Przez stulecia praktyka nazywania i klasyfikowania żywych organizmów na grupy była integralną częścią nauki o przyrodzie. Arystoteles (384BC-322BC) opracował pierwszą znaną metodę klasyfikacji organizmów, grupowania organizmy za pomocą środków transportu, takich jak powietrze, ląd i woda. Wielu innych przyrodników stosowało inne systemy klasyfikacji. Ale to był szwedzki botanik, Carolus (Carl) Linneusz (1707-1778), który jest uważany za pioniera nowoczesnej taksonomii.
W jego książce Systema Naturae, opublikowany po raz pierwszy w 1735 roku, Carl Linnaeus wprowadził dość sprytny sposób klasyfikowania i nazywania organizmów. Ten system, obecnie nazywany Taksonomia linnańska, od tego czasu był używany w różnym stopniu.
O linonomicznej taksonomii
Taksonomia linnańska dzieli organizmy na hierarchie królestw, klas, porządków, rodzin, rodzajeoraz gatunki oparte na wspólnych cechach fizycznych. Kategoria zboru została później dodana do schematu klasyfikacji jako poziom hierarchiczny tuż pod królestwem.
Grupy na szczycie hierarchii (królestwo, typ, klasa) mają szerszą definicję i zawierają większa liczba organizmów niż bardziej szczegółowe grupy, które są niższe w hierarchii (rodziny, rodzaje, gatunki).
Przypisując każdą grupę organizmów do królestwa, rodzaju, klasy, rodziny, rodzaju i gatunku, można je następnie wyjątkowo scharakteryzować. Ich przynależność do grupy mówi nam o cechach, które dzielą z innymi członkami grupy, lub cechach, które czynią je wyjątkowymi w porównaniu z organizmami w grupach, do których nie należą.
Wielu naukowców nadal do pewnego stopnia korzysta z linnańskiego systemu klasyfikacji, ale nie jest to już jedyna metoda grupowania i charakteryzowania organizmów. Naukowcy teraz mają wiele różnych sposobów identyfikowania organizmów i opisywania ich wzajemnych relacji.
Aby najlepiej zrozumieć naukę o klasyfikacji, pomoże najpierw przeanalizować kilka podstawowych terminów:
- Klasyfikacja - systematyczne grupowanie i nazywanie organizmów w oparciu o wspólne podobieństwa strukturalne, podobieństwa funkcjonalne lub historię ewolucji
- taksonomia - nauka o klasyfikowaniu organizmów (opisywanie, nazywanie i kategoryzowanie organizmów)
- systematyka - badanie różnorodności życia i związków między organizmami
Rodzaje systemów klasyfikacji
Ze zrozumieniem klasyfikacji taksonomiai systematyki, możemy teraz zbadać różne rodzaje dostępnych systemów klasyfikacji. Na przykład, możesz klasyfikować organizmy według ich struktury, umieszczając organizmy, które wyglądają podobnie w tej samej grupie. Alternatywnie możesz klasyfikować organizmy zgodnie z ich historią ewolucji, umieszczając organizmy, które mają wspólne pochodzenie w tej samej grupie. Te dwa podejścia są określane jako fenetyka i kladystyka i są zdefiniowane w następujący sposób:
- fenetyka - metoda klasyfikacji organizmów oparta na ich ogólnym podobieństwie w cechach fizycznych lub innych obserwowalnych cechach (nie bierze pod uwagę filogenezy)
- kladystyka - metoda analizy (analiza genetyczna, analiza biochemiczna, analiza morfologiczna), która określa relacje między organizmami oparte wyłącznie na ich historii ewolucyjnej
Ogólnie rzecz biorąc, używa się taksonomii linnańskiej fenetyka klasyfikować organizmy. Oznacza to, że opiera się na cechach fizycznych lub innych obserwowalnych cechach, aby klasyfikować organizmy i bierze pod uwagę historię ewolucji tych organizmów. Pamiętajcie jednak, że podobne cechy fizyczne są często produktem wspólnej ewolucji historia, więc taksonomia linnańska (lub fenetyka) czasami odzwierciedla ewolucyjne tło grupy organizmy.
Kladystyka (zwany także filogenetyką lub systematyką filogenetyczną) analizuje historię ewolucyjną organizmów, aby stworzyć podstawy do ich klasyfikacji. Kladystyka różni się zatem od fenetyki tym, że jest oparta filogeneza (historia ewolucyjna grupy lub linii), a nie obserwacja podobieństw fizycznych.
Kladogramy
Badając historię ewolucyjną grupy organizmów, naukowcy opracowują drzewiaste diagramy zwane kladogramami. Te diagramy składają się z szeregu gałęzi i liści, które reprezentują ewolucję grup organizmów w czasie. Gdy grupa dzieli się na dwie grupy, kladogram wyświetla węzeł, po którym gałąź następnie przechodzi w różnych kierunkach. Organizmy znajdują się w postaci liści (na końcach gałęzi).
Klasyfikacja biologiczna
Klasyfikacja biologiczna podlega ciągłym zmianom. W miarę poszerzania się naszej wiedzy o organizmach coraz lepiej rozumiemy podobieństwa i różnice między różnymi grupami organizmów. Z kolei te podobieństwa i różnice kształtują sposób przypisywania zwierząt do różnych grup (taksonów).
takson (pl. taksony) - jednostka taksonomiczna, nazwana grupa organizmów
Czynniki, które ukształtowały taksonomię wysokiego rzędu
Wynalezienie mikroskopu w połowie XVI wieku ujawniło drobny świat pełen niezliczonych ilości nowe organizmy, które wcześniej unikały klasyfikacji, ponieważ były zbyt małe, aby widzieć je nago oko.
W ciągu ostatniego stulecia szybki postęp w ewolucji i genetyce (a także wiele powiązanych dziedzin, takich jak biologia komórki, biologia molekularna, molekularna genetyka i biochemia, by wymienić tylko kilka) stale zmieniają nasze rozumienie tego, w jaki sposób organizmy łączą się ze sobą i rzucają nowe światło na poprzednie klasyfikacje. Nauka nieustannie reorganizuje gałęzie i liście drzewa życia.
Najlepszym rozwiązaniem mogą być ogromne zmiany w klasyfikacji, które miały miejsce w historii taksonomii rozumiane przez badanie, w jaki sposób zmieniły się taksony najwyższego poziomu (domena, królestwo, rodzaj) historia.
Historia taksonomii sięga IV wieku pne, aż do czasów Arystoteles a wcześniej. Odkąd powstały pierwsze systemy klasyfikacji, dzieląc świat życia na różne grupy z różnymi relacje, naukowcy zmagali się z zadaniem synchronizacji klasyfikacji z naukową dowód.
Poniższe sekcje zawierają podsumowanie zmian, które zaszły na najwyższym poziomie klasyfikacji biologicznej w historii taksonomii.
System klasyfikacji oparty na: Obserwacja (fenetyka)
Arystoteles był jednym z pierwszych, którzy udokumentowali podział form życia na zwierzęta i rośliny. Arystoteles sklasyfikował zwierzęta według obserwacji, na przykład, zdefiniował grupy zwierząt wysokiego poziomu według bez względu na to, czy mieli czerwoną krew (z grubsza odzwierciedla to podział między użytymi kręgowcami i bezkręgowcami) dzisiaj).
- Plantae - rośliny
- Animalia - Zwierząt
Three Kingdoms (Ernst Haeckel, 1894)
System klasyfikacji oparty na: Obserwacja (fenetyka)
System trzech królestw, wprowadzony przez Ernsta Haeckela w 1894 r., Odzwierciedla dawne dwa królestwa (Plantae i Animalia), które mogą być przypisany Arystotelesowi (być może wcześniej) i dodał trzecie królestwo, Protista, który obejmował jednokomórkowe eukarionty i bakterie (prokariota).
- Plantae - rośliny (głównie autotroficzne, wielokomórkowe eukarioty, rozmnażanie przez zarodniki)
- Animalia - zwierzęta (heterotroficzne, wielokomórkowe eukarionty)
- Protista - jednokomórkowe eukarioty i bakterie (prokarioty)
Cztery królestwa (Herbert Copeland, 1956)
System klasyfikacji oparty na: Obserwacja (fenetyka)
Ważną zmianą wprowadzoną przez ten schemat klasyfikacji było wprowadzenie bakterii królestwa. Odzwierciedlało to rosnące zrozumienie, że bakterie (jednokomórkowe prokarioty) bardzo różnią się od jednokomórkowych eukariontów. Wcześniej jednokomórkowe eukarionty i bakterie (jednokomórkowe prokarioty) były grupowane w Protista Królestwa. Ale Copeland podniósł dwie Protista Phyla Haeckela do poziomu królestwa.
- Plantae - rośliny (głównie autotroficzne, wielokomórkowe eukarioty, rozmnażanie przez zarodniki)
- Animalia - zwierzęta (heterotroficzne, wielokomórkowe eukarionty)
- Protista - jednokomórkowe eukarionty (brak tkanek lub znaczne zróżnicowanie komórkowe)
- Bakteria - bakterie (jednokomórkowe prokarioty)
Five Kingdoms (Robert Whittaker, 1959)
System klasyfikacji oparty na: Obserwacja (fenetyka)
Schemat klasyfikacji Roberta Whittakera z 1959 r. Dodał piąte królestwo do czterech królestw Copeland, Królestwo Grzybów (jedno- i wielokomórkowe eukarioty osmotroficzne)
- Plantae - rośliny (głównie autotroficzne, wielokomórkowe eukarioty, rozmnażanie przez zarodniki)
- Animalia - zwierzęta (heterotroficzne, wielokomórkowe eukarionty)
- Protista - jednokomórkowe eukarionty (brak tkanek lub znaczne zróżnicowanie komórkowe)
- Monera - bakterie (jednokomórkowe prokarioty)
- Grzyby (jedno- i wielokomórkowe eukarioty osmotroficzne)
Six Kingdoms (Carl Woese, 1977)
System klasyfikacji oparty na: Ewolucja i genetyka molekularna (cladistics / filogeny)
W 1977 roku Carl Woese przedłużył Pięć Królestw Roberta Whittakera, zastępując bakterie Królestwa dwoma królestwami: Eubacteria i Archaebacteria. Archaebakterie różnią się od Eubacteria procesami transkrypcji i translacji genetycznej (u Archaebacteria transkrypcja i translacja bardziej przypominają eukarionty). Te wyróżniające cechy zostały wykazane za pomocą molekularnej analizy genetycznej.
- Plantae - rośliny (głównie autotroficzne, wielokomórkowe eukarioty, rozmnażanie przez zarodniki)
- Animalia - zwierzęta (heterotroficzne, wielokomórkowe eukarionty)
- Eubakterie - bakterie (jednokomórkowe prokarioty)
- Archaebakterie - prokarioty (różnią się od bakterii transkrypcją i translacją genetyczną, bardziej podobne do eukariotów)
- Protista - jednokomórkowe eukarionty (brak tkanek lub znaczne zróżnicowanie komórkowe)
- Grzyby - jedno- i wielokomórkowe eukarioty osmotroficzne
Three Domains (Carl Woese, 1990)
System klasyfikacji oparty na: Ewolucja i genetyka molekularna (cladistics / filogeny)
W 1990 roku Carl Woese przedstawił schemat klasyfikacji, który znacznie przerobił poprzednie schematy klasyfikacji. Zaproponowany przez niego system trzech domen opiera się na badaniach biologii molekularnej i zaowocował umieszczeniem organizmów w trzech domenach.
- Bakteria
- Archaea
- Eukaria