§ 8. Створення систем живих організмів

Поміркуйте

Не так давно систематики вирізняли дві окремі родини — Люди і Людиноподібні мавпи. Але зараз їх об'єднали в одну родину, врахувавши, що останній спільний предок усіх представників родин жив 15 млн років тому, а останній спільний предок людини і шимпанзе — 8 млн років тому. Чому?

Згадайте

Біологія

Генетика

Еволюція

Методи досліджень

Таксон

Симбіогенез

Еволюційна таксономія та кладистика

Після поширення еволюційної теорії Чарльза Дарвіна Ернст Геккель запропонував концепцію еволюційної таксономії. Згідно з цією концепцією, система класифікації повинна була відображати хід еволюції живих організмів. Ця точка зору переважає в науці й зараз. Тому сучасні системи класифікації мають обов’язково враховувати спорідненість різних груп організмів.

Для створення сучасних класифікацій живих організмів учені частіше використовують принципи кладистики. Кладистика — це підхід до біологічної класифікації, за якого організми класифікують згідно з їх порядком відгалуження від еволюційного дерева. При цьому морфологічна подібність не враховується, бо вона може виникати в ході пристосування до схожих умов існування. Цей підхід має і деякі недоліки. У рамках кладистичного підходу складніше створювати систематику груп в еволюції, у яких мав місце симбіогенез (наприклад, під час утворення хлоропластів в еукаріотів).

Складність створення сучасної класифікації можна проілюструвати на прикладі класифікації птахів і плазунів (мал. 8.1), коли використання двох різних комплексів морфологічних ознак та молекулярно-генетичних досліджень дає три різні варіанти класифікації.

Монофілетичні й парафілетичні таксони

Систематичні групи живих організмів (таксони) за їхнім походженням поділяють на монофілетичні й поліфілетичні (від грец. mono — один, poli — багато). Монофілетичні таксони об’єднують нащадків одного предка, а поліфілетичні — різних, довільно обраних нащадків декількох предків. Наприклад, клас Однодольні є монофілетичним таксоном, а царство Рослини, яке було виділено Р. Уайттейкером,— поліфілетичним, бо воно об’єднує декілька неспоріднених груп (бурі водорості, червоні водорості, зелені рослини тощо). Виділяють також парафілетичні таксони, які об’єднують нащадків одного предка, окрім однієї, як правило, найбільш просунутої групи. Так, у межах ряду Примати (мал. 8.2) об’єднання разом довгоп’ятів та лорі буде прикладом поліфілетичного таксону. Додавання до цієї групи лемурів утворить парафілетичний таксон, а об’єднання всіх інших мавп цього ряду в інфраряд Мавпоподібні утворить монофілетичний таксон.

У сучасній систематиці поліфілетичні таксони вважаються неприйнятними. Якщо вдається довести, що група є поліфілетичною, систематики її ліквідовують або ж змінюють її межі, щоб виключити з неї неспоріднені види. Так, у минулому були ліквідовані такі групи, як Безхребетні й Таємношлюбні, а в останні роки суттєво змінилися межі царств Рослини, Гриби і Тварини.

Мал. 8.1. Різні варіанти класифікації однієї групи тварин: а, б — за різними морфологічними ознаками, в — за молекулярно-біологічними даними

Таксономічна ієрархія

Таксономічна ієрархія — це розташування систематичних груп за порядком супідрядності, тобто включення одних груп до складу інших. Порядок ієрархії для основних систематичних категорій є таким:

Так, вид Людина розумна включається до складу роду Людина разом із видами Людина неандертальська, Людина вміла тощо. Рід Людина входить до складу родини Гомініди разом з родами Шимпанзе, Горила й Орангутан. Родина Гомініди входить до складу ряду Примати, який є складовою класу Ссавці. Клас Ссавці входить до складу типу Хордові, царства Справжні тварини, домену Еукаріоти.

У тих випадках, коли систематика групи є складною, основних систематичних категорій може бути недостатньо. У таких випадках використовують так звані вставні категорії. Назви вставних категорій утворюються від назв основних категорій за допомогою префіксів. Найпоширенішими такими префіксами є над- (супер-) та під- (суб-). Можуть використовуватися також префікси епі-, гіпер-, інфра- та інші. Наприклад: субдомен Аморфеї, надряд Дводишні, інфраклас Сумчасті.

Філогенетика

Філогенетика — це одна з галузей систематики, яка встановлює еволюційні зв’язки між різними групами організмів, як сучасних, так і вимерлих.

Для дослідження філогенезу сучасна біологія широко використовує новітні технології. Особливо ефективними є методи галузі молекулярної біології та генетики й мікроскопічних досліджень. Також широко використовують математичне моделювання й побудову філогенетичних дерев.

Філогенетичне дерево — це схема, яка відображає еволюційні зв’язки між таксонами, для яких воно будується. Філогенетичні дерева можуть будуватися не тільки для таксонів живих організмів. Їх можна створювати, наприклад, для певних біополімерів, таких як білки або нуклеїнові кислоти.

Мал. 8.2. Створення різних таксонів у межах ряду Примати

Ключова ідея

Головним принципом, якого намагаються дотримуватися під час створення сучасної систематики, є об'єднання всіх нащадків одного предка в єдину систематичну групу. Але в деяких випадках дотриматися цього правила не вдається, бо це створює складнощі в практичній роботі.

Запитання та завдання

1. У ряді Примати вчені виділяють підряд Сухоносі, до якого включають представників інфраряду Мавпоподібні й Довгоп'яти. Їхні еволюційні зв'язки показано на мал. 8.2. Проаналізуйте малюнок і зробіть висновок, яким таксоном є Сухоносі — монофілетичним, поліфілетичним чи парафілетичним. Висновок обґрунтуйте. 2. Чому використання різних наборів морфологічних ознак одних і тих самих груп організмів часто є причиною їх різних класифікацій (як у варіантах а і б на мал. 8.1)? 3. Складіть список переваг і недоліків кладистичного підходу в систематиці.

скачать dle 11.0фильмы бесплатно