Что такое систематика

Современные школы систематики

В 20 в. воз­ник­ла «но­вая сис­те­ма­ти­ка», ос­но­ван­ная на био­ло­гич. кон­цеп­ции ви­да (Э. Майр). Для неё ха­рак­те­рен син­тез мор­фо­ло­гич., эко­ло­гич., гео­гра­фич. и ге­не­тич. дан­ных. По­сле­до­ва­те­ли это­го на­прав­ле­ния со­став­ля­ют шко­лу т. н. эво­лю­ци­он­ной С. Во 2-й пол. 20 в. офор­ми­лись др. шко­лы: чис­лен­ная фе­не­ти­ка, Хен­ни­го­ва кла­ди­сти­ка и пат­терн-кла­ди­сти­ка. Чис­лен­ная фе­не­ти­ка воз­ник­ла с раз­ви­ти­ем ком­пь­ю­тер­ных тех­но­ло­гий в сер. 20 в. Её цель – по­строе­ние мак­си­маль­но объ­ек­тив­ных эм­пи­рич. клас­си­фи­ка­ций. Сис­те­ма стро­ит­ся на ос­но­ва­нии оцен­ки об­ще­го сход­ст­ва ме­ж­ду ор­га­низ­ма­ми. Ис­клю­ча­ет­ся к.-л. ап­ри­ор­ная, в т. ч. эво­лю­ци­он­ная, ин­тер­пре­та­ция при­зна­ков, учи­ты­ва­ет­ся мак­си­маль­но воз­мож­ное их ко­ли­че­ст­во. В то же вре­мя та­кая клас­си­фи­ка­ция не мо­жет от­ра­жать фи­ло­ге­нез. В 1966 нем. эн­то­мо­лог В. Хен­ниг раз­ра­бо­тал ме­тод кла­ди­сти­ки. Он ис­хо­дил из то­го, что род­ст­во долж­но оп­ре­де­лять­ся толь­ко по эво­лю­ци­он­но про­дви­ну­тым (апо­морф­ным) нов­ше­ст­вам, воз­ник­шим у не­дав­них пред­ков. Ана­лиз рас­пре­де­ле­ния та­ких при­зна­ков по­зво­ля­ет вы­яс­нить фи­ло­ге­не­тич. от­но­ше­ния ме­ж­ду кла­да­ми (от греч. ϰλάδος – ветвь) – мо­но­фи­ле­ти­че­ски­ми так­со­на­ми. Фи­ло­ге­не­тич. взаи­мо­от­но­ше­ния ме­ж­ду разл. так­со­на­ми в кла­ди­сти­ке пред­став­ля­ют в ви­де кла­до­грамм – дре­во­вид­ных схем, от­ра­жаю­щих ие­рар­хию мо­но­фи­ле­тич. групп. Кла­ди­стич. ме­то­дом не мо­гут быть ус­та­нов­ле­ны от­но­ше­ния пре­док – по­то­мок, а толь­ко се­ст­рин­ские от­но­ше­ния ме­ж­ду так­со­на­ми. Его не­дос­тат­ком яв­ля­ет­ся не­обос­но­ван­ное уве­ли­че­ние так­со­но­мич. ран­гов, от­сут­ст­вие од­но­знач­но­го со­от­вет­ст­вия кла­до­грам­мы и клас­си­фи­ка­ции. Пат­терн-кла­ди­сти­ка, или транс­фор­ми­ро­ван­ный кла­дизм, воз­ник­ла на ос­но­ве син­те­за кла­ди­сти­ки и чис­лен­ной фене­ти­ки (амер. учё­ные Н. Эл­д­ридж и Дж. Кра­крафт, 1980). Как и в чис­лен­ной фе­не­ти­ке, здесь от­вер­га­ют­ся лю­бые ап­ри­ор­ные эво­лю­ци­он­ные тол­ко­ва­ния при­зна­ков и так­со­нов, вклю­чая кон­цеп­цию био­ло­гич. ви­да. Все при­зна­ки име­ют рав­ный вес. Эти пред­став­ле­ния ока­за­лись удоб­ны­ми для соз­да­ния ма­те­ма­тич. ал­го­рит­мов по­строе­ния кла­до­грамм. Кла­ди­стич. про­грам­мы ос­но­ва­ны на на­хо­ж­де­нии наи­бо­лее «эко­ном­ной» кла­до­грам­мы, опи­сы­ваю­щей фи­ло­ге­не­тич. свя­зи ис­сле­до­ван­ных так­со­нов с по­мо­щью ми­ни­маль­но воз­мож­но­го чис­ла эво­лю­ци­он­ных транс­фор­ма­ций при­зна­ков.

Эво­лю­ци­он­ная С. сфор­ми­ро­ва­лась вме­сте с раз­ви­ти­ем пред­став­ле­ний о мик­ро- и мак­ро­эво­лю­ции и по­пу­ля­ци­он­ной био­ло­гии. Ос­но­вой С. на ви­до­вом уров­не яв­ля­ет­ся био­ло­гич. кон­цеп­ция ви­да. Так­со­но­мич. при­зна­кам при­да­ёт­ся раз­ное значение в за­ви­си­мо­сти от их на­дёж­но­сти и важ­но­сти, ко­то­рые оп­ре­де­ля­ют­ся опы­том ис­сле­до­ва­те­ля. Фи­ло­ге­не­тич. ги­по­те­зы пред­став­ля­ют­ся в ви­де ге­неа­ло­гич. де­ре­ва (фи­ло­грам­мы), по­ка­зы­ваю­ще­го ха­рак­тер ветв­ле­ния фи­ло­ге­не­тич. ли­ний (кла­до­ге­нез) и ин­тен­сив­ность эво­лю­ции в фи­ло­ге­не­тич. ли­ни­ях (ана­ге­нез). Важ­ную роль игра­ет ре­кон­ст­рук­ция ги­по­те­тич. пред­ка. Эво­лю­ци­он­ная С. ны­не ис­поль­зу­ет­ся на мик­ро­так­со­но­мич. уров­не. Ны­не су­ще­ст­вен­ное зна­че­ние при­об­ре­ла кла­ди­сти­че­ская С., в ко­то­рой при­ня­ты бо­лее стро­гие и объ­ек­тив­ные прин­ци­пы фор­му­ли­ро­ва­ния фи­ло­ге­не­тич. ги­по­тез. Од­на­ко при­ме­не­ние кла­ди­стич. ме­то­да за­труд­не­но из-за не­хват­ки дан­ных о мор­фо­ло­гич. при­зна­ках (осо­бен­но в груп­пах с боль­шим ко­ли­че­ст­вом ви­дов).

Ог­ром­ное зна­че­ние для по­зна­ния раз­но­об­ра­зия ор­га­нич. ми­ра име­ло раз­ви­тие мо­ле­ку­ляр­ной С., офор­мив­шей­ся как са­мо­сто­ят. на­прав­ле­ние в кон. 20 в. Она ос­но­ва­на на ре­кон­ст­рук­ции родств. свя­зей ме­ж­ду ор­га­низ­ма­ми на ос­но­ве ана­ли­за по­сле­до­ва­тель­но­стей мо­но­ме­ров (пер­вич­ной струк­ту­ры) в мо­ле­ку­лах бел­ков, ДНК и РНК. Изу­че­ние ми­то­хон­д­ри­аль­ной ДНК, как пра­ви­ло, да­ёт ин­фор­ма­цию о родств. свя­зях ви­дов и внут­ри­ви­до­вых групп и ис­поль­зу­ет­ся для ре­кон­ст­рук­ции не­дав­ней ис­то­рии так­со­нов. Для ус­та­нов­ле­ния их фи­ло­ге­не­тич. свя­зей – так­со­нов бо­лее вы­со­ко­го ран­га обыч­но ана­ли­зи­ру­ет­ся ядер­ная ДНК и бел­ки.

Видео

Морфологическая система

В этой схеме на первом месте стоят морфологические характеристики растительности. Морфологическая систематика — раздел биологии, классифицирующий живые организмы по сходным признакам. Это свидетельствуют о возникновении первой системы «естественного» отбора, основа которой положена в 1789 году. Если судить по существу, то систематика не являлась полностью естественной, так как в ее таксоны входят виды, имеющие похожие морфологические характеристики, но не отличающиеся единым происхождением.

Морфологическая система строится как бы вразрез с эволюцией, но в частных положениях предвосхищает многие современные догмы эволюционной системы. Бок о бок с систематикой находится наука морфология растений, классифицирующая представителей флоры по индивидуальному и историческому развитию:

• в узком охвате морфология изучает внешнее строение растений;
• в широких рамках включает анатомические сведения, внутреннее строение, эмбриологию, цитологию;
• специальные морфологические разделы созданы для выделения растений в отдельные дисциплины в связи с их теоретическим или прикладным значением.

Современные системы классификации включают эволюционную, сравнительную и экологическую морфологию.

«Линнеевская» систематика

В «Философии ботаники» Линней писал, что сначала он выделял таксоны интуитивно, а потом уже оформлял своё убеждение в классификацию, обнаруживая природные, существенные и искусственные признаки.

После составления таблицы таксонов и признаков нужно найти «природный признак» — совокупность признаков, которые совпадают во всех подтаксонах (например, в видах внутри рода, в родах внутри семейства). Таким образом, для нахождения природного признака рода сравниваются списки особенностей разных видов. Вычёркиваются все признаки, которые не совпадают.

Природные признаки представляют собой описание таксона. Они включают в себя самые обычные и распространённые признаки, характерные для таксонов более высоких рангов. Например, самым природным признаком какого-либо рода является клеточное строение, какого-либо рода в составе типа хордовых — наличие хорды.

Природные признаки, в свою очередь, содержат в себе существенные и искусственные признаки. Существенный признак служит для различия таксонов в системе органического мира. Искусственный признак разграничивает род всего лишь от других родов такого же искусственного порядка. Это заменитель существенного признака, пока тот не найден. Существенные и искусственные признаки служат для разграничения родов, а природные — для их описания.

Начала Современного Естествознания. Тезаурус

систематика

(от греч. systematikos — упорядоченный) 1) наука и искусство систематизации; 2) классификация, группировка однородных, взаимосвязанных предметов и явлений по их общим признакам; 3) раздел в биологии, посвященный описанию, обозначению и классификации по группам (таксонам) всех когда-либо существовавших организмов (см. Таксономия), первую систематику в биологии дал шведский биолог Карл Линней в 1735 году; 4) как примеры развитой систематики можно указать Периодическую таблицу химических элементов Менделеева и Кристаллографическую систему Федорова.

Основные направления

Ж. Кювье основал науку палеонтологию и неопровержимыми фактами доказал, что животные Земли неоднократно радикально менялись. Объяснение этим изменениям дала эволюционная теория. Со времён публикации «Происхождение видов» Ч. Дарвина эта теория стала руководящей при изучении животных. Сейчас ни один натуралист не сомневается в основных положениях трансформизма: мир животных развивается и изменяется, и современные животные — потомки организмов прошлых геологических эпох.

В течение последних 50 лет в систематике сформировалось 4 основных направления:

1. Традиционная или эволюционная систематика. Это гибрид «линнеевской» систематики с синтетической теорией эволюции. Основные постулаты: природная система должна прямо отражать филогению; чем признак давнее, тем он существеннее для классификации; объективно существуют только виды и подвиды; все другие таксоны — чистая условность; ранг таксона определяется степенью его отличия от других таксонов и внутренней гомогенностью. Известные представители: орнитолог Э. Майр, палеонтолог Дж. Симпсон. В рамках этого направления работает много систематиков-практиков.
2. Кладистика (филогенетическая систематика) В. Хеннига. Основные постулаты: система должна прямо отображать филогению; производные характеристики более существенны для построения классификации, чем исходные; построение системы должно быть строго формализовано (например, считается, что из 1 вида всегда возникает 2 новых вида, а не 1, или 3); ранг таксона определяется исключительно его геологическим возрастом. Основоположник — энтомолог Вилли Хенниг. В рамках этого направления работает большинство западных систематиков (Западная Европа и, особенно, США и Канада), а также все, кто занимается геносистематикой.
3. Нумерическая таксономия (фенетическая систематика). Главные постулаты: природной системы нет — может быть много равноценных вариантов классификации; все признаки абсолютно равноценны; классификация строится с помощью статистической обработки распределения признаков по таксонам, количеству сходств и различий между ними; ранг таксона устанавливается по степени его отличия от соседних таксонов. Среди систематиков-практиков последователей этого направления немного.
4. Типология. Постулаты: природная система существует, она может быть объяснена морфологическими закономерностями и законом гомологических рядов Вавилова; классификация должна отображать не гипотетические пути эволюции, а сходства и различия; разные признаки имеют разный вес и должны использоваться для разграничения таксонов разных рангов; объективно существуют не только виды и подвиды, но и таксоны более высоких рангов. Типология основывается на идеях Л. С. Берга, М. В. Беклемишева, А. А. Любищева. В рамках этого направления работает немало отечественных систематиков.

Энциклопедический словарь

систематика

в биологии — наука о разнообразии всех существующих и вымерших организмов, о взаимоотношениях и родственных связях между их различными группами (таксонами) — популяциями, видами, родами, семействами и т. д. Основные задачи систематики — определение путем сравнения специфических особенностей каждого вида и каждого таксона более высокого ранга, выяснение общих свойств у тех или иных таксонов. Стремясь к созданию полной системы (классификации) органического мира, систематика опирается на эволюционный принцип и данные всех биологических дисциплин. Определяя место организмов в системе органического мира, систематика имеет важное теоретическое и практическое значение, позволяя ориентироваться в огромном разнообразии живых существ. Основы систематики заложены трудами Дж. Рея (1693) и К. Линнея (1735).

Теги