Zasady klasyfikacji organizmów
Na pulpicie twojego komputera na pewno jest wiele ikon, dokumentów i folderów. Gdy porządkujesz pulpit, zakładasz foldery i gromadzisz w nich dokumenty wybrane według tematów. Dla folderów o podobnej tematyce tworzysz foldery nadrzędne. Podobnie, by orientować się wśród otaczających nas organizmów, których liczba i różnorodność jest niewyobrażalnie wielka, trzeba je pogrupować według ustalonych zasad, czyli sklasyfikować. Zajmuje się tym systematyka.
według jakich kryteriów można podzielić organizmy żyjące na Ziemi;
co daje nam podział organizmów według wybranych kryteriów?
Uzasadnisz potrzebę klasyfikowania organizmów.
Przedstawisz zasady systemu klasyfikacji biologicznej.
Użyjesz prostego klucza do oznaczania organizmów.
Skonstruujesz własny klucz do klasyfikowania znanych zwierząt domowych.
1. Próba opanowania chaosu, czyli początki systematyki
Można przypuszczać, że najwcześniejszym podziałem organizmów zastosowanym przez człowieka był podział ze względu na użyteczność, np. na jadalne i niejadalne. Później dzielono je według wielu innych kryteriów.
Próby naukowego usystematyzowania istot żywych podjął się w IV wieku p.n.e. grecki filozof i przyrodnik ArystotelesArystoteles. Opisał on ponad 500 gatunków zwierząt, które podzielił na krwiste i bezkrwiste, co w przybliżeniu odpowiada dzisiejszemu podziałowi na kręgowce i bezkręgowce. Wprowadził do nauki kilkadziesiąt do dziś używanych takich pojęć jak osobnik, gatunek, rodzaj.
Przyjaciel i uczeń Arystotelesa, TeofrastTeofrast, opisał około 480 gatunków roślin i skonstruował system klasyfikacji roślin oparty na porównaniu ich budowy zewnętrznej. Podzielił rośliny na cztery grupy: drzewa, krzewy, półkrzewy i zioła.
W średniowieczu przyrodnicy badający rośliny do ich klasyfikowania używali kryterium użyteczności. Dzielili je na dostarczające owoców, korzeni lub innych części jadalnych.
Żyjący w XVIII wieku Karol LinneuszKarol Linneusz, nazywany ojcem systematyki biologicznej, stworzył system klasyfikacji organizmów opierający się na cechach ich budowy zewnętrznej oraz zajmowanych przez nie siedliskach.
Nauka zajmująca się opisywaniem, nazywaniem i klasyfikowaniem organizmów to systematykasystematyka. Współcześnie stosowanym kryterium klasyfikowania organizmów jest ich budowa (w systemach sztucznych) i wzajemne pokrewieństwo (w systemach naturalnych).
2. Gatunek biologiczny
Podstawową jednostką w klasyfikacji organizmów jest gatunekgatunek, czyli zbiór wszystkich osobników posiadających podobne cechy i zdolnych do wydawania płodnego potomstwa. Szwedzki przyrodnik Karol Linneusz opisał około 10 tysięcy gatunków roślin i około 6 tysięcy gatunków zwierząt. Opisywanym przez siebie gatunkom nadawał dwuczłonowe nazwy w języku łacińskim, który w jego czasach był międzynarodowym językiem nauki. Do dziś naukowcy z całego świata stosują łacińskie nazewnictwo gatunków. Dzięki temu mają pewność identyfikacji organizmu niezależnie od jego lokalnej nazwy.
Nazwa każdego gatunku składa się z nazwy rodzajowej (będącej rzeczownikiem) i przymiotnika (rzadziej rzeczownika), który wraz z nią określa gatunek. Nazwami gatunkowymi są Ursus arctos, czyli niedźwiedź brunatny, i Ursus maritimus, niedźwiedź polarny. Oba niedźwiedzie należą do jednego rodzaju – Ursus, czyli niedźwiedź, ale do dwóch różnych gatunków, o czym świadczą przede wszystkim ich nazwy łacińskie.
Czasami naukowcy przy nadawaniu nazw gatunkowych chcą okazać swoją fascynację postaciami literackimi lub filmowymi. Ryba Otocinclus batmani zawdzięcza swoją nazwę walczącemu ze złem człowiekowi nietoperzowi, a chrząszcz Agathidium vaderi – czarnemu charakterowi z „Gwiezdnych Wojen”, Darthowi Vaderowi. Ta tradycja sięga czasów Linneusza. Gatunki zwierząt uznawanych za brzydkie lub nieprzyjemne oraz liczne chwasty nazywał on nazwiskami swoich naukowych przeciwników. Opisana przez niego roślina wydzielająca płyn o bardzo nieprzyjemnym zapachu to Siegesbeckia– od nazwiska botanika Johanna Siegesbecka, do którego Linneusz miał pretensje za krytykowanie jego systemu klasyfikacji roślin.
Pies domowy (Canis lupus familiaris) jest udomowionym podgatunkiem wilka, którego nazwa łacińska to Canis lupus. Naukowcy, tworząc nazwy podgatunków, do nazwy gatunkowej dodają człon dopełniający, charakterystyczny dla podgatunku, przez co nazwy te są trzyczłonowe. W tym przypadku jest to przymiotnik familiaris – co po łacinie oznacza „domowy”. Podgatunek pies domowy wykazuje ogromną różnorodność. Dotyczy ona między innymi wielkości zwierząt, ubarwienia, długości sierści. Wszystkie wywodzą się od wilka, który jest ich wspólnym przodkiem.
3. Sztuczne i naturalne systemy klasyfikacji organizmów
System klasyfikacji stworzony przez Linneusza, podobnie jak systemy zaproponowane przez Arystotelesa i Teofrasta, był systemem sztucznym, ponieważ opierał się tylko na podobieństwach w budowie zewnętrznej organizmów i zakładał, że wszystkie organizmy powstały równocześnie. Poszczególne jednostki taksonomicznejednostki taksonomiczne skupiały organizmy, które miały przynajmniej jedną wspólną cechę. Należy pamiętać o tym, że nie zawsze podobieństwo w budowie zewnętrznej świadczy o wspólnym pochodzeniu i pokrewieństwie organizmów. Często wynika ono z podobnego trybu życia. W związku z tym współcześnie stosuje się systemy naturalne oparte na wzajemnym pokrewieństwie organizmów. Stopień pokrewieństwa ustala się na podstawie cech budowy zewnętrznej i wewnętrznej organizmów oraz ich wymarłych przodków, przebiegu ich rozwoju oraz podobieństwa informacji genetycznej zawartej w ich komórkach.
Przy tworzeniu systemów naturalnych wykorzystuje się wiedzę z różnych dziedzin biologii, przede wszystkim genetykigenetyki, biochemiibiochemii, biologii molekularnejbiologii molekularnej, paleobiologiipaleobiologii, biogeografiibiogeografii, a także botanikibotaniki, zoologiizoologii i mikrobiologiimikrobiologii. Szybki rozwój tych nauk sprawia, że systemy naturalne stają się coraz doskonalsze, czyli coraz lepiej oddają pokrewieństwo organizmów.
Naturalne systemy klasyfikacji można przedstawić graficznie w postaci rozgałęziającego się drzewa zwanego drzewem rodowym. Pień takiego drzewa to gatunek będący wspólnym przodkiem wszystkich uwzględnionych w nim organizmów, a konary to poszczególne linie rozwojowe, które doprowadziły do powstania różnych jego gatunków potomnych.
4. Jednostki klasyfikacji biologicznej
Systemy klasyfikacji stosowane obecnie, podobnie jak system Linneusza, są systemami hierarchicznymi. Skupiają organizmy w coraz to wyższe jednostki taksonomiczne (systematyczne), czyli taksonytaksony, zaczynając od najniższej jednostki, jaką jest gatunek. Jednostki taksonomiczne to grupy organizmów zwykle spokrewnionych ze sobą, wyróżniających się od innych jedną lub kilkoma cechami. Łączenie organizmów w jednostki taksonomiczne według ich wspólnych cech pozwala uporządkować wiedzę na ich temat.
Najwyższy takson (jednostka taksonomiczna) to królestwo. W przypadku zwierząt dzieli się ono na typy, a typy na mniejsze jednostki – gromady. Na gromadę składają się rzędy, w skład których wchodzą rodziny. W rodzinach wyróżnia się rodzaje, a te składają się z gatunków.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RVA1rrkXAQ9Yr
Animacja przedstawia sposób klasyfikacji niedźwiedzia brunatnego.
Jednostki klasyfikacji roślin noszą nieco inne nazwy niż jednostki klasyfikacji zwierząt, ale zasady porządkowania organizmów są takie same. W królestwie roślin zamiast nazwy jednostki gromada używa się nazwy klasa, a zamiast nazwy typ – gromada. Oprócz podstawowych jednostek systematycznych istnieją także tzw. kategorie pomocnicze. Zwykle mają one przedrostki nad- (np. nadrodzina), lub pod- (np. podgatunek). Istnieją także takie, które mają osobną nazwę, np. odmiana, plemię, szczep.
Sunik i nartnik to owady wodne o długich odnóżach, a ich skrzydła są złożone i na ogół niewidoczne. Może dlatego niektórzy nazywają je pająkami wodnym. By się przekonać, że to nie są pająki, wystarczy policzyć odnóża kroczne. Owady mają ich trzy pary, a pająki – cztery. Liczba odnóży krocznych pozwala w tym przypadku odróżnić zwierzęta należące do różnych taksonów systematycznych.
5. Klucze do oznaczania organizmów
Klucze do oznaczania organizmów to specjalne opracowania, które umożliwiają rozpoznawanie gatunków lub wyższych jednostek taksonomicznych. Zawierają krótkie opisy poszczególnych gatunków i zestawienia ich cech: najważniejszych, charakterystycznych i łatwych do zidentyfikowania. Kolejne cechy są porównywane ze sobą na zasadzie przeciwstawności. Korzystając z klucza, na każdym etapie oznaczania należy wybrać jedną z dwóch możliwości.
Klucze do oznaczaniaKlucze do oznaczania mogą mieć postać graficzną lub numeryczną. Klucz graficzny nie jest zbyt często używany, ponieważ nie może zawierać dużej liczby gatunków. W przeciwnym razie staje się nieczytelny. Klucze numeryczne pozwalają natomiast oznaczać setki, a nawet tysiące organizmów. W konstrukcji takiego klucza po opisie cechy pojawia się liczba, która odsyła do kolejnej cechy. Należy wtedy odszukać wskazany numer, odczytać towarzyszące mu zapisy i wybrać ten, który odpowiada oznaczanemu organizmowi.
Podsumowanie
Systematyka to nauka zajmująca się klasyfikacją organizmów.
Klasyfikacja organizmów pozwala na uporządkowanie wiedzy o istniejących gatunkach.
Nazwa gatunkowa organizmu składa się z dwóch członów. Pierwszy z nich to nazwa rodzaju, a drugi to nazwa gatunku.
Układ (system) jednostek taksonomicznych jest hierarchiczny. Najniższą jednostką taksonomiczną jest gatunek.
Kolejne jednostki taksonomiczne to w przypadku zwierząt odpowiednio: rodzaj, rodzina, rząd, gromada, typ oraz królestwo, a w przypadku roślin: rodzaj, rodzina, rząd, klasa, gromada oraz królestwo.
Wyższe jednostki systematyczne zawierają jedną lub kilka jednostek niższego rzędu.
Do identyfikacji gatunków używa się kluczy do oznaczania organizmów.
Praca domowa
Słownik
Arystoteles
Jeden z najsławniejszych filozofów starożytnej Grecji. Zapoczątkował nurt filozoficzny zwany arystotelizmem, zasłużony również w rozwoju logiki i nauk przyrodniczych.
nauka o chemicznej budowie organizmów żywych i o przebiegających w nich procesach chemicznych i energetycznych
dyscyplina biologii opisująca rozmieszczenie organizmów na kuli ziemskiej
dyscyplina biologii opisująca procesy życiowe uwarunkowane właściwościami takich cząsteczek budujących organizmy, jak białka i kwasy nukleinowe
dziedzina biologiczna, w której przedmiotem badań są rośliny
podstawowa, najniższa jednostka taksonomiczna; zbiór osobników posiadających podobne cechy, zdolnych do wydawania płodnego potomstwa
nauka zajmująca się badaniem dziedziczności i zmienności organizmów żywych
(gr. taxis – rząd, szereg, porządek) jednostka systematyczna (jak np. gromada) lub grupa organizmów zaszeregowanych do określonej kategorii (jak np. gatunek czy typ); jednostka taksonomiczna na dowolnym poziomie hierarchii nazywana jest taksonem
przewodnik pozwalający rozpoznać (oznaczyć) organizm i przyporządkować go do właściwego gatunku
Karol Linneusz (Carl von Linné)
Szwedzki przyrodnik i lekarz. Zyskał sławę na całym świecie dzięki upowszechnieniu swojego systemu klasyfikacji organizmów.
nauka biologiczna zajmująca się badaniem i wykorzystaniem drobnoustrojów, np. bakterii
dyscyplina biologii opisująca organizmy żyjące w dawnych epokach zachowane w postaci szczątków
nauka zajmująca się klasyfikowaniem przedmiotów i pojęć; w biologii zajmuje się opisywaniem i nazywaniem organizmów
Teofrast
Był greckim filozofem i przyrodnikiem, uczniem Arystotelesa i Platona. Stworzył pierwszą zachowaną starożytną klasyfikację roślin.
dziedzina biologiczna, w której przedmiotem badań są zwierzęta
Zadania
Przyporządkuj jednostkom klasyfikacji odpowiednie terminy.
rodzaj, królestwo, gromada, typ, podtyp, rząd, rodzina
| zwierzęta | |
| kręgowce | |
| drapieżne | |
| pies | |
| ssaki | |
| psowate | |
| strunowce |
Zaznacz nazwę gatunkową.
- dzika kaczka
- kaczka krzyżówka
- kaczka
- ptak kaczka