Вітаю 10 та 11 клас!
Біологія та еклолгія
10 Клас
Тема. Систематика - наука про різноманітність організмів. Принципи наукової класифікації організмів.
Опрацюйте інформацію
1. Систематика – наука про різноманітність організмів
У наш час відомо понад 1,24 млн видів живих організмів. Крім того, існує чимало вимерлих видів. За підрахунками вчених, їхня кількість може бути у десятки разів більша за існуючі. Підрахувати біорізноманіття кількісно досить складно, навіть з використанням наявних сучасних інструментів та джерел даних. Але точні відповіді рідко необхідні для того, щоб в достатній мірі зрозуміти суть явища, те як воно змінюється, а також причини та наслідки будь-яких змін.
Саме слово «біорізноманіття» є відносно новим і, як вважається, було утворене при скороченні терміну «біологічне різноманіття» в 1985 році, а потім популяризоване багатьма авторами.
Біорізноманіття – це різноманітність життя на Землі. Воно включає всі організми, види та популяції, генетичні варіації, комплексні сукупності спільнот та екосистем, а також їх зв’язки з навколишнім середовищем.
Прийнято говорити про прояви життя на трьох рівнях організації : молекулярному, популяційно-видовому та екосистемному.Тому і біорізноманіття ділять на три види.
1. Генетична різноманітність – це все різні гени, що містяться у всіх живих організмах, включаючи рослини, тварин, гриби і мікроорганізми.
2. Різноманітність видів oхоплює всі види, а також відмінності всередині окремих видів.
3. Різноманітність екосистем – це все різні місця існування, біологічні спільноти і екологічні процеси, а також відмінності в окремих екосистемах.
.Біологічна систематика — наука, що вивчає різноманіття всіх існуючих та вимерлих організмів і створює їх логічну впорядковану систему.
Основними завданнями систематики є:
· розподіл живих організмів за групами;
· найменування та опис цих груп;
· побудова з цих груп узагальнюючої класифікації організмів.
Відповідно до цього систематика має три розділи:
■ таксономія: наука про об’єднання живих істот у групи на основі аналізу притаманних їм ознак;
■ номенклатура: система правил найменування живих організмів;
■ система органічного світу: встановлює спорідненість організмів в історичному плані й хід історичного розвитку живих організмів загалом та окремих систематичних груп.
Методи систематики:
• порівняльно-морфологічний: базується на порівнянні морфологічних ознак організмів;
• порівняльно-анатомічний, ембріологічний, онтогенетичний: вивчають схожість та відмінність у будові тканин, особливості утворення нових клітин, запліднення і розвитку зародка, формування органів;
• порівняльно-цитологічний та каріологічний: аналізують будову клітин, ядра (за числом і морфологією хромосом);
• біохімічний: вивчає хімічний склад клітин, тканин, організмів;
• гібридологічний: базується на вивченні схрещування організмів різних груп, сумісності та несумісності батьківських пар (що дозволяє встановити спорідненість);
• палеонтологічний: допомагає відтворити за викопними рештками еволюцію певних видів, історію їхнього розвитку, встановити спорідненість між великими систематичними одиницями — відділами, класами, рядами.
2. Принципи наукової класифікації організмів
Одним з головних принципів сучасної систематики є виявлення родинних зв’язків між різними групами організмів, як тих, що існують тепер, так і тих, що колись вимерли. Саме на цьому ґрунтується виділення систематичних груп надвидового рангу: родів, родин.
Основною і найменшою одиницею класифікації є вид.
Найбільшою одиницею класифікації є царство.
Кожен вид слід обов'язково класифікувати, тобто віднести до кожної із зазначених категорій.
Класифікувати біологічний об'єкт означає визначити ступінь його подібності й відмінності від інших, порівнявши з ними.
Чим повніше враховуються різні особливості організмів, тим більшою мірою подібність, яка виявляється, буде відображати спорідненість організмів.
На основі окремих ознак подібності ґрунтується побудова штучних систем.
Штучні (формальні) системи – це системи організмів, у яких класифікація видів ґрунтується лише на ступені їх подібності і не враховується історична спорідненість різних таксонів. Штучні системи створюють через нестачу даних про історичний розвиток, будову, екологічні особливості певних груп організмів. Наприклад, тривалий час виділяли Тип Черви, до якого відносили плоских, круглих і кільчастих червів та деяких червоподібних тварин.
Природні системи враховують ступінь історичної спорідненості різних таксонів. Природні (філогенетичні) системи– це системи організмів, у яких класифікація видів базується на їх ступені подібності та відображає філогенетичну спорідненість між систематичними групами організмів.
Для класифікації живих організмів використовується подвійна (бінарна) номенклатура, яку запровадив ще К. Лінней. Бінарна номенклатура – подвійна назва видів, перше слово якої вказує на родову належність, а друге – на видову. Наприклад: собака свійський (Canis familiaris). Використання латинської мови полегшує взаєморозуміння між вченими різних країн, запобігає непорозумінням, які можуть виникнути, якщо в наукових роботах кожної країни тварини і рослини називатимуться лише на мові свого народу. Для зведення правил біологічної номенклатури існують спеціальні номенклатурні кодекси. Основними на даний момент є Міжнародний кодекс ботанічної номенклатури (ICBN), причому номенклатура грибів історично відноситься саме до нього, Міжнародний кодекс зоологічної номенклатури (ICZN) та Міжнародний кодекс номенклатури бактерій (ICNB).
Таксономічна категорія – поняття, що застосовується в систематиці для позначення підпорядкування різних груп живих організмів, що відрізняються одна від одної ступенем спорідненості.
Таксономічні (систематичні) категорії різного рівня, або рангу (вид, рід, родина та ін.), присвоюють реальним відокремленим групам організмів – таксонам. Таксон – група організмів, об'єднаних на основі методів класифікації, пов'язаних між собою тим чи іншим ступенем спорідненості, та достатньо відокремлена від інших груп, щоб їй можна було призначити визначену таксономічну категорію того чи іншого рангу. На відміну від таксономічної категорії таксон завжди позначає конкретні біологічні об'єкти. Наприклад, поняття "папороті" чи "хребетні" позначають групи організмів, що служать об'єктами класифікації, і тому є таксонами. Таким чином, поняття "вид", "рід" тощо не є таксонами, але конкретний вид собака свійський (Canis familiaris) є таксоном.
Для класифікації використовують основні таксономічні категорії: Царство → Тип (у зоології), Відділ (у ботаніці) Клас → Ряд (у зоології), Порядок (у ботаніці) → Родина → Рід → Вид. У необхідних випадках використовуються допоміжні таксономічні категорії (надцарство, підцарство, надтип, підтип).
3. Сучасні критерії виду
До 18 ст. дослідники спиралися на уявлення про вид, що було створено ще Аристотелем, який вважав види сукупністю схожих зовнішньо особин. Саме такий підхід застосовувався багатьма біологами, включаючи Карла Ліннея — засновника сучасної систематики.
Подальший розвиток біології призвів до формування біологічної концепції виду. ця концепція припускає, що вид — не умовна категорія, яку вигадали люди для зручності, а спільність організмів, що характеризуються генетичною єдністю і спільним походженням. це спільне походження і є причиною зовнішньої схожості організмів одного виду.
Відповідно до сучасного визначення, вид — основна одиниця біологічної систематики живих організмів, група особин зі спільними морфофізіологічними, біохімічними та поведінковими ознаками, здатна до вільного схрещування, яке дає плодючих нащадків у ряду поколінь, поширена у межах певного ареалу і схожим чином змінюється під впливом факторів навколишнього середовища.
Сучасна біологія визначає такі критерії виду:
Морфологічний критерій — подібність зовнішньої та внутрішньої будови організмів. Винятки: види-двійники, статевий диморфізм, мімікрія, альбінізм.
Фізіологічний критерій — подібність усіх процесів життєдіяльності та можливість отримання плодючих нащадків. Винятки: подібність процесів життєдіяльності у різних видів, міжвидові гібриди.
Біохімічний критерій — подібність за хімічним складом живих організмів. Винятки: близькі за біохімічним складом види.
Цитогенетичний критерій — характерний для кожного виду набір хромосом, їх число, розміри та форма. Винятки: подібність будови та кількості хромосом різних видів.
Молекулярно-біологічний критерій — схожість або відмінності у структурі ДНК різних організмів.
Географічний критерій — організми, що мешкають у межах певного ареалу. Винятки: космополіти, збіг ареалів різних видів.
Екологічний критерій — подібність за способом живлення, місцем мешкання, низкою чинників зовнішнього середовища, які є необхідними для існування. Винятки: екологічні ніші різних видів перекриваються.
Критерії тісно пов’язані між собою і визначають якісну характеристику виду.
1. Що вивчає біологічна систематика?
2. Назвіть розділи систематики.
3. Поясніть наукові принципи класифікації живого.
4. Дайте означення поняття вид.
5. Перелічіть сучасні критерії виду.
6. Оцініть важливість систематики для сучасних біологічних досліджень.
