§ 4. Систематика організмів наука про різноманітність Дайте означення поняття вид. Що таке систематика? Незаперечним є факт, що систематика наука про класифікацію ор- ганізмів…

§ 4. Систематика організмів наука про різноманітність Дайте означення поняття вид. Що таке систематика? Незаперечним є факт, що систематика наука про класифікацію ор- ганізмів виникла з потреб людини. У найдавніші часи людина, збираючи плоди, полюючи на тварин, вибирала корисні й уникала отруйних, шкідли вих і небезпечних. З розвитком мови таку інформацію людина передавала наступним поколінням, а тому виникла потреба називати та класифікувати оргранізми. Біологічна систематика. Ми вже згадували про перші спроби сис тематизації організмів і внесок у становлення біологічної систематики як науки шведського природознавця й лікаря Карла Ліннея. Підходи до класифікації організмів він висвітлив у працях «Система природи» та «Види рослин» (рис. 13). Учений увів чітку підпорядкованість між таки ми систематичними категоріями, як царство клас порядок рід вид. Основна ж заслуга К. Ліннея створення бінарної номенклатури й стан дартизація та вдосконалення термінології в ботаніці. Але його система не враховувала походження сучасних організмів, тобто була штучною. Створення природної системи органічного світу є головним завданням су- часної систематики. • Біологічна систематика біологічна наука про різноманіття живо- го, завданням якої є опис і впорядковування існуючих і вимерлих видів, їх класифікація та опрацювання природної системи органічного світу. Рис. 13. Титульна сторінка праці К. Ліннея «Система природи», десяте видання CAROLI LINNAEI SYSTEMA NATVRAE UNA TRIA SATERAL «Система природи» найвідоміший твір К. Ліннея. Цю книгу вважають основоположним твором наукової біологічної систематики. Перше видання вийшло 1735 року в Лейдені. За життя Ліннея книга витримала тринадцять перевидань у різних країнах (тринадцяте - віденське 1767 рік). Для сучасної систематики най- важливішим с десяте видання, опубліковане в Сток- гольмі 1758 року: воно прийняте за початковий пункт зоологічної номенклатури. За життя К. Лінней був од ним з найвідоміших учених у Європі. Швейцарський філософ Жан-Жак Руссо послав йому повідомлення: «Скажіть йому, що я не знаю видатнішої людини на Землі». Шведський письменник Август Стріндберг пи сав: «Лінней був насправді поетом, який випадково став натуралістом». • Ознайомтеся з біографією К. Ліннея, використовуючи інтернет-джерела. Спробуйте пояснити висловлювання видатних сучасників щодо особистості вченого. Відповідно до завдань, що стоять перед біологічною систематикою, виді ляють її розділи. Розділ систематики, який вивчає об'єднання живих істот у групи на основі аналізу притаманних їм ознак, називають таксономією. Таке об'єднання здійснюють за допомогою зручної класифікації. Біологічна номен- клатура система наукових найменувань біологічних об'єктів, заснована на їхній подібності чи спорідненості. Це універсальна наукова система назв так сонів живих істот, пов'язаних тим або іншим ступенем спорідненості: тварин, грибів, рослин, бактерій, а також вірусів. Завдяки біологічній номенклатурі дають однозначні назви об'єктів, а також визначають їхне місце в системі орга нічного світу, що допомагає уникнути використання громіздких описів. Принципи наукової класифікації живого. В основу природної систе ми органічного світу сукупності видів організмів, які живуть або жили на Землі, покладено принципи наукової класифікації живого. Варто звернути увагу на принцип ієрархічності, згідно з яким система тичні категорії (таксони) нижчого порядку об'єднують у таксони вищого по- рядку: вид рід родина порядок (ряд) клас відділ (тип). У наш час загальновизнаною є подвійна (бінарна) номенклатура назв видів, яка, як за значено раніше, була запропонована К. Ліннеєм: перше слово родова назва, друге видова (рис. 14). Один з напрямів наукового пошуку систематики дослідження еволюцій- них взаємовідносин видів (сучасних і вимерлих), є предметом філогенетичної систематики. Вагомий внесок у розробку цього напряму зробив німецький учений Ернест Геккель, який вивчав закономірності філогенезу історично- го розвитку як окремих груп (видів, родів тощо), так і всього живого загалом. Для визначення філогенезу певної групи вчений запропонував зіставляти дані палеонтології, порівняльної анатомії та порівняльної ембріології. Рис. 14. Приклади біологічної систематики тварин і рослин Царство Тварини Царство Рослини Тип - Членистоногі Відділ Покритонасінні Клас - Комахи Клас - Однодольні Ряд - Перетинчастокрилі Порядок Холодкоцвіті Родина Енциртиди Родина Амарилісові Рід Eocencnemus Рід - Нарцис Вид Eocencnemus. Вид Нарцис білий vichrenkoi (поетичний, звичайний) У 2006 році український ентомолог Сергій Анатолійович Сімутнік, співробітник Ін- ституту зоології ім. І. І. ІШмальгаузена НАН України, знайшов у рівненському бурш тині викопні рештки вимерлого виду перетинчастокрилої комахи (мешкала в еоцені близько 40 млн. років тому). Учений уперше описав тварину і назвав на честь свого шкільного вчителя біології Анатолія Сігнеевича Вихренка, заслуженого вчителя України. Наведіть приклади систематичного положення інших видів тварин і рослин, викорис товуючи інтернет-джерела. Право на поширення електронної версії мають МОН України та ІМЗО 21 Схожість видів часто вказує на спілне походження. Викопні й сучасні форми гіпотетично об'єднують у єдиний філогенетичний ряд, який відображає послідов ність еволюційних змін організмів загалом чи їхніх окремих органів у межах пев ної систематичної групи. Тому особливе значення для наукової класифікації має принцип філогенетичності, тобто максимально точне відображення еволюцій них зв'язків між організмами. Дослідження останніх десятиліть засвідчили, що споріднені види подібні на рівні генетичної інформації та структури білків, а від мінності в гомологічних генах спричинені переважно точковими мутаціями. Це дає змогу точно визначити родинні зв'язки між порівнюваними видами. Дослі дження молекулярної генетики підтвердили дані про родинні зв'язки видів, що їх було отримано методами порівняльної анатомії, ембріології та палеонтології. Нині всі організми поділяють на дві великі групи відповідно до будови їхніх клітин Прокаріоти та Еукаріоти. Поміж прокаріотів виокремлюють цар- ство Археї та царство Бактерії. Еукаріотичні організми об'єднують у царства Рослини, Тварини та Гриби. Одноклітинні еукаріотичні організми нерідко поєднують ознаки, властиві представникам різних царств (пригадайте особли вості Евглени зеленої), тому їх вивчають як окрему групу. Представлення ево- люційних взаємовідносин поміж груп організмів здійснюється за допомогою ілюстрацій, які називають філогенетичними деревами (рис. 15). Сучасні критерії виду. Як вам відомо, уперше поняття виду ввів англій ський ботанік Дж. Рей (1693). Відтак створено різні концепції виду системи поглядів на поняття виду в біології. Найдавнішою є типологічна (морфологіч на) концепція виду. Її прибічником був К. Лінней, який визначав вид як сукуп ність подібних за будовою особин, що схрещуються між собою, дають плідне потомство й не змінюються з часом. На думку Ч. Дарвіна та його послідовни ків, види реально існують у вигляді сукупності особин, які подібні за будовою, Рис. 15. Схематичне відображення еволюційних зв'язків між основними групами організмів. Гриби Рослини Одноклітинні еукаріоти Тварини Еукаріоти Бактерії Прокаріоти Археї 22 відокремлені від інших і займають певний ареал на цей момент вид розгля дається як фрагмент неперервної еволюції. Головним критерієм виду за біо- логічною (ізоляційною) концепцією є репродуктивна ізоляція і, відповідно, відсутність гібридів в умовах проживання на одній території близьких видів. Нові відкриття в біохімії, молекулярній біології, генетиці уможливили сучас не означення поняття вид. • Вид сукупність особин, які подібні за будовою, процесами жит тєдіяльності, займають певний ареал, пристосовані до його умов, вільно схрещуються й дають плідне потомство. В основу визначення виду покладено всебічне вивчення організмів за певними характеристиками критеріями. До них належать: морфологічний (будова організму, тканин, органів, систем органів); фізіологічний (процеси життєдіяльності організму); генетичний (особини одного виду мають подібний геном, особини навіть близьких видів відмінні геноми); біохімічний (особливості будови й складу макромолекул і перебіг біохімічних реакцій); цитологічний (будова клітин); географічний (межі ареалу території поширення виду); екологічний (місце, яке займає вид в екосистемі, та особливості його взаємодії з іншими видами). Нині описано близько 1,2 млн видів організмів (рис. 16). Ретельне вивчен ня наявної класифікації дозволяє передбачити, що розмаїття життя на Землі значно більше: на суходолі мешкає близько 6,5 млн видів і 2,2 млн живе в океанських глибинах. Отже, звання точної кількості мешканців Землі є пи танням науки, відповідь на яке все ще не знайдено. Рис. 16. Приклади видів організмін Кишкова паличка Гриб білий Орляк звичайний Коала сірий • Знайдіть інформацію щодо кількості описаних видів бактерій, грибів, рослин і тварин, використовуючи інтернет-джерела. 1. Що вивчає біологічна систематика? 2. Назвіть розділи систематики. 3. Поясніть наукові принципи класифікації живого. 4. Дайте означення поняття вид. 5. 6. Перелічіть сучасні критерії виду. Оцініть важливість систематики для сучасних біологічних досліджень. Конспект