от земноводных, пресмыкающихся и рыб.

Классы делятся на отряды. Это более узкое деление. Представители одного отряда не только обладают общими чертами в строении и общности происхождения. Они имеют схожий образ жизни. Во многом это накладывает отпечаток на особенностях общих черт и внутреннего строения. Например, отряд хищных млекопитающих и травоядных различаются как по внешности, так и приспособленности к определенному образу жизни. Отряд жуков единственный из класса насекомых, кто имеет специальные жесткие щитки для крыльев. Они называются надкрылками. Для каждого царства существует несколько типичных отрядов.

Каждый отряд объединяет несколько семейств. Его представители наделены общими признаками, общностью морфологии, единым происхождением. При этом, единство их происхождения часто заметно даже при их проживании в разных климатических зонах. Например, 2 представителя семейства кошачьих: амурский тигр и ягуар, внешне очень схожи, но живут на расстоянии в несколько десятков тысяч километров.

Семейства объединяют несколько родов. Это уже более специализированная группа живых организмов. Помимо характерных признаков семейства, они обитают преимущественно на определенной территории. Например, род американских сухопутных черепах обитает исключительно в Южной Америке и близлежащих островах.

Каждый род включает несколько видов. Это самый маленький таксон. Он является основой классификации. Помимо критериев рода его представители отличаются таким важным признаком как возможность свободного скрещивания, которое дает жизнеспособное потомство. Это возможно благодаря тому, что особи одного вида имеют важный генетический критерий вида. Постоянное число комплиментарных (подходящих друг к другу) хромосом.

Систематика бактерий

Царство бактерий включает представителей самой древней группы живых организмов. Это одноклеточные организмы. Они устроены настолько просто, что даже не имеют ядра. Ученые считают, что первые их предки появились еще 3,2 миллиарда лет назад. В него включено царство археи (он же домен археи).

В царстве выделяют несколько типов. Среди них наиболее важное значение имеют следующие:

Систематика протистов

Представители царства являются одноклеточными эукариотическими (имеющими ядро) организмами. Среди них есть как организмы, способные к фотосинтезу (эвглена зеленая, волвокс), так питающиеся готовыми органическим веществами, а некоторые даже другими микроорганизмами.

Современная систематика протистов подразумевает деление их царства на несколько типов. Среди них самые значимые следующие типы:

Систематика грибов

Систематика растений

Принцип, который имеет систематика растений, похож на классификацию грибов. Вместо типа у них используется порядок. Но деление на высшие и низшие растения носит условный характер.

Различают следующие типы:

Все растения ведут прикрепленный образ жизни, обладают постоянным ростом и подавляющее большинство способны к фотосинтезу.

Систематика животных

Современная систематика живых организмов, которые называются животными, включает все современные таксоны. Отличаются возможностью к свободному передвижению (за исключением только кораллов и губок) и неспособностью синтезировать питательные вещества. Поэтому животные получают их из растений и от других живых организмов.

Царство включает несколько типов:

Значение систематики живого мира

Знание систематики живых организмов помогает лучше в нем ориентироваться. Это умение позволяет развиваться всем отраслям сельского хозяйства и животноводства.

Современная систематика организмов появилась благодаря всестороннему развитию биологических наук. Особенно это касается эволюции, палеонтологии (наука о прошлом живых организмов), геологии (наука о строении Земли как планеты). И систематика сама на них влияла и продолжает влиять. Практическое значение систематики находят не только биологические науки. Даже топливно-энергетический комплекс косвенно связан с ней. Например, разведка новых месторождений осуществлялась (и осуществляется сейчас) с использованием систематики организмов. Геологи по находкам останков древних животных и растений могут легко определить время формирования того или иного пласта земной коры. Зная, к какому времени он относится, можно предсказать наличие или отсутствие полезных ископаемых.

Словарь

Таксон — группа в классификации, состоящая из объектов, объединённых общими свойствами и признаками

Источник

Общая биология. Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы

Биология, находясь на стыке естественных и гуманитарных наук, занимает особое место. Пособие, написанное преподавателем Санкт-Петербургского государственного университета, позволит в кратчайший срок подготовиться к вступительным экзаменам. Краткость и доступность изложения программных вопросов, наглядность рисунков и таблиц обеспечат легкое запоминание сложных тем и помогут почувствовать уверенность в своих знаниях. Для старшеклассников и абитуриентов.

Оглавление

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Общая биология. Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Глава 2. Многообразие организмов и основы биологической классификации

§ 1. Принципы классификации живых организмов

Живой мир нашей планеты бесконечно разнообразен и включает огромное число видов организмов, что видно из табл. 2.

Число видов основных групп живых существ

В действительности, как считают специалисты, на Земле сегодня обитает вдвое больше видов, чем известно науке. Ежегодно в научных публикациях описываются сотни и тысячи новых видов.

Человек всегда был окружен множеством разных живых существ. Более того, он был и остается существенно зависимым от организмов, дающих ему пищу, необходимое сырье и материалы, лечебные средства. Но многие виды опасны и вредны для человека — это хищники, ядовитые организмы, паразиты — возбудители заболеваний домашних животных и людей, вредители сельскохозяйственных культур. Поэтому с ранних этапов существования человеку требовалось познавать живые организмы, их специфические свойства, признаки, образ существования. А главное, прежде всего научиться различать виды и уметь ориентироваться в их многообразии.

В процессе познания многочисленных предметов (объектов, явлений), сравнивая их свойства и признаки, люди производят классификацию. Затем сходные (подобные, похожие) объекты объединяются в группы. Разграничение групп базируется на различиях между изучаемыми предметами. Таким образом строится система, охватывающая все изученные объекты (например, минералы, химические элементы или организмы) и устанавливающая отношения между ними.

Систематика как самостоятельная биологическая дисциплина занимается проблемами классификации организмов и построением системы живой природы.

Попытки классифицировать организмы предпринимались еще в античные времена. Долгое время в науке существовала система, разработанная Аристотелем (IV в. до н. э.). Он подразделял все известные организмы на два царства — растения и животные, используя в качестве отличительных признаков неподвижность и нечувствительность первых по сравнению со вторыми. Кроме того, Аристотель разделял всех животных на две группы: «животные с кровью» и «животные без крови», что в целом соответствует современному делению на позвоночных и беспозвоночных. Далее он выделял ряд более мелких группировок, руководствуясь разными отличительными признаками.

Конечно, с позиций современной науки система Аристотеля кажется несовершенной, но необходимо учитывать уровень фактических знаний того времени. В его работе описывается всего лишь 454 вида животных, да и возможности методов исследований были весьма ограниченными.

На протяжении почти двух тысячелетий накапливался описательный материал в ботанике и зоологии, который обеспечил развитие систематики в XVII–XVIII вв., что нашло свое завершение в оригинальной системе организмов К. Линнея (1707–1778), получившей широкое признание. Опираясь на опыт предшественников и новые факты, обнаруженные им самим, Линней заложил основы современной систематики. Его книга, изданная под названием «Система природы», была опубликована в 1735 г.

За основную единицу классификации Линней принял вид; он ввел в научный обиход такие понятия, как «род», «семейство», «отряд» и «класс»; сохранил разделение организмов на царства растений и животных. Предложил введение бинарной номенклатуры (которая используется в биологии до сих пор), т. е. присвоение каждому виду латинского названия, состоящего из двух слов. Первое — существительное — название рода, объединяющего группу близких видов. Второе слово — обычно прилагательное — название собственно вида. Например, виды «лютик едкий» и «лютик ползучий»; «карась золотой» и «карась серебряный».

Позднее, в начале XIX в., Ж. Кювье ввел в систему понятие «тип» как высшую единицу классификации животных (в ботанике — «отдел»).

Особое значение для формирования современной систематики имело появление эволюционного учения Ч. Дарвина (1859 г.). Научные системы живых организмов, созданные в додарвиновский период, были искусственными. Они объединяли организмы в группы по сходным внешним признакам достаточно формально, не придавая значения их родственным связям. Идеи Ч. Дарвина снабдили науку методом построения естественной системы живого мира. Это означает, что та должна базироваться на каких-то сущностных, основополагающих свойствах классифицируемых объектов — организмов.

Попробуем в качестве аналогии построить «естественную систему» таких объектов, как книги, на примере личной библиотеки. При желании мы можем расставить книги на полках шкафов, группируя их либо по формату, либо по цвету корешков. Но в этих случаях будет создана «искусственная система», так как «объекты» (книги) классифицируются по второстепенным, «несушностным», свойствам. «Естественной» же «системой» будет библиотека, где книги сгруппированы в соответствии с их содержанием. В этом шкафу у нас научная литература: на одной полке книги по физике, на другой — по химии и т. д. В другом шкафу — художественная: проза, поэзия, фольклор. Таким образом, мы осушествили классификацию имеюшихся книг по главному свойству, сушностному качеству — их содержанию. Имея теперь «естественную систему», мы легко ориентируемся во множестве разнообразных «объектов», ее образуюших. А приобретя новую книгу, легко найдем ей место в конкретном шкафу и на соответствуюшей полке, т. е. в «системе».

§ 2. Современные представления о макросистеме живых организмов

Фундаментальной основой современной систематики служат идеи о единстве происхождения живых организмов и эволюции органического мира, приведшей к существующему многообразию этих организмов. Руководствуясь такими идеями, современная наука строит естественную систему на основе филогенетического родства (т. е. общности происхождения, близости и дальности родственных отношений между разными видами) классифицируемых организмов. Степень же родства сравниваемых видов устанавливается на основе их морфологического, анатомического, биохимического, генетического и т. д. сходства и различия.

Для построения системы организмов применяется иерархичность (соподчинение) таксономических (систематических) единиц: виды группируются в роды, роды — в семейства, семейства — в отряды, отряды — в классы, классы — в типы. Различные типы объединяются в царства. Таксономическая единица более высокого ранга объединяет организмы по наиболее крупным и значительным, существенным и основополагающим признакам. Чем ниже ранг, тем более частный, подчиненный характер имеют признаки, по которым осуществляется группировка видов в пределах данного таксона.

Рассмотрим, например, место в системе живых организмов человека как самостоятельного биологического вида (табл. 3).

Место человека в системе животного царства

Для вас, обладающих знаниями по зоологии и биологии в объеме школьного курса, не составит труда перечислить признаки человека, которые дают основание относить его к таксонам, обозначенным выше.

В течение всего XX в. систематика интенсивно развивалась, и этот процесс продолжается и сейчас. Благодаря достижениям в разных областях биологии и других естественных наук накоплен огромный фактический материал, заставляющий подвергнуть серьезному пересмотру существующие системы живых организмов.

Напомним, что еще Аристотель разделил все множество живых существ на два царства — растения и животные. Подобное представление сохранялось почти до середины XX в., когда началась фундаментальная перестройка всей системы высших таксонов. Еще в 1934 г. Е. Шаттон (французский микробиолог) предложил выделить бактерии в особое над-царство — прокариоты.

Около двух десятков лет тому назад в макросистеме организмов среди прокариот стали отмечать новое царство — архебактерии. Представители данной группы привлекли к себе пристальное внимание биологов. Будучи бесспорно прокариотными организмами (т. е. не имеющими оформленного ядра в клетке), они по организации генетического аппарата, ряду биохимических свойств, особенностям обмена веществ обнаруживают определенную близость к эукариотам. Обобщая все изложенное выше, можно представить современную макросистему живого в виде табл. 4.

Принимая настоящую макросистему, надо иметь в виду ее несовершенство. Например, в ней не нашлось места такой группе живых организмов, как вирусы. Центральное положение общепризнанной клеточной теории гласит: клетка — структурная и функциональная единица всего живого. Вирусы — бесспорно живые, но неклеточные организмы. Одни биологи считают, что это доклеточные формы жизни. Другие же, не менее авторитетные, специалисты рассматривают их как организмы, произошедшие от предковых форм, имеющих клеточное строение. Однако в процессе перехода к внутриклеточному паразитизму случилось их упрощение, как и утрата клеточной организации. Действительно, среди многоклеточных паразитов разных царств имеется множество случаев значительного упрощения их организации, редукции (вплоть до полного исчезновения) различных органов и систем. Скажем, цветковые растения-паразиты (повилика, омела) утрачивают корни, листья, способность к фотосинтезу. У паразитических рачков мешковидное тело, не разделенное на голову, грудь и брюшко; нет конечностей, глаз, пищеварительной, кровеносной и дыхательной систем. Паразитические черви (цепни) утрачивают пищеварительную систему и другие органы. Возможно, и с предками современных вирусов произошли подобные упрощения при переходе к паразитизму. Напомним, что науке не известны вирусы, живущие свободно, вне хозяина.

Сегодня мы не в состоянии однозначно ответить на вопрос о происхождении вирусов и, соответственно, найти им надлежащее место в единой макросистеме организмов.

За пределами последней остается и такая группа, как лишайники, которые вы изучали в 6–м классе. Как известно, данные организмы представляют собой неразрывное двуединство — симбиоз гриба и клеток водорослей (либо цианобактерий). Форма тела лишайника своеобразная, отличающаяся от свободноживущих грибов, хотя оно и образовано переплетением грибных гиф. Одни исследователи классифицируют лишайники в единой системе с грибами, другие рассматривают их как самостоятельную группу в царстве растений.

Очевидно, что по мере развития биологии, всех ее дисциплин и разделов систематика подвергнется уточнению, а естественная система живых организмов будет совершенствоваться.

Источник