История научной классификации
На протяжении веков практика наименования и классификации живых организмов по группам была неотъемлемой частью изучения природы. Аристотель (384BC-322BC) разработал первый известный метод классификации организмов, группируя организмы по их транспортным средствам, таким как воздух, земля и вода. За этим последовал ряд других натуралистов с другими классификационными системами. Но именно шведский ботаник Карл Линней (Carolus Linnaeus)(1707-1778) считается пионером современной таксономии.
Таксономия
Таксономия классифицирует организмы в иерархию царств, классов, порядков, семей, родов и видов на основе общих физических характеристик. Категория филума была добавлена в классификационную схему позже, как иерархический уровень чуть ниже царства.
Группы на вершине иерархии (царство, род, класс) являются более широкими по определению и содержат большее количество организмов, чем более специфические группы, находящиеся ниже по иерархии (семейства, роды, виды).
Если каждая группа организмов относится к определенному царству, классу, семейству, роду и виду, то их можно однозначно охарактеризовать. Их принадлежность к группе говорит нам о чертах, которые они разделяют с другими членами группы, или о чертах, которые делают их уникальными по сравнению с организмами в группах, к которым они не принадлежат.
Чтобы лучше понять науку классификации, она поможет сначала рассмотреть несколько основных терминов:
- классификация-систематическая группировка и наименование организмов на основе общих структурных сходств, функциональных сходств или эволюционной истории
- таксономия-наука о классификации организмов (описании, наименовании и классификации организмов)
- систематика-изучение разнообразия жизни и взаимоотношений между организмами
Виды классификационных систем
Эти два подхода называются фенетикой и кладистикой и определяются следующим образом:
- фенетика-это метод классификации организмов, основанный на их общем сходстве по физическим характеристикам или другим наблюдаемым признакам (он не учитывает филогению)
- кладистика-это метод анализа (генетический анализ, биохимический анализ, морфологический анализ), который определяет отношения между организмами, основанные исключительно на их эволюционной истории
Биологическая Классификация
Биологическая классификация находится в постоянном состоянии потока. В свою очередь, эти сходства и различия формируют то, как мы относим животных к различным группам (таксонам).
таксон (пл. taxa) - таксономическая единица, группа организмов, которая была названа
Два царства (Открытия Аристотеля в 4 веку до н. э. )
Классификационная система на основе: наблюдения (фенетики)
Аристотель был одним из первых, кто задокументировал разделение жизненных форм на животных и растения. Аристотель классифицировал животных в соответствии с наблюдениями, например, он определил высокоуровневые группы животных по тому, была ли у них красная кровь или нет (это приблизительно отражает разделение между позвоночными и беспозвоночными, используемое сегодня).
- Plantae-растения
- Animalia-животные
Троецарствие (Эрнст Геккель, 1894)
Классификационная система на основе: наблюдения (фенетики)
Система трех царств, введенная Эрнстом Геккелем в 1894 году, отражала давние два царства (Plantae и Animalia), которые можно отнести к Аристотелю (возможно, раньше), и добавила третье царство, Protista, которое включало одноклеточные эукариоты и бактерии (прокариоты).
- Plantae-растения (преимущественно автотрофные, многоклеточные эукариоты, размножение спорами)
- Animalia-животные (гетеротрофные, многоклеточные эукариоты)
- Protista-одноклеточные эукариоты и бактерии (прокариоты)
Четыре Королевства (Герберт Коупленд, 1956)
Классификационная система на основе: наблюдения (фенетики)
Важным изменением, внесенным этой классификационной схемой, было введение бактерий Королевства. Это отражало растущее понимание того, что бактерии (одноклеточные прокариоты) очень сильно отличаются от одноклеточных эукариот. Ранее одноклеточные эукариоты и бактерии (одноклеточные прокариоты) были сгруппированы вместе в Королевстве Протиста. Но Коупленд возвысил два Протистских типа Геккеля до уровня королевства.
- Plantae-растения (преимущественно автотрофные, многоклеточные эукариоты, размножение спорами)
- Animalia-животные (гетеротрофные, многоклеточные эукариоты)
- Protista-одноклеточные эукариоты (отсутствие тканей или обширная клеточная дифференцировка)
- Бактерии-бактерии (одноклеточные прокариоты)
Пять Королевств (Роберт Уиттакер, 1959)
Классификационная система на основе: наблюдения (фенетики)
Схема классификации Роберта Уиттакера 1959 года добавила Пятое царство к четырем царствам Коупленда, царство грибов ( одноклеточные и многоклеточные эукариоты)
- Plantae-растения (преимущественно автотрофные, многоклеточные эукариоты, размножение спорами)
- Animalia-животные (гетеротрофные, многоклеточные эукариоты)
- Protista-одноклеточные эукариоты (отсутствие тканей или обширная клеточная дифференцировка)
- Монера-бактерии (одноклеточные прокариоты)
- Грибы одноклеточные ( и многоклеточные эукариоты)
Шесть Королевств (Карл Везе, 1977)
Классификационная система на основе: эволюции и молекулярной генетики (Кладистика / филогения)
В 1977 году Карл Везе расширил пять Королевств Роберта Уиттакера, чтобы заменить бактерии Королевства двумя королевствами, Eubacteria и Archaebacteria. Архебактерии отличаются от эубактерий своими генетическими процессами транскрипции и трансляции (у архебактерий транскрипция и трансляция более близки к эукариотам). Эти отличительные признаки были выявлены с помощью молекулярно-генетического анализа.
- Plantae-растения (преимущественно автотрофные, многоклеточные эукариоты, размножение спорами)
- Animalia-животные (гетеротрофные, многоклеточные эукариоты)
- Эубактерии-бактерии (одноклеточные прокариоты)
- Архебактерии-прокариоты (отличаются от бактерий своей генетической транскрипцией и трансляцией, более похожи на эукариоты)
- Protista-одноклеточные эукариоты (отсутствие тканей или обширная клеточная дифференцировка)
- Грибы одноклеточные - и многоклеточные осмотрофные эукариоты
Три Домена (Carl Woese, 1990)
Классификационная система на основе: эволюции и молекулярной генетики (Кладистика / филогения)
В 1990 году Карл Везе предложил классификационную схему, которая в значительной степени пересмотрела предыдущие классификационные схемы. Предложенная им система из трех доменов основана на молекулярно-биологических исследованиях и привела к размещению организмов в трех доменах.
- Микроорганизм
- Архей
- Эукария