Классификация организмов. Принципы систематики. Современная биологическая система. Доказательства эволюции. Данные систематики. Классификация живых существ Классификация организмов по хозяйственным признакам

ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ

КЛАССИФИКАЦИИ ОРГАНИЗМОВ

На Земле идентифицировано около 2 000 000 видов животных и растений, включая виды, которые жили в далеком прошлом, но затем вымерли. На долю растений приходится 500 000 видов, а на долю животных около 1 500 000 видов. Непрерывно открываются также новые виды растений и животных. Чтобы изучать это огромное множество животных и растений, их необходимо вначале классифицировать на сходные группы или категории. Задачу классификации организмов решает наука, которую называют систематикой и предметом которой является изучение и описание особенностей этого бесконечного множества форм.

Кроме того, в задачу систематики входит нахождение названий единиц классификации (таксонов), а также изучение эволюционных взаимоотношений между всеми единицами классификации. Разделами систематики являются таксономия, название которой еще в 1813 г. предложил швейцарский ученый О. Декандолль (1778- 1841) и которая представляет собой теорию и практику классификации, номенклатура (совокупность названий таксонов) и филоге-нетика (установление родства между организмами в историческом плане).

§1 Искусственные системы

Самые первые попытки классификации организмов принадлежат Аристотелю (384-322 гг. до н. э.), который считал, что общее количество видов растений и животных составляет всего лишь несколько сотен. Аристотель и его ученик Теофраст (370-285 гг. до н. э.) подразделяли растения на травы, кустарники и деревья, а животных на ряд групп в зависимости от того, где они живут - водные, земные, воздушные. Последователи этих выдающихся греков использовали далее для классификации организмов такие признаки, как их полезность, вредность или безвредность.

Названные системы классификации были эмпирическими или, как их еще называют, искусственными системами, ибо они не основывались на признании единства естественного происхождения всех живых существ и не отражали естественных связей между разными организмами. Тем не менее даже в средние века в Европе продолжали называть животных и растения именами, данными им еще древними греками и римлянами. Однако это не приводило к успеху, т. к. разные европейские растения и животные характеризовались различиями на разных территориях европейского континента.

Такие подразделения не лишены значения в хозяйственной и другой деятельности человека, однако для научной классификации организмов они не имеют ценности.

§2 Естественные системы

Уже давно выявилась тенденция выделять с целью классификации естественные системы, которые бы отражали естественные связи между организмами. Чрезвычайно важным шагом на пути к научной классификации организмов оказались создание в 1663 г. английским естествоиспытателем Д. Реем (1627-1705) концепции вида. Он считал, что видом является группа сходных организмов, имеющих сходных предков, и что «...один вид никогда не зарождается из семян другого вида». Принимая вид в качестве реальной, но неизменной категории, Д. Рей классифицировал животные организмы на несколько групп по некоторым анатомическим особенностям, например, по строению копыт, рогов. Конечно, эта классификация была примитивной, но она все же дала начало естественным системам классификации.

Основы современной классификации растений и животных были заложены в XVIII в. шведским ученым К. Линнеем (1707-1778). Считая, что нахождение определенного порядка в природе является главнейшей целью науки, К. Линней в качестве основной (начальной) систематической (таксономической) единицы (таксона) определил вид, под которым он понимал совокупность организмов, сходных между собой, как сходны дети от одних родителей, и способных давать плодовитое потомство. Однако К. Линней считал, что со времени создания виды постоянны и неизменны. Он полагал также, что каждый классифицируемый организм должен быть сравним с идеальным типом и что все подобные организмы должны группироваться вокруг идеального типа. На основе изучения сходства организмов он подразделил животных на млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, рыб, насекомых, червей, а также ввел в оборот такие таксономические единицы, как вид, род, отряд, класс, разместив их в виде иерархической системы и определив их сопод-чиненность, заключающуюся в том, что каждая категория более высокого уровня включает в себя одну или несколько категорий низшего порядка. Например, класс включает в себя несколько отрядов, отряд - несколько родов, а род - несколько видов.

Кроме того, для научного наименования организмов он ввел так называемую бинарную номенклатуру, в соответствии с которой наименование организмов одного вида, принадлежащих к одному роду, состоит из родового и видового латинских названий, причем первым словом является обозначение рода, вторым - вида. Например, научное название (бинарное обозначение) ландыша майского есть Convallaria majalis, садового гороха - Pissum sativum, домашней кошки - Fells doinast.ica, тигра - Felis tigris. По К. Линнею вслед за бинарным обозначением вида обычно указывают первооткрывателя вида и год открытия вида. Например, научное наименование аскариды человеческой будет Ascaris lumbricoides L., 1758. Это означает, что род аскариды человеческой есть Ascaris, вид есть lumbricoides, и что этот организм впервые был классифицирован К. Линнеем в 1758 г. Линнеевская система является естественной системой классификации.

Значительный вклад в систематику принадлежит французскому ученому Ж. Ламарку (1744-1829), который разделил животных на беспозвоночных и позвоночных, а также определил основные группы (типы) червей (плоские, круглые и кольчатые).

В XIX в. французский ученый Ж. Кювье (1769-1832) ввел в оборот понятие о типе животных и описал несколько типов.

Позднее, когда было разработано понятие о семействе, в соответствии с принципами естественной классификации виды животных и растений (лат. Species) стали объединяться в роды (лат. genus), роды - в семейства (лат. familia), семейства - в отряды (лат. ordo), отряды - в классы (лат. classis), классы - в типы (лат. typos), типы - в царства (лат. regnurn).

В XIX в. немецкий ученый Э. Геккель (1834-1919) разделил живой мир на три царства, а именно: протисты, животные и растения. Он ввел в обиход также понятие о генеалогическом древе, в котором главными категориями стали так называемые стволы. Из одного ствола происходят классы, отряды, семейства, роды. Позднее были предложены и другие подразделения царств.

В связи с совершенствованием классификации сейчас выделяют еще более дифференцированные систематические единицы в пределах основных систематических групп (таксонов), добавляя к ним приставку над или под (надцарство, подцарство, надсемейство, подсемейство, надтип, подтип). Наконец, часто выделяют такие таксо-ны, как раздел, надраздел, триба.

С введением в биологию теории эволюции Ч. Дарвина систематика организмов стала развиваться с учетом их естественного родства и происхождения (филогенетического родства). Поскольку сходство строения и функциональной активности обусловлено эволюционными связями, то учет этих особенностей определил эволюционное направление в систематике. Как считал Ч. Дарвин «Всякая истинная классификация есть генеалогическая». Таким образом, учет сходств строения и эволюционных связей между организмами стал классическим направлением в систематике.

§3 Методы классификации

Вопросы для обсуждения

1. Дайте определение систематике и назовите ее основные разделы.

2. Что вы понимаете под искусственными системами, когда их стали использовать и какова их роль сейчас в классификации организмов?

3. Что вы понимаете под естественными системами и какова их роль в классификации организмов?

4. Перечислите основные методы, используемые в систематике. Какие из них являются главными?

б. Назовите основные таксономические единицы и правила использования бинарной номенклатуры.

6. Почему в классификации организмов много спорных вопросов?

Литература

Грин Н„ Стаупг У., Тейлор Д. Биология. М.: Мир. 1998. 368 стр.

Нидон К„ Петерман И„ Шеффель П., Шайба Б. Растения и животные. М.: Мир. 1991. 260 стр.

Пехов А. П. Биология и общая генетика. М.: РУДН. 1993. 439 стр.

Полянский Ю.А. (ред.). Жизнь животных, т. 1. М.: Просвещение. 1987. 445 стр.

Хадоры Э„ Венер Р. Общая зоология. М.: Мир. 1989. 523 стр.

Яковлев Г. П., Челомбитъко В. А. Ботаника. М.: Высшая школа. 1990. 367 стр.

Rosenzweig M. L. Species Diversity in Space and Time. Cambridge University Press, 1995. 436 pp.

Наука о классификации животных называется систематика или таксономия. Эта наука определяет родственные связи между организмами. Степень родства далеко не всегда определяется внешним сходством. Например, сумчатые мыши очень похожи на обыкновенных мышей, а тупайи — на белок. Однако эти животные относятся к разным отрядам. А вот броненосцы, муравьеды и ленивцы, совершенно непохожие друг на друга, объединены в один отряд. Дело в том, что родственные связи между животными определяются их происхождением. Исследуя строение скелета и зубную систему животных, ученые определяют, какие звери наиболее близки друг другу, а палеонтологические находки древних вымерших видов животных помогают установить более точно родственные связи между их потомками. Большую роль в систематике животных играет генетика — наука о законах наследственности.

Первые млекопитающие появились на Земле около 200 млн. лет назад, отделившись от зверообразных рептилий. Исторический путь развития животного мира называется эволюцией . В ходе эволюции происходил естественный отбор — выживали только те животные, которые сумели приспособиться к условиям окружающей среды. Млекопитающие развивались в разных направлениях, образуя множество видов. Случалось так, что животные, имеющие общего предка, на каком-то этапе стали жить в разных условиях и приобрели разные навыки в борьбе за выживание. Преобразовывался их внешний облик, из поколения в поколение закреплялись полезные для выживания вида изменения. Животные, предки которых относительно недавно выглядели одинаково, стали со временем сильно отличаться друг от друга. И наоборот, виды, имевшие разных предков и прошедшие разный эволюционный путь, иногда попадают в одинаковые условия и, меняясь, становятся похожими. Так неродственные между собой виды приобретают общие черты, и лишь науке под силу проследить их историю.

Классификация животного мира

Живую природу Земли делят на пять царств : бактерии, простейшие, грибы, растения и животные. Царства, в свою очередь, делятся на типы. Существует 10 типов животных: губки, мшанки, плоские черви, круглые черви, кольчатые черви, кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие и хордовые. Хордовые — самый прогрессивный тип животных. Их объединяет наличие хорды — первичной скелетной оси. Самые высокоразвитые хордовые объединены в подтип позвоночных. У них хорда преобразована в позвоночник.

Царства

Типы делятся на классы. Всего существует 5 классов позвоночных животных : рыбы, земноводные, птицы, рептилии (пресмыкающиеся) и млекопитающие (звери). Млекопитающие — самые высокоорганизованные животные из всех позвоночных. Всех млекопитающих объединяет то, что они вскармливают своих детенышей молоком .

Класс млекопитающих делится на подклассы : яйцекладущие и живородящие. Яйцекладущие млекопитающие размножаются, откладывая яйца, как рептилии или птицы, но детенышей вскармливают молоком. Живородящие млекопитающие делятся на инфраклассы: сумчатые и плацентарные. Сумчатые рожают недоразвитых детенышей, которые долгое время донашиваются в выводковой сумке матери. У плацентарных зародыш развивается в утробе матери и рождается уже сформировавшимся. У плацентарных млекопитающих есть особый орган — плацента, осуществляющая обмен веществ между материнским организмом и зародышем в период внутриутробного развития. У сумчатых и яйцекладущих плацента отсутствует.

Типы животных

Классы делятся на отряды. Всего существует 20 отрядов млекопитающих . В подклассе яйцекладущих — один отряд: однопроходные, в инфраклассе сумчатых — один отряд: сумчатые, в инфраклассе плацентарных 18 отрядов: неполнозубые, насекомоядные, шерстокрылы, рукокрылые, приматы, хищные, ластоногие, китообразные, сирены, хоботные, даманы, трубкозубые, парнокопытные, мозоленогие, ящеры, грызуны и зайцеобразные.

Класс млекопитающих

Некоторые ученые выделяют из отряда приматов самостоятельный отряд тупайи, из отряда насекомоядных выделяют отряд прыгунчиковые, а хищных и ластоногих объединяют в один отряд. Каждый отряд делится на семейства, семейства — на роды, роды — на виды. Всего на земле в настоящее время обитает около 4000 видов млекопитающих. Каждое животное в отдельности называется особь.

46. Принципы классификации организмов. Искусственные, естественные, филогенетические системы. Современная классификация органического мира. Таксономические единицы. Вид как единица классификации.

Систематика - наука, изучающая разнообразие всех существующих и вымерших организмов. Считается, что в настоящее время на Земле су­ществует около 500 тысяч видов растений и около 2 млн. видов других живых организмов.

Задачи систематики - выявление, описание и классификация организ­мов в систему.

Разделы систематики - таксономия, номенклатура и филогенетика.

Таксономия - теория и практика классификации организмов, т.е. распределение всех известных на настоящий момент организмов по опре­деленной системе соподчиненных категорий на основании их сходства и различий. Сходство и различия устанавливаются с помощью различных ме­тодов и оцениваются по специально разработанным критериям.

Номенклатура - совокупность всех существующих названий таксонов. Филогенетика изучает историческое развитие мира живых организмов (филогенез) и родство организмов в ходе этого развития.

Основные понятия систематики - таксоны и таксономические катего­рии. Таксономические категории - определенные уровни в иерархической классификации. Таксоны - конкретные группы организмов, реально су­ществующих или существовавших ранее.

Основным таксоном, объединяющим особей, наиболее близких друг к другу, является вид (species ) . Растения, используемые человеком, должны быть определены до вида, иногда еще точнее.

Первое определение вида дано Линнеем. Линней считал виды постоянными и неизменными.

До настоящего времени нет единого общепринятого определения ви­да, в равной степени подходящее как растениям, размножающимся половым путем, так и растениям, размножающимся бесполым путем или вегетативно. Приведем одно из современных определений.

Вид - группа особей, сходных по морфологическим, физиологическим, биохимическим и др. признакам, свободно скрещивающихся между собой, дающих плодовитое потомство и проживающих на определенной территории, называемой ареалом.

Внутри вида могут быть разновидности, подвиды, которые в процессе эволюции могут давать новые виды. Какой бы большой ни была внутривидовая изменчивость, внутри вида все равно есть непрерывный ряд форм, в то время как между даже близкими видами, как правило, существует дискретность, нет переходных форм. Виды различаются не только по внешним признакам, но и по условиям существования. Обычно имеются барьеры для скрещивания.

Роды могут быть поли-, олиго- и монотипные. Могут делиться на секции и подроды.

Виды объединяются в роды. Род (genus) - более высокая таксономи­ческая категория, объединяющая группу родственных видов. Для всех таксонов, начиная с рода, имеются научные названия, состоящие из одного латинского слова (униноминальные). Для видов же приняты биноми­нальные названия, состоящие из двух латинских слов: первое слово - название рода, к которому относится данный вид; второе - видовой эпи­тет. Например, подорожник большой, крапива двудомная и т.д. Введена такая бинарная номенклатура Карлом Линнеем в 1753 г.

Семейство (familia) , включающее один или несколько родов. Назва­ние семейства образуется из названия рода с окончанием - асеае, нап­ример, Convallaria - Convallariaceae.

Порядок (ordo) - систематическая категория, включающая несколько семейств. Называется с окончанием - ales.

Класс (classis) - значительно более высокая таксономическая кате­гория. Число классов не большое. Например, у покрытосеменных два класса - Однодольные и Двудольные. Для классов принято окончание - psida, но допускается употребление давно установившихся названий без этого окончания. Например, двудольные можно называть Magnoliopsida или Dicotyledones.

Самая крупная таксономическая единица в царстве растений - отдел (divisio). Отделы называются с окончанием -phyta и отличаются друг от друга фундаментальными признаками. Располагаются в порядке эволюцион­ного усложнения.

Таким образом, любая система состоит из таксономи­ческих единиц, расположенных иерархически. Если мы называем уровни этой иерархии, то это таксономические категории. Если же мы подразумеваем конкретное содержание выделенных групп, то это таксоны.

Первые системы появились еще до нашей эры, но до сих пор не соз­дана общепринятая система, которая содержала бы максимум возможной биологической информации. Это - актуальная задача биологии. Существуют искусственные, естественные и генеалогические системы растений.

Искусственные системы строятся на основе одного или нескольких случайно взятых признаков. Наиболее известная из них - система Лин­нея. Растительный мир был разделен им на 24 класса на основе количества тычинок и особенностей тычиночного комплекса. К достоинствам этой системы можно отнести возможность ее применения на практике для узнавания растений в природе. Карл Линней впервые дал понятие рода и вида, ввел бинарную номенклатуру, описал около 10 тыс. видов, распре­делив их в 1000 с лишним родов. Этот его труд не утратил своего зна­чения до настоящего времени. Но вместе с тем система Линнея была ис­кусственной, поэтому в один класс попадали растения, весьма далекие друг от друга, например, рис и капуста, т.к. они имеют по 6 тычинок.

В отличие от искусственных, естественные системы учитывают при классификации сходство и различия по многим признакам одновременно. Первая из таких систем создана Антуаном Жюссье в конце 18 века (1789 г). В ней он выделяет естественные группы двудольных, однодольных, хвойных и бессемядольных (грибы, водоросли, мхи, папоротники, а также наядовые).

Еще более разработана система Декандолля , которая впервые учиты­вала в классификации анатомическое строение растений (1824 - 1874 г.). Система Дж. Гукера и Дж. Бентама (1883 г.) является логическим развитием системы Декандолля, но охватывает большее количество расте­ний, а также отличается оценкой беспокровных цветков как редуцирован­ных, вторичных, а не первичных.

Идея развития от простого к сложному, т.е. зачатки эволюционной теории были положены в основу некоторых додарвиновских систем. Такова система Ламарка , а также система русского ботаника П.Ф.Горянинова (1834 г.), который считал, что родственные таксоны имеют общее проис­хождение. Система Горянинова начинается с грибов и достаточно пра­вильно с современной точки зрения располагает отделы высших растений в порядке их возникновения и развития.

В основе всех естественных систем лежит представление о неизмен­ности видов. В конце 19 века после внедрения эволюционной теории Дарвина появились генеалогические системы. Они построены на филогенетической основе, т.е. учитывают историческое родство организ­мов. Различают эволюционные системы, отражающие конечные результаты эволюционного развития, и филогенетические системы, отражающие сам процесс филогенеза, т.е. возникновения таксонов в ходе эволюции.

В конце 19 века появилась и получила широкое распространение система А.Энглера . В ее основе лежит представление о первичности бес­покровных однополых цветков, что в настоящее время оспаривается. Тем не менее, она является единственной системой, разработанной до уровня вида, поэтому применяется до настоящего времени: в большинстве гербариев мира растения расположены по этой системе, 30-томник "Флора СССР" также был издан на основе этой системы.

Еще в 1875 году А.Браун выдвинул идею примитивности цветков маг­нолиевых и вторичности безлепестных цветков. Эта идея легла в основу многих современных систем: Ч.Бесси , Х.Гоби , Дж. Хатчинсона (начало 20 века). Несколько особняком стоит система А.А. Гроссгейма , в которой нет деления на классы однодольных и двудольных, что очень спорно.

Вышеназванные системы касаются покрытосеменных. Общепринятой сис­темы до сих пор не существует. Нами в курсе систематики покрытосемен­ных используется система А.Л.Тахтаджяна .

Для создания современных систем применяются различные методы: сравнительно-морфологический, сравнительно-анатомический, сравнитель­но-эмбриологический, палинологический, географический, эколого-гене­тический, кариологический, гибридологический, цитологический, сероди­агностический, хемотаксономический, палеоботанический и др.

Рассмотрим современную систему, касающуюся са­мых высоких таксонов: надцарств, царств, подцарств, отделов.

Все многообразие органического мира делится на 2 надцарства:

Систематика живых организмов ставит себе чрезвычайно важные теоретические и практические задачи. Главная теоретическая задача - изучить и привести в естественный порядок огромное количество видов, родов и семейств растений, животных, бактерий, грибов. Причем этот порядок, называемый системой, должен отражать исторический ход эволюции биосферы.

Первые известные классификации форм жизни предприняли в античном мире Аристотель и Теофраст. Они дали очень подробную систему живых организмов, в которой объединяли все живое в соответствии со своими философскими взглядами. Растения в этой классификации были разделены на деревья и травы, а животные - на группы с «горячей» и «холодной» кровью. Последний признак имел большое значение для выявления упорядоченности в живой природе.

Эпоха великих открытий существенно обогатила знания ученых о живой природе. В конце XVI - начале XVII в. начинается новая эра в изучении живого мира, вначале направленная на хорошо известные ранее тины. Постепенно расширяясь, накопился необходимый минимум знаний, составивший основу научной классификации. В 1583 г. была осуществлена первая попытка дать научную систему растений, с помощью которой можно было бы разобраться в хаосе собранных к тому времени сведений о растениях. Эта попытка принадлежит А. Чезальпино, написавшему труды иод названием «XVI книг о растениях». Первый отдел «Древесные растения» и «Травянистые растения» совершенно искусственен. Каждое из этих подразделений делится на классы, которых всего 15. Классы выделены по виду плода и количеству и расположению в нем семян. Один класс - растения без плодов и семян - включает папоротники, хвощи, мхи, грибы и кораллы. Вообще в каждом классе встречаются растения, не имеющие родства между собой. Эта система искусственна, потому что основана на одном-двух признаках. Но Чезальпино положил начало систематике растений, и с 1583 г. начался период создания искусственных систем.

Классификацией животных занималась многие известные медики, такие как И. Фабриций, П. Серенсен, У. Гарвей, Э. Тайсон. Свой вклад сделали М. Мальпиги, Р. Гук и некоторые другие ученые.

К началу XVIII в. наукой был накоплен достаточно большой объем биологических знаний, однако с точки зрения структурирования этих знаний биология существенным образом отставала от других естественных наук. Значительным вкладом в устранении этого отставания стали работы шведского естествоиспытателя К. Линнея. Он заложил основы научной систематики, что позволило биологии в короткие сроки стать полноценной научной дисциплиной. Линней был автором одной из известнейших искусственных систем растений, в которой цветковые растения распределялись по классам в зависимости от числа тычинок и пестиков в цветке. Линней хорошо понимал разницу между искусственными и естественными системами. Он говорил следующее: в естественных системах классы заключают растения, близкие между собой, сходные всем обликом и своей природой. Искусственные же состоят из классов, содержащих роды, отличные друг от друга, как небо от земли, и обладающие только одним общим признаком, избранным автором.

Для того, чтобы внести порядок в описательную ботанику, Линней сознательно предложил свою искусственную систему, позаботившись о том, чтобы она была самой легкой. Он разделил природный мир на три царства - минеральное, растительное и животное. Ученый разделил растительный мир на 24 класса, применив признаки количества тычинок, способа их срастания и распределения однополых цветков. Всех животных Линней разделил на шесть классов: млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, черви, насекомые. В класс амфибий входили пресмыкающиеся и земноводные, все известные в его время формы беспозвоночные, кроме насекомых, он отнес к классу червей. Одно из примечательных достоинств этой искусственной классификации в том, что человек был совершенно справедливо отнесен к системе животного царства и включен в класс млекопитающих, в отряд приматов.

Классификации растений и животных, предложенные Линнеем, с современной точки зрения искусственны, так как они основаны на небольшом числе произвольно взятых признаков и не отражают действительного родства между разными формами. Так, на основании одного лишь общего признака - строение клюва - Линней пытался построить «естественную» систему, основанную на совокупности множества признаков, но не достиг цели. Несмотря па искусственность, система была полезна как наиболее легкая для практического применения. Он ввел в классификацию четыре уровня (ранга): классы, отряды, роды и виды. Использованный Линнеем метод формирования научного названия для каждого из видов используется до сих пор. Использование латинского названия из двух слов - название рода, затем видовой эпитет - позволило устранить путаницу в названиях. Данное соглашение о названиях видов получило наименование «бинарная номенклатура».

Линней описал множество видов и родов и дал им названия, которые считаются приоритетными и используются до сих пор. Однако он сознавал необходимость создания естественной системы, отмечая, что это является основной задачей систематики.

В конце XVIII - начале XIX в. стали появляться системы, учитывающие все большее число признаков, были выделены современные отделы и тины.

Новую эру в естествознании открыл Ч. Дарвин в 1859 г. Он предложил понимать естественную систему как результат исторического развития живой природы. Его работы по теории эволюции положили начало повой эпохе в истории систематики, основанной на родстве организмов. Так возникла эволюционная систематика, взявшая за основу выяснение происхождения организмов.

До 1980-х гг. описание видов живых организмов, эволюционных взаимосвязей между ними, построение филогенетических (эволюционных) деревьев осуществлялись, как правило, на основе сравнительной эмбриологии, анатомии, морфологии и палеонтологических материалов. На сегодняшний день науке известно около 1,7 млн видов живых организмов, в то время как по оценочным данным их существует не менее 10 млн. Таким образом, 80% видов еще не описано. Если бы изучение биоразнообразия продолжалось классическими методами, то на полную каталогизацию Природы понадобились бы многие десятилетия .

Новый метод - ДНК-штрихкодирование - значительно ускоряет этот процесс. Он является наиболее точным методом для установления генетических взаимосвязей между видами. Выделенные отдельные молекулы ДНК каждого из видов совмещаются так, чтобы между ними началась реакция. Некоторые участки образуют «гибриды» - двойную спираль, т.е. обычную структуру ДНК, и степень их соединения является показателем количества последовательностей основании, являющихся дополнительными друг к другу. Этот показатель, в свою очередь, служит мерой родства между видами.

Анализ нуклеотидных последовательностей во многом меняет устоявшиеся представления о родстве видов и самой их идентичности, а иногда приводит к глобальному пересмотру крупных таксонов. Так, в результате исследования гена 16S рРНК в 1985 г. К. Везе разделил прокариотические организмы, которые ранее все назывались просто «бактериями», на два надцарства: эубактерии («настоящие» бактерии) и археи. (Есть интересные примеры выявления новых видов животных с помощью ДНК.) Жуков рода Rivacindela и бабочек рода Dioryctria сначала разбили на группы на основе анализа ДНК, а затем уже нашли морфологические и поведенческие отличия между ними. В пробах мелких донных пресноводных организмов была проведена идентификация последовательностей ДНК и на ее основе выявлены виды простейших, нематод, ракообразных и т.д. Ученые назвали такой метод «обратной таксономией». Проводятся также результаты масштабного исследования ДНК китообразных. В 1982 г. была создана одна из первых международных открытых баз генетических данных GcnBank. Международная программа «Штрихкод жизни» ставит своей целью создание библиотеки штрихкодов для всех видов на Земле .

Сегодня систематика принадлежит к числу бурно развивающихся биологических наук, включая все новые и новые методы: методы математической статистики, компьютерный анализ данных, сравнительный анализ ДНК и РНК, анализ ультраструктуры клеток и многие другие. Главным в современной систематике является построение естественной системы, которая, в отличие от искусственных систем, указывает на родственные связи между организмами. На сегодняшний день систематика организмов очень быстро меняется и ни одна из систем не является общепризнанной. Рассмотрим одну из них.

Все живые организмы на основании строения делят на две империи или два домена: клеточные и неклеточные. К последним относятся вирусы и фаги, не имеющие клеточного строения. На основании строения клетки клеточные живые организмы делятся на надцарства.

Система живых организмов:

• 1. Надцарство Доядерные организмы, или Прокариоты.
• 1.1. Царство Эубактерии.
• 1.2. Царство Архси.
• 2. Надцарство Ядерные организмы, или эукариоты.
• 2.1. Царство Животные.
• 2.2. Царство Грибы.
• 2.3. Царство Растения.

Надцарства делятся на царства, далее на подцарства. Животные (лат. Animalia или Metazoa) - традиционно (со времен Аристотеля) выделяемая категория организмов, в настоящее время рассматривается в качестве биологического царства. Животные являются основным объектом изучения зоологии. Растения изучает современная ботаника. Грибы - микология.

В царстве животных выделяют два подцарства: одноклеточные Protozoa и многоклеточные Metazoa. Далее подцарства делятся на типы, затем на подтипы, классы, отряды, семейства, роды и виды. Название вида состоит из существительного и прилагательного. Например, человек разумный. Существительное - это название рода, а прилагательное - вида. Попробуем определить принадлежность к этим категориям нашей домашней кошки. Она относится к домену клеточных, надцарству эукариоты, царству животные, типу хордовые, подтипу позвоночные, классу млекопитающие, отряду хищные, семейству кошачьи, роду кошки, виду лесной кот. Человек также является представителем животного мира и относится к виду человек разумный.

Царство растения делят на три подцарства: Водоросли, Багрянки и Высшие растения. К подцарству Водоросли относятся от восьми до десяти отделов различных водорослей. К нодцар- ству Высших растений относят растения из ныне существующих отделов: моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные растения. Отдел в ботанике соответствует типу в зоологической классификации. Определим в качестве примера положение в классификации растений вида ромашка пахучая. Она относится к домену клеточных, надцарству эукариоты, царству растения, отделу (типу) покрытосеменные, классу двудольные, семейству сложноцветные, роду ромашка, виду ромашка пахучая.

• См.: URL: http://elemcnty.ru/gcnbio/synopsis?artid=246
• См.: Шнеер В. С. ДНК-штрихкодирование видов животных и растений -способ их молекулярной идентификации и изучения биоразнообразия // Журналобщей биологии. 2009. № 4. С. 296-315.

Благодаря эволюции современный органический мир многообразен и уникален. Ученые предполагают, что сегодня на нашей планете обитает свыше 10 млн видов живых организмов. Поэтому очень важной является задача классифицировать известные виды по группам в определенной последовательности и системе. Это в итоге позволит установить для каждого организма свое место в мире живой природы.

Необходимость классификации живых организмов понимали еще ученые Древней Греции. Однако предложенные классификации того времени базировались лишь на немногочисленных признаках. Они касались преимущественно внешнего и внутреннего строения организмов и практически не учитывали родственные связи между ними. Эволюционная теория Ч. Дарвина заложила основу для создания современной классификации.

Классификация организмов — условное распределение всей совокупности живых существ по иерархически подчиненным группам в соответствии с какими-либо общими признаками.

Сегодня классификацией мира живой природы занимается систематика — наука о многообразии видов и родственных связях между организмами. В современной систематике при присвоении любому организму того или иного ранга основываются на ряде признаков. Например, на особенностях происхождения и исторического развития, морфологического и анатомического строения, размножения, эмбрионального развития. Также учитываются физиологические и биохимические особенности, тип запасных питательных веществ, химический состав клеток, число и состав хромосом и др.

Принципы систематики

Вы уже знаете, что первую научную систему живой природы создал в середине XVIII в. шведский ученый-естествоиспытатель Карл Линней. В основу данной системы автор положил два основных принципа: бинарной номенклатуры и иерархичности (соподчиненности). Эти принципы актуальны и в настоящее время. По бинарной номенклатуре каждый вид в своем названии имеет два слова: существительное и прилагательное. Существительное означает название рода, к которому относится вид, а прилагательное — видовой эпитет. Например, кошка лесная (Felis silvestris ), яблоня домашняя (Malus domestica ).

По современным правилам после видового эпитета обычно ставят фамилию ученого, впервые описавшего данный вид. Например, улитка виноградная Линнея (Helix pomatia Linnaeus или Helix pomatia L. ).

Подобно тому как в учебном пособии изучаемые вопросы объединяются в параграфы, параграфы — в главы, происходит объединение организмов в систематические таксоны. В систематике это называют принципом иерархичности (соподчиненности) . Всего выделяют семь наиболее распространенных систематических таксонов:

Так виды животных объединяют в роды , роды — в семейства , семейства — в отряды , отряды — в классы , классы — в типы , типы — в царства . Следует помнить, что при классификации бактерий, грибов и растений вместо таксона отряд используют порядок , а вместо таксона тип — отдел .

Иногда в систематике используют такие категории, как надцарство и империя. Выделяют два надцарства — эукариоты (ядерные) и прокариоты (доядерные), которые включаются в империю клеточных организмов. Вторая империя представлена неклеточными формами жизни — вирусами.

Биологическая система

В настоящее время наибольшее распространение получила биологическая система, разделяющая все живые организмы на пять царств: Бактерии, Протисты, Грибы, Растения и Животные. В то же время нельзя провести резкую грань между отдельными царствами только по нескольким признакам. Например, для представителей царств Грибы и Растения характерны сходные признаки. Это неподвижный образ жизни, аэробное дыхание, наличие клеточной стенки, одинаково устроенные генетический аппарат и большинство клеточных органоидов и др. В то же время у них имеется ряд существенных отличий. Например, фотосинтез у растений.

Только глубокий анализ совокупности признаков, основанный на их происхождении, закономерностях строения и жизнедеятельности, а также на тщательном изучении филогенетических связей между разными группами организмов позволяет отнести вид или более крупный таксон к тому или иному царству.

Классификацией мира живой природы занимается систематика — наука о многообразии организмов и родственных связях между ними. Основополагающие принципы систематики — бинарная номенклатура и иерархичность. В настоящее время все живые организмы разделяются на пять царств: Бактерии, Протисты, Грибы, Растения и Животные.