Многообразие организмов (соответствие)
Многообразие организмов. Значение работ К. Линнея и Ж. Б. Ламарка. Основные систематические (таксономические) категории: вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство; их соподчиненность. Вирусы - неклеточные формы жизни. Меры профилактики вирусных заболеваний
Многообразие организмов
В настоящее время на Земле известно около 2 млн видов живых организмов (по некоторым оценкам общее количество видов может достигать 5–10 млн), что чрезвычайно затрудняет ориентирование в данном изобилии. В связи с этим сформировался особый раздел биологии, задачей которого является описание и обозначение всех существующих и вымерших видов организмов, а также их классификация по различным группам - систематика.
Классифицировать организмы можно по любому принципу, например по окраске, и тогда в группу зеленых организмов попадут не только роза и дуб, но и крокодил с кузнечиком. Наиболее общими критериями, которые широко применяются в современной систематике, являются уровень организации, способ питания, особенности строения клетки и способность к активному перемещению организма в пространстве.
Современная систематика стремится к созданию естественной, или филогенетической, системы организмов, поэтому прежде всего учитываются не только существенные признаки, объединяющие живые существа в более или менее крупные группы, но и общность происхождения.
Значение работ К. Линнея и Ж. Б. Ламарка
Хотя корни систематики теряются в глубине веков, поскольку первые попытки классифицировать организмы делали еще Аристотель и его ученик Теофраст, наукой она стала благодаря трудам великого шведского ученого К. Линнея (1707–1778).
В первую очередь он привел в порядок ботаническую терминологию, применяемую для описания растений, поскольку до него листья вновь открытых видов могли сравнивать с таковыми у лавра, розы и т. д., а также ввел короткие названия организмов из двух слов, первое из которых является родовым названием, или «фамилией» растения, а второе - определением к нему, или «именем собственным», которое могло бы отражать какие-то особенности данного вида растений. Само по себе видовое название не может служить обозначением вида, поскольку слово «обыкновенный » может характеризовать как дуб, так и подорожник, а вот сочетание родового и видового названий является уникальным. Такой способ обозначения живых организмов при помощи двух слов носит название бинарной , или биномиальной номенклатуры.
Поскольку во времена Линнея международным языком науки являлся не английский, а латинский, совершенно очевидно, что и названия видам и их описания по сей день даются на латыни, например, Triticum aestivum L. - это мягкая пшеница. Буквы после видового названия являются общепринятым сокращением фамилии ученого, впервые или наиболее полно описавшего данный вид. В данном случае L. обозначает, что описание выполнено самим К. Линнеем.
Описав и дав названия примерно 10 тыс. видам растений и более 4 тыс. видам животных, К. Линней также внес существенный вклад в разработку самого понятия «вид». Он рассматривал его как группу сходных между собой особей, дающих плодовитое потомство.
Венцом научной деятельности К. Линнея стала его знаменитая система органического мира, в которой он установил строгую соподчиненность систематических групп: класс - порядок - род - вид - разновидность.
Будучи приверженцем использования четких критериев, в основу систематики растений он положил строение генеративной сферы цветка - количество пестиков и тычинок, которое отличается гораздо меньшей изменчивостью, нежели остальные части цветка и вегетативные органы, что дало ему возможность разделить растения на 24 класса.
Вместе с тем система царства растений К. Линнея была несовершенной, поскольку в одну группу могли попасть совершенно разные виды, а близкородственные виды оказывались в разных группах. Это было обусловлено тем, что он использовал только отдельные признаки растений, не принимая в расчет остальные. Понимая это, К. Линней упорно работал над разработкой «естественной системы», но так и не успел завершить этот труд.
Система же царства животных К. Линнея во многом была просто неудачной, так как в ней выделялось всего два класса, и киты попадали в одну группу с рыбами, а черви - со змеями.
Младший современник К. Линнея - Ж. Б. Ламарк (1744–1829) внес не менее ощутимый вклад в развитие систематики, поскольку он не только разделил животных на беспозвоночных и позвоночных, но и выделил уже 10 классов. Кроме того, он построил первую естественную систему животного мира, расположив в ней систематические группы по принципу усложнения организации, приблизившись тем самым к пониманию эволюции органического мира.
Основные систематические (таксономические) категории: вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство; их соподчиненность
Вид - это совокупность особей, сходных по морфологическим, физиолого-биохимическим, эколого-географическим и генетическим критериям, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.
Так как ни один из критериев вида не является универсальным, для определения вида необходимо использовать их совокупность.
Виды объединяются в роды, роды - в семейства, семейства - в отряды (у животных) или порядки (у растений). Отряды или порядки входят в состав классов. Из классов состоят типы (у животных) и отделы (у растений). Эти крупные группы организмов объединяются в царства. Например, два родственных вида ирисов, или касатиков - желтоцветковый Ирис болотный и сиреневоцветковый Ирис сибирский - относятся к одному роду Ирис, который вместе с родами Шафран и Гладиолус составляют семейство Ирисовые, или Касатиковые. В свою очередь, семейство Ирисовые является единственным семейством порядка Ирисовые (Касатикоцветные), наряду с порядком Лилиецветные входящим в класс Однодольные. Классы Однодольные и Двудольные относятся к отделу Покрытосеменные, а Покрытосеменные и Голосеменные - это отделы царства Растения.
Вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство - это основные таксономические , или систематические категории , т. е. соподчиненные группы растений и животных, имеющих различную степень родства. Слово вид, род и т. д. не подразумевает конкретный организм, это как бы ступень лестницы или пирамиды, тогда как добавление к этим словам конкретных названий, например Ирис, как бы наполняет их смыслом, превращает в таксон - группу организмов, связанных определенной степенью родства.
В XVIII веке, когда работал К. Линней, количество известных видов было невелико, поэтому было достаточно таксономических категорий вид, род, класс и царство, однако уже при его жизни стали использовать понятие семейство, а затем и остальные. На определенном этапе развития систематики не стало хватать и этих категорий, тогда начали использовать промежуточные, обозначаемые приставками над-, под- и т. д. (надцарство, подцарство и т. д.).
Наибольшей таксономической категорией является царство. До настоящего времени нет устоявшейся точки зрения на количество царств живой природы, их могут выделять от 4 до 22. Обобщая представления о живых организмах, их клеточном строении и особенностях жизнедеятельности, можно выделить, по крайней мере, четыре царства - бактерий, растений, грибов и животных, относящихся к двум надцарствам - Прокариоты и Эукариоты.
Бактерии относятся к прокариотам, по способу питания они могут принадлежать как к автотрофам, так и к гетеротрофам. Для бактерий характерен ограниченный рост. Большинство бактерий - одноклеточные организмы.
Растения отличаются способностью к автотрофному питанию, преобладанием процессов синтеза над процессами распада, прикрепленным способом жизни и неограниченным ростом. Основным запасающим веществом растений является крахмал. Клеточные стенки растений содержат целлюлозу.
Подавляющее большинство животных - гетеротрофы, активно перемещаются в пространстве, имеют небольшое соотношение площади поверхности и объема, а их рост ограничен. Основное запасное вещество клеток животных - гликоген, тогда как сами клетки лишены клеточной стенки.
Грибы по способу питания - гетеротрофы, они не могут активно перемещаться, их рост неограничен. Клетки грибов имеют в основном хитиновые клеточные стенки, основным запасным веществом грибов чаще всего является гликоген.
Не совсем ясно положение вирусов в системе органического мира, так как они не имеют клеточного строения, однако их предлагают выделить в отдельное царство вирусов, относящееся к империи Неклеточные, тогда как все остальные организмы будут относиться к империи Клеточные. В общем виде современную систему органического мира можно представить схематически или в виде родословного (филогенетического) древа, ветви которого соответствуют различным таксонам, а их взаимное расположение отражает родственные связи между этими таксонами.
Система органического мира не является незыблемой, в нее часто вносят изменения, причем иногда достаточно радикальные. Так, до середины ХХ века грибы рассматривались в составе царства растений, хотя уже в XIX веке высказывались предположения об их исключительности, в настоящее время дискутируется вопрос о выделении по меньшей мере двух царств прокариотических организмов (архей и бактерий, или бактерий и цианобионтов).
Принципы систематики животных. Систематика, или таксономия, - наука о классификации организмов. Термин "систематика" происходит от латинского слова systema, а таксономия - от сочетания греческих слов "таксис" - порядок и "номос" - закон. Зоологическая классификация представляет собой распределение животных по соподчиненным группам на основании изучения их сходства и различий и выявления родственных отношений. Основная цель систематики состоит в построении системы животных, которая давала бы максимальное количество информации о любой группе животных и имела бы большую прогностическую ценность.
В истории таксономии можно выделить три периода.
Первый период, долиннеевский, был связан с изучением местных фаун, их описанием и наименованием всех животных на том языке, на котором их описывали, созданием классификаций по каким-либо отдельным признакам. Первую классификацию животных, основанную на степени их совершенства (градации), дал Аристотель (см. раздел "Основные этапы развития палеонтологии"), его система просуществовала почти 2000 лет.
Второй период связан с именем К. Линнея (1707-1778) - основателя систематики как науки. В десятом издании книги "Система природы" (1758) К. Линней предложил систематику, основанную на соподчиненности таксономических единиц, или таксонов: царство, класс, отряд, род, вид и вариетет. Он распределил все известные к тому времени группы животных среди соподчиненных таксонов и дал четкие и ясные диагнозы. В течение ста лет до выхода в свет работы Ч. Дарвина "Происхождение видов" (1859) основное внимание уделялось четкому ограничению видов, основанному на признании их постоянства. Разрабатывалась типологическая концепция вида, в соответствии с которой каждый изучаемый экземпляр сравнивался с типовым экземпляром, и по степени морфологического сходства или отличия определялся статут вида. Шло быстрое увеличение числа описываемых видов как современных, так и вымерших, разрабатывались основные методы и принципы классификации. Предложенная иерархия таксономических единиц за срок более чем 200 лет не испытала сколько-нибудь существенных изменений, если не считать добавленных промежуточных таксонов, указанных ниже.
По предложению К. Линнея, каждый вид получил двойное латинизированное название - родовое и видовое. Например, Homo sapiens L., Canis familiar is Carlo, Pinus silvestris L. Первое слово относится к названию рода, который обычно объединяет несколько видов и является основным; второе - к названию вида, которое является, как правило, определяющим, подчеркивающим какие-либо особенности организма. В данном случае: Homo - человек, sapiens - мудрый; Cams - собака, familiaris - домашняя; Pinus - сосна, silvestris - лесная. За видовым названием всегда следует фамилия автора (или авторов), впервые описавшего данный вид (L. - принятое сокращение фамилии К. Линнея). Двойное название каждого вида послужило основой для создания бинарной номенклатуры, а 1 января 1758 г. было принято за дату, с которой действует закон приоритета. В соответствии с этим, законом первое название, данное любому виду или роду, но подлежит изменению.
С Линнея начинается период быстрого увеличения числа описываемых современных, и вымерших видов, разработка основных принципов и методов классификации, введение единых латинизированных названий для всех изучаемых животных и растений. Основное внимание было направлено на создание так называемой "естественной" системы, под которой понималось раскрытие "плана творения". Поскольку эволюционисты в понятие "естественная система" вкладывают совершенно иной смысл, лучше от этого термина отказаться.
Существенный вклад в систематику животных был внесен работами Кювье и Ламарка, выделивших из беспозвоночных ("бескровных") животных ряд новых классов (головоногих, брюхоногих). Это послужило толчком для расформирования неестественных группировок и выделения новых. Кювье на основании сравнительно-анатомических исследований выделил четыре независимые группы животных: хордовые, моллюски, членистые и лучистые, разработал принцип соподчинения основных и второстепенных признаков.
Третий период в развитии систематики начался с появления книги Ч. Дарвина "Происхождение видов" (1859). Дарвин отверг креационизм и обосновал принципы филогенетической систематики, основанной, на выявлении реального родства по происхождению. Сущность "естественной" системы была выяснена - естественные группы существуют потому, что они происходят от общего предка. Ч. Дарвин создал теоретические основы естественной (без кавычек), или филогенетической, системы. Он установил, что в процессе филогенеза осуществляются два процесса: ветвление и последующая дивергенция, или расхождение, возникших ветвей. Разделение таксонов должно основываться на установлении их ветвления (что указывает на общность происхождения) и на степени различия. Степень изменений, испытанных в ходе развития различными группами, выражается в размещении их по таксонам разных рангов: классов, отрядов, семейств.
Дарвин говорил о необходимости создания филогенетической систематики, основанной на выделении признаков трех категорий: а) признаки, выявляющие действительное родство (гомогеничное сходство); б) признаки зачаточных или атрофированных органов, не имеющих значения в жизни животных, но важных для систематики; в) особенности эмбрионального строения сравниваемых форм, имеющие важное значение для систематики.
Последарвиновский период - период борьбы за признание эволюции - характеризовался созданием классификаций различных групп животных и растений. Концепция типа стала постепенно замещаться концепцией популяций, согласно которой виды состоят из изменчивых популяций, причем даже в пределах крупных таксонов возможны отклонения от "типа", характерного для данной категории. Признание изменчивости вида заставило обратить серьезное внимание на типы изменчивости и на оценку изменчивости методами популяционного анализа и статистическими методами. Создание классификации поставило перед исследователем ряд сложных вопросов, например: представляют ли изученные две формы один или два вида, чем обусловлено их сходство - филогенетическим родством или только внешним, конвергентным сходством. Все эти вопросы представляют собой третью задачу систематики, которая была поставлена Дарвином - изучение и анализ внутривидовой изменчивости и выявление факторов эволюции; при решении этих вопросов систематика соприкасается с генетикой, биогеографией, экологией, сравнительной анатомией и данными палеонтологии.
Изучение любой группы с позиции систематики проходит три стадии, именуемые: альфа-, бета- и гамма-систематикой (Майр, Линсли, Юзингер, 1946). Первая - альфа-систематика - это аналитическая стадия, в течение которой на современном научном уровне изучается каждая группа и даются названия; вторая стадия - бета-систематика - это систематическая стадия, включающая объединение элементов группы в систему таксонов, и третья стадия, или гамма-систематика, является заключительной, теоретически обобщающей все полученные результаты. Современная систематика сочетает в себе методы анализа и синтеза.
В настоящее время различают филогенетическую и искусственную систематики. Филогенетическая систематика строится на основании выяснения генетических взаимоотношений родственных групп во времени и пространстве. Всех животных можно расположить в систематическую иерархию, состоящую из таксонов, ранг которых постепенно повышается. Филогения и систематика рассматриваются в неразрывной связи как две стороны единого процесса познания фактической истории органического мира; причем если филогения изучает родственные связи и выясняет общность отдельных таксонов, то систематика стремится разделить выделенные филогенетические ветви на отдельные соподчиненные таксоны. Поэтому нельзя отождествлять филогению и систематику.
Искусственные систематики отличаются от филогенетической тем, что организмы группируются по внешним сходным признакам, причем различают несколько разновидностей искусственных систематик. К искусственной систематике по необходимости прибегают тогда, когда классифицируются отдельные части организмов, например ринхолиты, аптихи, конодонты, скелетные элементы голотурий; они получают видовые и родовые названия и даже иногда объединяются в более высокие таксоны. Для некоторых из них, например конодонт, до сих пор неизвестно, к какой группе организмов они принадлежали. Для таких групп предлагается выделить паратаксоны - особые категории, которые не подчиняются правилам зоологической номенклатуры.
Имеются искусственные классификации по принципиальным соображениям, когда авторы считают, что в действительности филогенетические системы не существуют, а имеются особые "естественные", или типологические, систематики, основанные на изучении ряда признаков, позволяющие находить черты сходства и различий, опираясь на статистические обобщения. Они важны для наведения порядка в разнообразии организмов. Хотя эти систематики и претендуют на "естественность", но они далеки от филогенетической систематики и представляют, как правило, искусственную группировку организмов. Многие неродственные группы организмов, как известно, при сходных условиях жизни часто приобретают внешне сходные черты и при искусственной систематике часто оказывались в одном таксоне.
В настоящее время Принимается следующее соподчинение таксономических единиц:
Для каждой группы имеются свои характерные признаки. Таксономические единицы реально существуют и важно найти критерии для их выделения. Наиболее общими, приложимыми для всех групп, могут служить критерии, рекомендованные В. Е. Руженцевым в качестве принципов систематики. К их числу относятся следующие критерии, или принципы: хронологический, гомологий, онтогенетический, актуализма, основного звена, хорологический.
Хронологический принцип - при выделении любой таксономической группы и решении вопросов филогении важно иметь по возможности точные хронологические данные о изучаемой группе, положении ее представителей в естественных разрезах; незнание хронологии может привести к ошибкам и неправильным выводам.
Принцип гомологий основан на изучении гомологичных и аналогичных структур, причем если гомологичное сходство проистекает от общности происхождения, то аналогичное - от общности адаптаций к сходным условиям. Сравнение на основе аналогичных образований также приводит к ошибкам, к созданию искусственной систематики; сравнение, основанное на гомологичных образованиях, позволяет выявлять действительные родственные связи.
Онтогенетический принцип дает возможность прослеживать развитие отдельных структур в процессе индивидуального развития, выявлять их сходство и различия. Ранние стадии онтогенеза указывают на родство более крупных таксонов и могут служить основой для их выделения; более поздние стадии указывают на родственные связи низших таксонов (роды, виды). Весь ход онтогенеза показывает направление филогенетического развития всей группы. Для выяснения конкретного филогенеза какой-либо группы следует особенно внимательно изучать поздние онтогенетические стадии с целью отыскания черт, характерных для ближайших предков. Для некоторых групп, например для насекомых, такой метод совсем не применим.
Принцип актуализма заключается в сравнении вымерших животных с современными: на этом основании делаются попытки восстановить строение и адаптации вымерших форм. Принцип актуализма может применяться с определенными оговорками.
Принцип основного звена базируется на выявлении тех изменений, которые возникают в данной группе в процессе развития и приводят в дальнейшем к возникновению и становлению новой группы, т. е. к выявлению узла дивергенции, места расхождения признаков. Вначале возникшие отличия бывают выражены очень слабо, затем они усиливаются и становятся ведущими. Установление основного звена - одна из наиболее сложных проблем систематики.
Хорологический принцип состоит в выявлении распределения организмов в пространстве и их экологических особенностей, географической изменчивости.
Используя эти принципы, можно разрабатывать систематику и филогению исследуемой группы.
Низшей таксономической единицей является вид. Проблема определения вида всегда представляла предмет дискуссий. До выхода в свет работы Дарвина (1859) основное внимание уделялось постоянству видов и их четкому разграничению. Виды определялись по степени их морфологического сходства и различия; однако при этом часто исследователь сталкивался с различными затруднениями, связанными с морфологическими различиями полов (половой диморфизм), возрастными отличиями - личинки часто резко отличаются от взрослых. Особые сложности при морфологических критериях возникли при установлении симпатрических естественных популяций, т. е, таких популяций, которые распространены в одной и той же области, по морфологическим признакам почти не отличаются друг от друга, но не скрещиваются; их считают самостоятельными видами и называют видами-двойниками.
В настоящее время принимается, что каждый вид состоит из группы популяций, особи которых фактически или потенциально скрещиваются друг с другом и репродуктивно изолированы от других видов. Вид представляет собой репродуктивное сообщество, объединенное экологическим единством; хотя он состоит из отдельных особей, но взаимодействует с другими видами как единое целое, обладающее генетическим единством и единым генетическим фондом. К палеонтологическому материалу, безусловно, эти критерии непригодны и поэтому при выделении видов приходится учитывать их ареалы, качественную обособленность, все морфологические признаки, проводить их морфофункциональный анализ и изучать изменения признаков во времени. При достаточно больших палеонтологических коллекциях виды можно изучать в пространстве и во времени. О сложностях, связанных с определением видов-двойников, уже говорилось выше.
В природе довольно широко распространены политипические виды - такие виды, которые состоят из двух или более подвидов. Если виды не распадаются на подвиды, то их называют монотипическими. Подвид - составная часть вида, он имеет свой ареал, который составляет часть ареала всего вида. Подвиды всегда являются аллопатрическими, т. е. не встречаются вместе на одной территории.
Виды объединяются в роды, роды в семейства и т. д. Большинства исследователей считают, что высшие таксоны объективно существуют в природе и соответствуют группам, качественно отличным друг от друга. Это хорошо показал Дарвин, рассматривая вопросы дивергенции видов и вопросы систематики. Однако существует и такое мнение, что высшие таксоны субъективны и созданы только для удобства. Эта субъективистская точка зрения в настоящее время не находит сторонников.
Правила зоологической номенклатуры. Номенклатура (лат. nomen - имя, calare - называть) представляет собой систему названий для всех таксонов. Основная задача номенклатуры состоит в создании универсальности, стабильности и правильного однозначного понимания одних и тех же научных названий животных. Правила зоологической номенклатуры утверждаются на Международном зоологическом конгрессе и являются обязательными для всех занимающихся систематикой. Последний Международный кодекс зоологической номенклатуры был утвержден в 1964 г. на Международном зоологическом конгрессе в Лондоне. Зоологический и ботанический кодексы независимы. В качестве научных названий используются латинские, греческие или латинизированные слова любого языка, отражающие какие-либо особенности группы (например, класс Bivalvia - двустворки), ее географическое (Timanites) или стратиграфическое (neocomiensis) положение либо название, посвященное какому-либо лицу, реальному или мифологическому (например, orlovi, в честь академика Ю. А. Орлова или Neptunoceras - рог Нептуна).
Все таксономические единицы разделены на пять групп: 1) видовая (вид, подвид); 2) родовая (род, подрод); 3) семейственная (триба, подсемейство, семейство, надсемейство); 4) отрядноклассная (подотряд, отряд, надотряд, подкласс, класс, надкласс) 5) типовая (подтип, тип, надтип). Каждый таксон имеет свой тип, своеобразный "стандарт" - справочный эталон, с которым сравниваются изучаемые формы для устранения всяких сомнений и правильности определений; Тип является ядром таксона и основой его названия, он объективен и неизменяем, но его границы или объем (кроме голотипа) подвержены изменениям. Тип любого таксона не подлежит замене, за редким исключением. Для вида или подвида таким будет типовой экземпляр вида, впервые описываемый и называемый голотипом, все остальные экземпляры будут считаться паратипами. При палеонтологических исследованиях в качестве голотипа обычно избирается один из наиболее полных и хорошо сохранившихся экземпляров. Голотип указывается при описании нового вида и не подлежит замене. Термины "вариетет" и "форма" не подчиняются правилам номенклатуры и рассматриваются как категории инфраподвидовые.
Если при установлении нового вида голотип не был выделен, то все экземпляры типовой серии представляют собой синтипы, равноценные в номенклатуре. Из этой серии любой систематик может выделить один из синтипов в качестве лектотипа. Если голотип, лектотип или синтипы утеряны или уничтожены, то любой другой экземпляр может быть выделен в качестве неотипа с соблюдением всех необходимых правил.
Для рода выбирается номинальный вид, именуемый типовым видом, для семейства - тот номинальный род, на котором основано - название семейства. Все члены семейственной группы, основанные на одном типичном роде, - триба, подсемейство, семейство, надсемейство - пишутся с фамилией автора, давшего впервые название одному на перечисленных таксонов. Например, семейство Hoplitidae было выделено в 1890 г. Дувийе (H. Douville), а в 1952 г. Райт (C. Wright) разделил его на три подсемейства: Cleoniceratinae Whitehouse, 1926, Hoplitinae Douville, Gastroplitinae Wright, 1952; автором номинального подсемейства остался H. Douville.
Названия отрядно-классной и типовой групп отличаются тем, что они не привязаны к определенному типу, представляют собой отдельные слова латинского или греческого происхождения, всегда стоят во множественном числе (например, Primates - приматы). Для названий от трибы до отряда предложено к названию рода добавлять соответствующие окончания, указанные в скобках при перечислении таксонов (см. выше таблицу таксономических единиц).
Закон приоритета предусматривает признание только того названия вида или рода, которое было предложено первым по времени и опубликовано с соблюдением всех правил, предусмотренных кодексом. Все последующие названия считаются синонимами первого и не употребляются в качестве самостоятельных. Если одно и то же название дано двум разным видам внутри одного рода или разным родам, оно считается гомонимом; более позднее тождественное название является недействительным и должно быть отброшено. Например, Noctua - насекомое и Noctua - птица, одно из названий должно быть изменено.
Если название не соответствует правилам кодекса, то оно считается недействительным и не имеет номенклатурного статута, т. е. представляет собой по номенклатурным правилам nomen nuda (или nomina nuda во множественном числе).
Все названия таксонов выше вида состоят из одного слова, т. е. являются униноминальными; все названия видов, как было показано выше, состоят из двух слов, т. е. биноминальны; все названия подвидов состоят из трех слов и являются триноминальными. Названия видов и подвидов пишутся со строчной буквы, названия всех, вышестоящих таксонов - с прописной. В политипическом виде один из подвидов является номинальным, т. е. носителем названия. Например, если вид назван album, то один из подвидов, должен называться album album, а название второго подвида будет состоять из названия вида album и какого-нибудь слова, подчеркивающего особенности выделенного подвида.
В соответствии с кодексом названия вида и подвида должны быть грамматически согласованы с названием рода. Прилагательное albus, означающее белый, сохраняет окончание -us, если оно относится к мужскому роду, изменяет окончание на -a, если род женский, и на -um, если род средний. Подбор видовых названий и согласование их с названием рода вызывают часто много затруднений, связанных с незнанием латинского языка, незнанием рода (мужского, женского или среднего), к которому относится название.
Если в процессе изучения будет установлено, что вид должен быть отнесен к другому роду, то в этом случае фамилия автора ставится в скобки. Однако это рекомендуется делать только в специальных палеонтологических работах. Если род разделяется на подроды, то подрод, содержащий типовой вид, становится типовым, или номинальным, подродом и сохраняет название рода, а второй и следующие получают новые названия, при этом название подрода ставится в скобки после названия рода. Например, род Hoplites разделен на два подрода - Hoplites (Hoplites), Hoplites (Isohoplites).
Открытая номенклатура применяется в том случае, если сохранность материала плохая и не позволяет дать точное видовое определение. Название "открытая", или "свободная", номенклатура связано с тем, что описанные формы не попадают под охрану закона приоритета и их названия при последующих исследованиях могут уточняться или изменяться. Существует много различных обозначений, применяемых при описании или определении материала плохой сохранности. Вот некоторые примеры: если принадлежность к роду недостоверна, то после названия рода ставится знак вопроса; если сохранность не позволяет достоверно определить вид, то ставится cf. (сокращение от слова conformis - сходный); если описываемый вид имеет достаточно хорошую сохранность, но отличается от близкого вида какими-то признаками, не позволяющими с уверенностью относить экземпляр к данному виду, то между названием рода и вида ставится знак aff. (сокращение от слова affinis - родственный, близкий). Если исследователь не может точно определить вид, то он указывает только на принадлежность описываемой формы к группе известных видов и в этом случае между названием рода и вида ставит знак ex gr., что означает ex grege - из группы (дословно из стада). Например, Nautilus ex gr. pompilius L. Если не может быть установлена принадлежность изучаемых таксонов к семейству, отряду, классу, типу, то пишут соответственно incertae familiae, incertae ordinis, incertae classis, incertae phylum (incertae - неизвестный).
Известно очень много видов животных, более двух миллионов. Их надо размещать по группам
, иначе в таком разнообразии трудно разобраться. Изучением многообразия животных занимается систематика животных
. Главная задача систематики животных - это распределение животных по группам, то есть их классификация. Основная единица классификации - это вид животных. Под видом животных понимается совокупность
организмов или особей
, имеющих сходное строение, образ жизни, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и населяющих определенную территорию. Все наши домашние собаки, несмотря на их различия, относятся к одному виду
- Собака. Близкородственные виды животных объединяют в особую группу, называемую род
. Например, вид
Собака и вид
Волк относят к роду
Волк. Если у вида
животных в природе нет близкородственного вида
, сходного с ним, его все равно выделяют в самостоятельный род
. Близкие, сходные роды
животных относят к одному семейству
. Например, род
Волк и род
Енотовидная собака входят в состав семейства
Волчьи, куда входят также род
Лисица и род
Песец.
Близкие, сходные семейства
объединяют в отряд
, отряды
- в класс
, классы
- в тип
, типы
- в подцарство
, подцарства
- в царство
. Так, семейство
волчьих входит в состав отряда
хищных, куда относят также семейства
кошачьих (например, кошки, рысь, тигр, леопард, лев), куньих (например, куница, соболь, ласка, хорек) и медвежьих (например, бурый медведь, белый медведь). Отряд
хищных - это лишь один из отрядов
класса
млекопитающих, или зверей, выкармливающих детенышей молоком. Класс
млекопитающих входит в состав типа
хордовых, все представители которых (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, звери) имеют внутренний скелет - хорду. Тип
хордовых — это лишь один из типов
подцарства
многоклеточных животных.
Подцарство животных
Подцарство животных только два: Простейшие животные, или Одноклеточные животные, и Многоклеточные животные. Главное различие их состоит в том, что у простейших каждая клетка - это самостоятельный организм. Клетки же многоклеточных животных входят в состав организма и выполняют различные функции: одни - защитные, другие - по добыванию пищи или ее перевариванию и т. д. Вне организма эти клетки жить не могут. Подцарства одноклеточных и многоклеточных составляютцарство животных. Царство животных выделяется на основе признаков, характерных для всех животных:
- питание органическими веществами, как правило, живыми организмами; отсутствие плотной наружной оболочки в строении клеток;
- в большинстве случаев подвижность и наличие приспособлений для движения.
Таким образом, основные систематические группы животных выглядят так: царство
, подцарство
, тип
, класс
, отряд
, семейство
, род
, вид
. В этой схеме царство
- самая высшая и самая крупная систематическая группа животных, а вид
— основная мелкая группа.
Объединение животных в группы делается не произвольно, а в соответствии с научными данными, основанными на детальном изучении.
Систематика (классификация, таксономия) – наука о многообразии живых организмов и распределении их по группам на основании (эволюционного) родства.
Систематичекские единицы (таксоны) в порядке уменьшения:
Типы и отряды используются в классификации животных, а отделы и порядки – в классификации растений и грибов.
Самая большая из приведенных систематических единиц – надцарство. Самая маленькая (исходная, минимальная, основная единица систематики) – вид.
Типы/отделы делятся на классы, классы – на отряды/порядки, отряды/порядки – на семейства и т.п. И наоборот: из видов состоят роды, из родов – семейства, из семейств – отряды/порядки...
Систематики могут выделять множество дополнительных таксонов – подтип, подкласс и т.п. Например, человек относится к подтипу Позвоночные.
У всех видов "двойное название": первое слово – название рода, второе – название вида.
Выберите один, наиболее правильный вариант. В системе органического мира позвоночные животные - это
1) подтип
2) тип
3) класс
4) отряд
Ответ
1. Установите, в какой последовательности расположены систематические группы растений, начиная с наибольшей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) клевер
2) бобовые
3) клевер красный
4) покрытосеменные
5) двудольные
Ответ
2. Установите, в какой последовательности расположены систематические группы растений, начиная с наибольшей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) одуванчик
2) сложноцветные
3) одуванчик лекарственный
4) двудольные
5) покрытосеменные
Ответ
3. Установите последовательность расположения систематических групп растения, начиная с самого наименьшего таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Редька дикая
2) Редька
3) Покрытосеменные
4) Двудольные
5) Растения
6) Крестоцветные
Ответ
4. Расположите в правильной последовательности систематические категории растений, начиная с наименьшей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) лютиковые
2) покрытосеменные
3) лютик едкий
4) двудольные
5) лютик
Ответ
5. Установите последовательность расположения систематических категорий, используемых при классификации растений, начиная с наибольшей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) фиалка
2) двудольные
3) фиалка трехцветная
4) покрытосеменные
5) фиалковые
Ответ
6. Установите правильную последовательность расположения систематических таксонов березы бородавчатой, начиная с самого крупного таксона. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
1) береза бородавчатая
2) березовые
3) покрытосемянные
4) растения
5) двудольные
6) эукариоты
Ответ
7. Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с самого крупного. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) растения
2) вишня кустарниковая
3) розоцветные
4) двудольные
5) покрытосеменные
6) вишня
Ответ
8. Установите последовательность систематических категорий, характерных для царства растений, начиная с наименьшей. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) Покрытосеменные
2) Паслёновые
3) Двудольные
4) Паслён чёрный
5) Паслён
Ответ
9. Установите последовательность расположения систематических групп растений, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Яснотка белая
2) Яснотка
3) Покрытосеменные
4) Двудольные
5) Растения
6) Губоцветные
Ответ
10. Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с самого крупного. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Покрытосеменные
2) Растения
3) Борщевик Сосновского
4) Зонтичные
5) Двудольные
6) Борщевик
Ответ
11. Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с самого крупного. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Покрытосеменные
2) Растения
3) Коровяк медвежье ухо
4) Норичниковые
5) Двудольные
6) Коровяк
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. В основе естественной системы классификации растительного мира лежит
1) родство, общность происхождения групп
2) сходство внешнего строения растительных организмов
3) сходство процессов жизнедеятельности в растительном организме
4) приспособленность организмов к среде обитания
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Как называется группа растений, объединяющая родственные виды
1) семейство
2) род
3) класс
4) популяция
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Вид ромашка аптечная объединяет
1) разнообразные цветковые растения
2) множество особей на основе их родства
3) родственные роды растений
4) растения одного природного сообщества
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Систематики подразделяют семейства растений на
1) порядки
2) отряды
3) роды
4) виды
Ответ
1) Хордовые
2) Змеи
3) Пресмыкающиеся, или Рептилии
4) Среднеазиатская кобра
5) Чешуйчатые
6) Аспидовые змеи
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. В систематике растений отсутствует отдел
1) моховидные
2) двудольные
3) цветковые
4) голосеменные
Ответ
1. Установите последовательность расположения систематических категорий, используемых при классификации животных, начиная с наименьшей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) тигр
2) кошачьи
3) хищные
4) млекопитающие
5) уссурийский тигр
6) хордовые
Ответ
2. Установите последовательность, отражающую положение вида Человек разумный в системе, начиная с наименьшей категории. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Люди
2) Млекопитающие
3) Приматы
4) Хордовые
5) Человек
6) Человек разумный
Ответ
3. Установите, в какой последовательности расположены систематические группы животных, начиная с наибольшей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Грызуны
2) Белка
3) Беличьи
4) Обыкновенная белка
5) Хордовые
6) Млекопитающие
Ответ
4. Установите правильную последовательность расположения систематических таксонов животного, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Ёж обыкновенный
2) Животные
3) Хордовые
4) Насекомоядные
5) Млекопитающие
6) Ежовые
Ответ
5. Установите последовательность расположения систематических таксонов животного, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Зайцы
2) Млекопитающие
3) Заяц-беляк
4) Хордовые
5) Зайцеобразные
Ответ
6. Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с наименьшего. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Хордовые
2) Животные
3) Млекопитающие
4) Китообразные
5) Кит
6) Кит синий
Ответ
7. Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с наименьшего. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Парнокопытные
2) Животные
3) Млекопитающие
4) Хордовые
5) Олень пятнистый
6) Олень
Ответ
1. Установите последовательность расположения систематических таксонов растения, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Мятлик луговой
2) Мятлик
3) Покрытосеменные
4) Однодольные
5) Растения
6) Злаковые
Ответ
2. Установите правильную последовательность расположения систематических таксонов растения, начиная с самого крупного таксона. Запишите в ответе соответствующую последовательность цифр.
1) Цветковые
2) Растения
3) Злаковые
4) Злаки
5) Однодольные
6) Рожь
Ответ
3. Установите последовательность расположения систематических таксонов растения, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Луковые
2) Однодольные
3) Лук
4) Растения
5) Лук репчатый
6) Цветковые
Ответ
Установите, последовательность расположения систематических групп животных, начиная с наибольшей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Круглоголовки
2) Ящерицы
3) Пресмыкающиеся
4) Позвоночные
5) Круглоголовка ушастая
6) Хордовые
Ответ
1. Установите правильную последовательность расположения систематических таксонов животных, начиная с самого маленького таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) воробьинообразные
2) дрозд рябинник
3) хордовые
4) птицы
5) дроздовые
6) дрозд
Ответ
2. Установите последовательность расположения систематических таксонов животного, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Хордовые
2) Куриные
3) Животные
4) Цесарка
5) Птицы
6) Индейковые
7) Цесарка африканская
Ответ
3. Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с наименьшего. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Позвоночные
2) Животные
3) Птицы
4) Куропатка белая
5) Куропатка
6) Хордовые
Ответ
4. Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с наименьшего. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Птицы
2) Животные
3) Хордовые
4) Позвоночные
5) Ласточка деревенская
6) Ласточка
Ответ
5. Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с наименьшего. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Воробьинообразные
2) Позвоночные
3) Обыкновенная сорока
4) Птицы
5) Сороки
6) Врановые
Ответ
Установите последовательность, отражающую систематическое положение вида Комнатная муха в классификации животных, начиная с наименьшей группы. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Двукрылые
2) Членистоногие
3) Мухи
4) Животные
5) Комнатная муха
6) Насекомые
Ответ
Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с наименьшего. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) животные
2) комар
3) членистоногие
4) насекомые
5) двукрылые
6) комар малярийный
Ответ
Установите последовательность расположения систематических таксонов животного, начиная с самого крупного таксона. Запишите в ответе соответствующую последовательность цифр.
1) жесткокрылые
2) насекомые
3) бронзовка
4) бронзовка зеленая
5) животные
6) членистоногие
Ответ
Установите правильную последовательность в классификации лягушки прудовой начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Лягушка прудовая
2) Земноводные
3) Животные
4) Настоящие лягушки
5) Бесхвостые
6) Хордовые
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. В какие подцарства объединяют животных
1) беспозвоночные и позвоночные
2) членистоногие и хордовые
3) одноклеточные и многоклеточные
4) птицы и млекопитающие
Ответ
1. Установите последовательность расположения систематических таксонов животного, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) южнорусский тарантул
2) тарантул
3) членистоногие
4) паукообразные
5) пауки
6) пауки-волки
Ответ
2. Установите последовательность расположения систематических таксонов животного, начиная с самого маленького таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Скорпионы
2) Животные
3) Императорский скорпион
4) Эукариоты
5) Паукообразные
6) Членистоногие
Ответ
Установите последовательность расположения систематических таксонов животного, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Насекомые
2) Листоеды
3) Жесткокрылые, или Жуки
4) Колорадский жук
5) Членистоногие
6) Животные
Ответ
Установите последовательность расположения систематических таксонов гриба, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) порядок Агариковые
2) семейство Аманитовые
3) класс Агарикомицеты
4) род Мухомор
5) отдел Базидиомицеты
6) вид Мухомор красный
7) царство Грибы
Ответ
Установите последовательность расположения систематических таксонов животного, начиная с самого крупного таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Хрящевые
2) Тигровая акула
3) Черепные (Позвоночные)
4) Хордовые
5) Акулы
6) Животные
Ответ
Установите последовательность расположения систематических таксонов животного, начиная с самого маленького таксона. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) Животные
2) Чешуекрылые
3) Насекомые
4) Пяденицы
5) Членистоногие
6) Березовая пяденица
Ответ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. К терминам систематики организмов относят
1) класс
1) рыбы
2) скаты
3) хордовые
4) хрящевые рыбы
5) позвоночные
6) морской кот
Ответ
Выберите три варианта. Какие систематические таксоны характеризуют мукор?
1) Прокариоты
2) Эукариоты
3) Клеточная империя
4) царство Грибы
5) царство Растения
6) царство Животные
Ответ
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
Многообразие живых существ - результат естественного отбора наиболее приспособленных к среде обитания. Возможность такого отбора связана, с одной стороны, с изменчивостью свойств живых существ; с другой стороны - со способностью сохранять их, передавая из поколения в поколение. В связи с изменчивостью генетической программы, всякий новорождённый организм обладает некоторым количеством свойств, отличающих его от родственников. Эти свойства могут:
1) несколько облегчать его жизнь в среде обитания, обычной для всех представителей этого вида;
2) отягощать его жизнь и приводить к гибели до достижения плодоносного возраста;
3) обеспечить жизнеспособность за пределами обычной среды обитания остальных представителей его вида, и избавить, таким образом, от необходимости конкурировать с ними за жизненные блага;
4) делать бесплодным.
Понятно, что в первом случае живое существо немногим более жизнеспособно, нежели его родственники, а его шансы дожить до зрелости и передать свои задатки потомкам фактически равны их шансам. При этом его особые свойства прямого отношения к появлению новых форм не имеют.
Во втором случае гибельные признаки исчезают для эволюции вместе с их носителями.
В третьем случае потомки счастливого существа будут свободно осваивать на основе своих особых свойств среду обитания, неприемлемую для пращуров и родственников, лишённых таких свойств. Фактически эти потомки - уже новая разновидность. Земная Жизнь, появившись в одной из сред нашей планеты, на протяжении последующей истории заполнила описанным способом все среды. Сама же Жизнь по мере освоения различных сред обретала соответствующее разнообразие форм. И сейчас она продолжает своё распространение: отчасти в пределах Земли, приспосабливаясь к изменяющейся планете; отчасти уже в околоземном пространстве, совершенствуя в конечном счете Человека.
Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:
1. В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.
2.Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.
3. Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.
4.В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно - в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.
5.Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.
Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором . В результате естественного отбора образовалось огромное количество живых существ. Первую попытку систематизировать все живое предпринял Аристотель. У него была "лестница существ". Внизу наиболее примитивно организованные камни, потом растения, животные и человек. Стремление к линейной классификации довольно долго сохранялось, но потом его пришлось отвергнуть, так как объекты живой природы не выстраивались в единую лестницу.
Вторая попытка была принята Карлом Линнеем (1707-1778) (Рисунок 11.26), который в своей знаменитой "Systema Naturae" (1735), выделил два царства: Vegetabilia (растения) и Animalia (животные). Впоследствии к двум критериям различения растительных и животных организмов Аристотеля Жан Батист Ламарк (1744-1829) добавил еще и способ питания - автотрофный для растений и гетеротрофный для животных. Такая двуцарственная система живого просуществовала практически до наших дней, хотя время от времени и подвергалась сомнению. Осложнения стали накапливаться еще со времени открытия Левенгуком (1632-1723) (Рисунок 11.27)мира микроскопических организмов, названных им анималькулами. Само название указывало на причисление этих живых существ к царству животных, что основывалось на критерии подвижности. Однако противоречивость двуцарственного подразделения живого становилась все более и более очевидной.
Ситуация стала постепенно изменяться начиная с 60-х годов, когда в связи с активным внедрением в биологию методов электронной микроскопии (особенно интенсивно эти исследования проводились в 70-80-х годах) стали накапливаться принципиально новые данные по тонкому строению (ультраструктуре) простейших живых организмов. Оказалось, что на этом уровне выявляются достаточно отчетливые морфологические признаки (тонкое строение покровов, жгутикового аппарата, митохондрий, хлоропластов и др.), которые можно использовать в качестве надежных критериев при выяснении степени родства организмов. Другая волна новой информации стала быстро распространяться с 80-х годов со стороны молекулярной биологии, когда появилась возможность сравнивать степень сходства нуклеиновых кислот разных организмов.
Были описаны простые одноклеточные растения и животные, которых не всегда было понятно, куда отнести - к растениям или животным. Они были выделены в группу одноклеточные (Протисты). Затем открыли бактерий и выделили их в отдельное царство. По мере развития микробиологии в отдельное царство были выделены грибы (Рисунок 11.1). Они кажутся похожими на растения, но, тем не менее, от растений существенно отличаются, в частности, тем, что, как животные, запасают гликоген, а не крахмал.
Рисунок 11.1 Царства живых организмов
Итак, живые организмы разделили на царства Растений, Грибов, Животных и Простейших (одноклеточных), и царство бактерий, в которое входили все прокариоты. По мере изучения бактерий, оказалось, что они также делятся на две сильно отличающиеся группы. Соответственно, их пришлось разделить на два царства: Эубактерии (собственно бактерии) и Архебактерии (другое название – Археи). Последние также не имеют ядра, но по структуре сильно отличаются от бактерий. Такое деление возникло недавно.
Подробная классификация живых существ выходит за рамки данного учебного пособия, поэтому в нем приводятся лишь основные сведения по построению современной классификации.
По современной систематике органическая жизнь на нашей планете представлена в виде трёх Империй:
· Империи Клеточных,
· Империи Неклеточных (не имеющих клеточных стенок микоплазм),
· Империи Вирусов и Фагов.
Империя Клеточных состоит из двух Надцарств
· Надцарство прокариот (3 Царства);
· Надцарство эукариот (6 Царств) .
