Szisztematika (biológia) - biológia
Szisztematika (az ókori görög συστηματικός-ból systēmatikós „Megrendelt”) vagy Bioszisztematika a biológia területe. A klasszikus rendszer elsősorban az élőlények meghatározásával és megnevezésével foglalkozik (taxonómia). A modern szisztematika (Stuessy 1990) [1] magában foglalja az élőlények törzstörténetének rekonstrukcióját (filogenitás), valamint az organizmusok sokféleségéhez vezető folyamatok vizsgálatát (evolúciós biológia), ezért természetes szisztematikának is nevezik.
sztori
Arisztotelész
Arisztotelész az általa ismert élőlényeket lépcsős ranglétrán rendezte el (Scala Naturae) "tökéletességük" mértéke szerint, azaz a primitívtől a fejlettebbig. Bevezette az egyes csoportok nevét, amelyeket ma is használnak (Coleoptera, Diptera). Az ókorban például osztályozási kritériumként a szokást (gyógynövény, cserje, cserje, fa) vagy életmódot (haszonállat, vadállat, víziállat) használták.
Carl von Linné
Carl von Linné műveiben felhasználta Faj Plantarum (1753-tól) és Systema Naturae (1758-tól) bináris nómenklatúra a fajok megnevezéséhez. E nómenklatúra fő célja a fajok egyértelmű megnevezése, leírásuktól függetlenül.
A növények Linnés-szisztematikája
Linné a virágszerkezetet használta a növények osztályozásához. A növényeket 24 osztályra osztotta - elsősorban az állóképesség száma és alakja szerint. Linné rendszere megfelelt korának követelményeinek, amelyben hatalmas új tapasztalati terek nyíltak meg a természettudósok előtt. A felfedező és kereskedelmi utak hatalmas számú új fajjal szembesültek az európai biológusokkal, amelyeket leírni és osztályozni akartak. Linné rendszerét 1850 után már nem használták, mert nem volt természetes rendszer. Darwins megjelenésével A fajok eredete Linné nemi rendszere teljesen elavult, mert ezentúl az embereket filogenetikai helyzetük (természetes rendszer) szerint akarta szervezni. Linné osztályozása az alacsonyabb rendszertani besorolásokról (fajok, nemzetségek) gyakran ma is érvényes. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy Linné virágszerkezeti kritériuma szoros kapcsolatban áll a virágzási növények fajlagosodási folyamatával - a virágmorfológia, a beporzási mechanizmus stb. Változásai gyakran közvetlenül új fajokhoz vezetnek.
Az állatok Linnés-szisztematikája
Az állatokkal kapcsolatos rendszerével teljesen más. Az alapkoncepció a faj tipológiai meghatározása, vagyis a jellemzők bőségének néhány kulcsjellemzővé történő csökkentése és a fajon belüli lehetséges variációk absztrakciója egy típusra („idealista morfológia”). Csoportosítása az alacsonyabb taxonok, például fajok és nemzetségek természetes rendszerét tükrözte. De Linné már azt is felismerte, hogy a magasabb taxonok osztályozása mesterséges rendszer maradt az elég önkényes kritériumok miatt. Mert ebben az egészben Linné feltételezte a fajok megváltoztathatatlanságát, és nem szándékozott filogenetikai rendszert létrehozni. Csak később kínálta fel ez a rendszer természetességének okát és színvonalát.
Evolúcióelmélet
Az evolúcióelmélet megjelenése óta erőfeszítéseket tettek arra, hogy ezt a részben mesterséges rendszert természetes rendszerré alakítsák, amely jobban tükrözi a leszármazás kapcsolatait (filogenetika). A szervek homologizálása kezdetben nagy szerepet játszott. A fehérjék szerkezetét az 1970-es évektől kezdve tanulmányozták annak érdekében, hogy jelezzék a kapcsolat mértékét. Erre a célra nemcsak morfológiai és anatómiai, hanem biokémiai (kémiai szisztematikai), fiziológiai, citológiai és etológiai jellemzőket is alkalmaznak. Mindenekelőtt a genetikai hasonlóságot használják a családi kapcsolatok meghatározására közvetlenül a genetikai felépítésen.
A szisztematika szerepét az organizmusok történetének megértésében Charles Darwin írta le könyvében A fajok eredete: "Ha abból a gondolatból indulunk ki, hogy a természetes rendszer, amennyire kivitelezhető, genealógiai módon van elrendezve ... megértjük azokat a szabályokat, amelyeket be kell tartanunk az osztályozás során."
Rendszertani fogalmak
Peter Ax egyenlővé teszi a taxonómiát és a szisztematikát, Ernst Mayr megkülönbözteti a szisztematikát, mint az organizmusok sokféleségének tudományát a taxonómiától, mint az élőlények osztályozásának elméletét.
A különböző elméleti megközelítések szerint a rendszerben különböző irányok vannak:
Klasszikus evolúciós osztályozás
Ernst Mayr rendszerét a biológiai faj fogalmára alapozza. Az élőlények osztályozásakor mind a divergencia mértékét, mind az elágazás sorrendjét figyelembe veszik.
Példa: Bár felismerik a filogenetikai rendszer elágazó szekvenciáját (a krokodiloknak és a madaraknak (Aves) fiatalabb közös ősük van, mint a többi hüllővel rendelkező madaraknak), a madárrepülés megszerzését jelentős újításnak tekintik, amely adaptív sugárzáshoz vezetett. Ennek megfelelően a Crocodilia rendet a Reptilia osztályba sorolják, és összehasonlítják a madarak (Aves) osztályával, ami parafiletikus taxonokat eredményez.
- Osztály: Hüllők (Reptilia)
- Rendelés: hídgyíkok (Sphenodontia)
- Rendelés: Pikkelyes hüllők (Squamata)
- Rendelés: teknősök (Chelonia)
- Rendelés: Krokodilok (Crocodilia)
- Osztály: Madarak (Aves)
Numerikus taxonómia (fenetika)
A numerikus taxonómiában filogenetikai feltételezéseket nem tesznek. A fajok osztályozása a rendszerben csak az anatómiai jellemzőkben mérhető különbségek és hasonlóságok alapján történik. Az eredeti és a levezetett tulajdonságokat nem különböztetik meg egymástól.
A fenetikát nagyrészt a kladisztika váltotta fel. Ennek ellenére egyes biológusok továbbra is fenetikus módszereket alkalmaznak, például szomszédos összekapcsolási algoritmusokat, hogy elegendő filogenetikai közelítést kapjanak, amikor a kladisztikus módszerek számítási szempontból túl bonyolultak.
Konzisztens filogenetikai rendszer
Willi Hennig szerint a taxonokat csak olyan fajok alkotják, amelyek egy zárt származási közösséget, egy egyháztagot alkotnak. A filogenetikai szisztematika legkisebb egysége a taxonfaj, a monofólium a fajszint felett elhelyezkedő organizmus jellegű egység, amely egy (szülő) faj összes leszármazottjából és magából az anyafajból áll. A faj tipológiai és biológiai fogalmát nem megfelelőnek utasítják el.
A filogenetikai faj fogalma a tipológiai faj fogalmának helyét veszi át. Ez a koncepció összefoglalja azokat a fajokat, amelyekre szinapomorfok jellemzők, és amelyek megkülönböztethetők az autapomorf fajtáktól. Az autapomorfia egy taxon evolúciós újdonsága, amely megkülönbözteti ezeket a taxonokat a többi taxontól, és ezáltal megállapítja evolúciós egyediségét. A szinapomorfia olyan jellemzőt képvisel, amely csak azoknál a fajoknál jellemző, amelyek közvetlenül az anyafajból kerültek elő. Az a tulajdonság, amely két taxonban fordul elő, és amely a közös törzsvonal korábbi törzsfajaiban fejlődött ki, és egy csoporton kívüli összehasonlításban más taxonokban is megtalálható, plesiomorfizmusnak nevezik. Egy faj akkor szűnik meg, ha a specifikáció (fajképződés) révén két új fajgá változik. A természetes rendszer egy dichotóm kladogram (a részleteket lásd a kladisztikában).
A jövőbeni taxonómia a DNS bázisszekvenciák alapján
A jövőben az egyes fajok közötti különbségeket szisztematikusan kidolgozzák az összes ismert faj esetében genetikai összehasonlítások alapján (lásd a DNS vonalkódolását). Remélhetőleg ez jobban megérti az evolúciót.
A biológiai sokféleség tisztán genetikai feldolgozásának sikere és célja azonban ellentmondásos. A különféle fajfogalmak nem általánosan alkalmazhatók, mivel a fajfogalmak empirikus alapú konstrukciók. A fajok genetikai módszerekkel történő éles megkülönböztetése valószínűleg kudarcot vall az eddigi fajkoncepciók keretében, mivel egységes módszer nem alkalmazható az összes taxonban. Az is kérdéses, hogy érvényesül-e egy tisztán genetikai fajkoncepció, amelyen keresztül a fajok abszolút mérhető genetikai különbségek szerint kategorizálhatók.
Példa emberre: klasszikus evolúciós osztályozás
Részletes példaként az emberek osztályozása. Az egyértelműség kedvéért z. B. Szupercsalád/Család/Alcsalád "Családba" csoportosítva. Ez szemlélteti a durva felosztást Birodalom> Törzs> Osztály> Rend> Család> Nemzetség.
Meg kell jegyezni, hogy nem minden faj esetében ugyanaz a finom felosztás szükséges. Emlősökben z. B. a A csomagtartó felett nem használt. (→ A többsejtű állatok szisztematikája.)
- gazdag
- Gazdag: többsejtű állatok
- Osztály: szövetállatok
- Felosztás: kétoldalú állatok
- törzs
- Házi csoport: Neumünder
- Overstem: (nem használják emlősöknél)
- Törzs: akkordok
- Résztransz: gerincesek
- nagy
- Szuperosztály: állkapcsok
- Sorozat: gerincesek
- (rang nélkül:) köldökállatok
- Osztály: Emlősök
- Alosztály: Magasabb emlősök
- rendelés
- Felettes: Euarchontoglires
- Rend: főemlősök
- Alárendeltség: száraz orrú majmok
- Részleges sorrend: Óvilág majmok
- család
- Szupercsalád: Emberhez hasonló
- Család: majmok
- Alcsalád
- nemzetség
- Törzsek: Hominini
- Nemzetség: emberek
- Típus: Emberi
Rendszertan és szisztematika a kutatásban és a tudományban
A taxonómia és a szisztematika a klasszikus, organizmusbiológia területe. Németországban az egyetemeken csökken a taxonómiai képzés aránya, és ezzel együtt a jó taxonómusok aránya a biológusok és az ökológusok között. [2] A jó taxonómiai feldolgozás fontossága a gyűjteményekben és a terepen tudomásul vette a biológiai sokféleségről szóló CBD-egyezmény végrehajtását: A fajok, populációk és élőhelyek védelme érdekében a szereplőknek képesnek kell lenniük az állat- és növényfajok megbízható azonosítására.