Классификация и систематика - Основные понятия. Виды роды семейства и другие таксоны растений и животных
основные таксоны и принципы классификации
Предметом науки систематики является классификация живых организмов. Объединение существ в группы на основе определенных признаков имеет важное практическое значение для их изучения. Основные систематические категории животных и принципы, положенные в их классификацию, будут рассмотрены в нашей статье.
Основы классификации животных
По какому признаку из всего многообразия живых организмов можно выделить животных? По единственному - способу питания. Все животные, от микроскопической амебы до гигантского кита, являются гетеротрофами. Это значит, что они питаются только готовыми органическими веществами и не способны производить их самостоятельно.
Наименьшим таксоном животных является вид. Это группа особей, которые объединены по принципу сходства строения, физиологии и экологии. Данная систематическая категория животных имеет двойное название. Его впервые ввел в науку знаменитый ученый Карл Линней. Майский жук, перелетная саранча, полярная сова - первое название является видовым. Второе слово определяет род, к которому относится животное.
Систематические категории животных: таблица
Систематические единицы еще называют таксонами. Вид и род являются наименьшими из них. Самый крупный таксон - это царство. На современном этапе систематики выделяют их пять. Это растения, грибы, бактерии, вирусы и животные. Их основным отличием является способ питания и особенности строения клетки. Последовательность систематических категорий животных приведена в нашей таблице.
Название таксона | Пример |
Вид | Европейская кошка |
Род | Кошки |
Семейство | Кошачьи |
Отряд | Хищные |
Класс | Млекопитающие |
Тип | Хордовые |
Царство |
Одноклеточные
Систематическая категория животных, которые являются простейшими, объединяет одноклеточные организмы. Все они являются эукариотами. Их клетка представляет собой целостный организм, способный осуществлять все процессы жизнедеятельности: питание, дыхание, рост, размножение, движение.
Типичными примерами животных, которые относятся к подцарству одноклеточных, являются амеба протей, эвглена зеленая, инфузория туфелька.
Многоклеточные
Тело у представителей этой систематической единицы не просто образовано множеством клеток. Эти наименьшие структуры, сходные по строению и функциям, которые последовательно объединяются в ткани, органы и их системы. Данная систематическая категория животных включает несколько типов, строение которых последовательно усложняется. Всего их семь. Самыми примитивными по строению являются губки. Эти организмы ведут прикрепленный образ жизни, питаясь с помощью фильтрования. Пресноводная гидра, медузы и полипы являются представителями типа Кишечнополостные. Они имеют специализированные клетки, которые еще не образуют настоящие ткани.
Впервые эти структуры появляются у червей, которые образуют несколько типов животных: плоские, круглые и кольчатые. Причем последние характеризуются появлением кровеносной системы. Следующий тип многоклеточных животных называется моллюсками. Они обладают мягким телом, которое не разделено на сегменты и часто защищено раковиной. Самым большим по видовому разнообразию является тип членистоногих, который объединяет насекомых, рако- и паукообразных.
Хордовые
Данная систематическая категория животных наиболее сложно устроена и имеет общий план строения. Это наличие осевого тяжа, или хорды, нервной трубки и жаберных щелей в глотке. В зависимости от среды обитания они видоизменяются. Представители классов хордовых известны всем и широко используются человеком в хозяйственной деятельности. К ним относятся типичные водные обитатели - рыбы, для которых характерно жаберное дыхание. Земноводные животные живут на суше, а размножаются в водоемах. Это лягушки, жабы и квакши. Полностью выходят на сушу пресмыкающиеся - крокодилы, ящерицы, змеи, черепахи. А птицам покорилась воздушная среда обитания. Самыми высокоорганизованными животными хордового типа являются млекопитающие, представителем которых является и человек.
Итак, к царству животных относятся живые организмы, для которых характерен гетеротрофный тип питания. Представители данной систематической единицы объединены в следующие таксоны:
- подцарство одноклеточных;
- подцарство многоклеточных.
К последнему относятся: губки, кишечнополостные, плоские, круглые и кольчатые черви, моллюски, членистоногие, млекопитающие.
fb.ru
Классификация и систематика - Основные понятия | Dinoera.com
В основе создания всех систематик и классификаций лежит сравнительный анализ связанных родством видов и оценка их сходства и различия по конкретным признакам. И классификация и филогения строятся на изучении естественных групп, сложившихся в природе, имеющих наборы признаков, которые можно обнаружить у их общих предков.
Систематика — наука, решающая задачи естественной классификации организмов и изучением их взаимосвязей.
Классификация — группировка организмов сообразно с их родственными (филогенетическими) отношениями. Она включает таксономические категории. Родственные виды включаются в род, близкие роды объединяются в семейства, сходные семейства - в отряды, похожие отряды - в классы, классы - в типы, все типы составляют царство.
Таксономия — присвоение названий организмам или их группам.
Таксон — любая имеющая название группировка в линнеевской иерархии, группа организмов, обладающих заданной степенью однородности.
Ихнотаксон — таксон, основанный на окаменелых следах деятельности организма — следы ползания, отпечатки ног, норы, гнезда, копролиты, гастролиты, следы укусов и грызения и т.п.
Номенклатура — система наименований организмов, предложенная Карлом Линнеем. Название вида включает в себя два слова — название рода и собственно вида, т.е. используется бинарная номенклатура. Название вида всегда пишется вместе с названием рода и с маленькой буквы (в сокращенном виде — с первой буквой названия рода), например — Iguanodon anglicus или I. anglicus. Только видовое название организму не может быть присвоено. Таким образом, слово anglicus ничего не означает в Линнеевской системе. Название рода всегда пишется с заглавной буквы и тоже курсивом, например Iguanodon.
Название подвида пишется с маленькой буквы после названия вида — Psittacus erithacus timneh (Бурохвостый серый попугай). Категория подвида редко используется в палеонтологии.
Правило приоритета: используется только то правомерно образованное название вида или рода, которое было опубликовано первым, даже если разница насчитывает только один или несколько дней.
Если вид установлен достоверно, применяется закрытая номенклатура, например, Asaphus cornutus. В случае приближенных видовых определений используется открытая номенклатура. Основными вариантами открытой номенклатуры являются:
species — неопределимый до вида (Asaphus sp.);
conformis — сходный по форме (Asaphus cf. cornutus);
affinis — близкий или родственный (Asaphus aff. cornutus);
ex grege — из группы (Asaphus ex gr. cornutus).
Существуют некоторые дополнительные латинские термины, которые располагаются после названия рода и вида и заключены в квадратные скобки:
[nomen dubium] — сомнительный таксон, который базируется на недостаточном или недиагностическом материале.
[nomen nudum] — сомнительное название, которому не назначен материал или неофициальное название, не соответствующее международным правилам.
in partim — частично, означает, что для определения данного вида используется часть находки, ошибочно описанной под другим названием.
Если состояние материала или другие причины не позволяют определенно расположить таксон, перед его названием ставится латинский термин
incertae sedis — неуверенное положение, вставной таксон точная классификационная позиция которого неуверенна.
Вид — наименьшая таксономическая категория организмов. Это группа родственных между собой организмов, имеющих общее происхождение. Входящие в состав вида организмы способны скрещиваться друг с другом на протяжении более одного поколения, но обычно не способны к скрещиванию с особями из других видов (репродуктивно изолированы от других видов). Вид имеет четкие границы во времени и пространстве. Каждому виду присваивается типовой экземпляр. Образованию видов способствует, в первую очередь, географическая изоляция.
Род — таксономическая единица, стоящая выше вида в ботанической и зоологической классификации. Род включает в себя один или несколько сходных видов. Каждый род имеет типовой вид. Все другие разновидности назначаются к данному роду на основе их подобия типовому виду.
Голотип — это отдельный экземпляр, назначенный несущим название вида или подвида, или единственный экземпляр на котором основан таксон, если другие типы видов отсутствуют. Проще говоря, первоначальный экземпляр разновидности. Для краткости употребляется как “типовой вид”.
Аллотип — экземпляр противоположного пола к голотипу.
Неотип — отдельный экземпляр, определенный как несущий название номинальной разновидности, когда считается что голотип не существует.
Лектотип — номенклатурный тип вида, выбранный из аутентичного (подлинного) материала, на котором основан таксон не автором первоописания, а последующим исследователем. Лектотип всегда выбирается из образцов, процитированных при первоописании.
Паратип — образец, цитируемый в описании помимо голотипа, обычно с пометкой «паратип» либо в рубриках «изученные образцы», «исследованные образцы» и т. п.; (экземпляр), имеющий те же систематические признаки, что и голотип; вторично описанный, но под другим названием, таксон.
Синтип — любой из двух или нескольких образцов нового таксона, цитируемых автором в описании, если не указан голотип.
Один или несколько близких родов объединяются в семейство, далее следуют порядки, классы, отделы, царства. Название семейства и всех более высоких таксонов также пишется с большой буквы, но не курсивом.
Для большинства высших таксономических категорий пока нет строгого определения.
Тип (отдел) — наивысший систематический таксон, для которого можно указать общий план строения.
Царством называется часть живой природы, занимающая определенное место в глобальной экологии. Царство единым планом строения не обладает и определяется только как экологическое целое.
Основные категории классификации:
домен
царство
раздел
тип
класс
когорта
отряд
фаланга
семейство
триба
род
вид
Для наименования многочисленных промежуточных группировок используются дополнительные категории, образуемые добавлением приставок к основным и повышающих или понижающих их уровень, например:
супер-
над-
под-
инфра-
микро-
Наиболее употребимые окончания таксономических единиц:
Для животных:
отряд (-ida)
подотряд (-ina)
надсемейство (-oidea)
семейство (-idae)
подсемейство (-inae)
триба (-ini)
Для растений:
отдел (-phyta)
класс (-opsida)
подкласс (-dae)
порядок (-ales)
семейство (-aceae)
Выше уровня отряда окончания названий таксонов не стандартизированы.
ЛИННЕЕВСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
| Карл Линней |
Научную биологическую классификацию основал Карл Линней (1707–1778), доктор медицины из Швеции. В возрасте 28 лет он опубликовал первое издание своей “Systema Naturae”, содержащей ее основы. С начала систематики в XVIII столетии и почти до нашего времени (всего несколько десятилетий назад), Линнеевская классификация была единственной формой классификации. Это — иерархическая система, основанная на аналогии устройства Римской армии.
В этой системе каждый организм классифицируется в ряде таксонов от наиболее объединяющего (царство) до разновидности (вида). Каждая разновидность идентифицирована Линнеевским двучленным названием, включающим название рода и вида (например, люди принадлежат роду Homo и виду Homo sapiens).
Линнеевская система использовала следующие главные категории, от наиболее объединяющих до наименее объединяющих включительно: царство, тип, класс, отряд, семейство, род, вид.
Ранние Линнеевские классификации не отражали филогенетические отношения либо потому что они не были известны, либо из-за желания систематиков классифицировать вместе животных, выглядящих сходно, скорее чем связанных родственными взаимоотношениями. Так, например, традиционный класс Рептилии является парафилетической группой потому что он включал всех ранних амниот, чешуйчатых, крокодилов, ранних родственников млекопитающих, но исключал самих млекопитающих и птиц. Класс Рептилии включал эктотермичных (холоднокровных) четвероногов, которые были покрыты эпидермальной чешуей. Причиной для исключения млекопитающих и птиц от рептилий было то, что они выглядели иначе: например, они — эндотермы, и были покрыты шерстью или перьями вместо чешуи.
КЛАДИСТИКА
Теперь обсудим второй тип классификации, называемый филогенетической систематикой, или кладистикой. В основном она разработана немецким эволюционистом Вилли Хеннингом в 1966 году и развита его последователями.
| Вилли Хеннинг |
Филогения — это эволюционная история группы организмов, их развитие во времени. Она основана на классификации организмов по общности происхождения, основанной на ветвлении эволюционного генеалогического дерева, то есть на эволюционной истории организмов. Этот второй метод классификации необходим для непосредственного отражения филогении или родственных отношений. Это означает, что мы должны использовать только таксоны, включающие предка и всех его потомков. Такой таксон называется клэдом. Организмы, имеющие общих предков имеют сходные особенности. Клэд — это монофилетический таксон. Эти два выражения — синонимы.
| Филогенетические схемы |
Филогенетические деревья имеют слишком много узлов (разветвлений) и могут часто изменяться, поэтому для них не применяются иерархические названия. Кладистика отвергает все линнеевские категории выше рода.
Только монофилетические таксоны, содержащие одного предка и всех его потомков называются клэдами.
Монофилетический — таксон или монофилетическая группа организмов, включающая в себя всех потомков последнего общего предка и его самого. Также называется природной группой или клэдом.
Многие из старых таксонов — не являются клэдами. Они называются парафилетическими таксонами.
Парафилетический — таксон, который включает в себя не всех потомков общего предка. Получается из монофилетической группы при изъятии из ее состава одной или нескольких оконечных групп. Парафилетический таксон, обычно, невозможно охарактеризовать уникальными синапоморфиями, потому что их общие свойства унаследованы от более отдалённых предков, чем ближайший общий предок представителей таксона или возникли у разных представителей независимо. К таким таксонам относятся Reptilia, Pisces (рыбы), Osteichthyes (костные рыбы), Dinosauria (в старом смысле, исключающем птиц).
В литературе встречаются также многофилетические или полифилетические таксоны. Они еще хуже, так как включают виды или группы видов, происходящих от более, чем одного предка.
Полифилетический — таксон, включающий представителей, произошедших от разных предков. Выделение такой группы обычно происходит из-за поверхностного сходства, возникшего конвергентно или параллельно. Такой таксон не включает наиболее близкого общего предка включенных в него организмов и потому не является валидным.
Большинство событий видообразования происходит дихотомическим способом; одна разновидность разделяется на две. Это явление критическое для филогенетического анализа, потому что показывает историю развития животных как ряд ветвящихся событий.
Одна из главных слабостей кладистической системы — это игнорирование последовательности окаменелостей в стратиграфическом отчете.
ТЕРМИНЫ КЛАДИСТИКИ
Основные термины, используемые в филогенетической классификации:
Гомология: какие-либо структуры гомологичны, если они произошли от одной и той же структуры общего предка сравниваемых организмов, даже если в настоящее время они выполняют разные функции. К примеру, крыло птицы и передние лапы крокодила гомологичны, потому что они получены от руки предкового архозавра.
Аналогия: схожие структуры, которые выполняют одинаковую функцию, но имеют разное происхождение и были развиты независимо. Например, крыло птицы и крыло пчелы не получены от крыла у отдаленного общего предка птиц и пчел. Поэтому они — аналогичные структуры.
Гомойология: сходство гомологичных органов, вторично усиленное приспособлениями к сходным функциям, независимо приобретёнными в ходе параллельной эволюции родственных групп организмов. Таким образом, гомойология представляет собой аналогию гомологичных органов. При гомойологии сходство органов бывает очень близким, но оно лишь отчасти унаследовано от общих предков, а в значительной степени развилось вторично. Например, таково сходство резцов у грызунов и зайцеобразных — эти зубы увеличены, имеют характерную долотообразную форму, постоянно растут и способны к самозатачиванию.
Синапоморфия: разделенная развитая особенность или характеристика. Разделенная означает, что по крайней мере два таксона должны обладать этой особенностью. Развитая указывает, что это должна быть особенность, которая появилась незадолго до возникновения таксонов, которые ей обладают. Например, лошади, и зебры имеют единственный функциональный палец в каждой конечности. Это — современная особенность, и другие млекопитающие не имеют ее. Поэтому, присутствие одного функционального пальца у лошадей и зебр — синапоморфия. Также живорождение и кормление грудью характеризует всех плацентарных млекопитающих, но отсутствует у других групп.
Симплезиоморфия: разделенная примитивная особенность. Под примитивностью подразумевается, что это старая особенность, которая присутствует и у других животных, кроме сравниваемых. Например, лошади и зебры имеют шерсть, но она есть и у тигров, медведей, кенгуру, и большинства других млекопитающих. Поэтому, присутствие шерсти у лошадей и зебр — симплезиоморфия. Также откладывание яиц — свойственно птицам и однопроходным, но отсутствует у приматов.
Плезиоморфные признаки — унаследованные, примитивные.
Апоморфные признаки — производные, развившиеся, прогрессивные.
Гомоплазия или сходимость: разделенная особенность, которая развилась независимо, по крайней мере, в двух линиях происхождения. Например, крыло птиц было развито независимо от крыла летучих мышей. Поэтому присутствие крыла в этих двух таксонах — гомоплазия.
Аутапоморфия: развитая уникальная характеристика, не встречающаяся в других группах. Она указывает, что животное отличается от других организмов и имеет диагностическое значение. Пример —удлиненный третий палец обезьянки ай-ай (Daubentonia madagascariensis), который не присущ никаким другим живущим приматам.
Внешняя группа: — таксон, который не является частью рассматриваемого, но должен быть к нему близок.
Дивергенция: — в эволюционном учении — расхождение признаков организмов в ходе эволюции разных филетических линий, возникших от общего предка. Дивергенция возникает в результате острой внутривидовой конкуренции, дизруптивного отбора, а также изоляции.
Обновлено 21.01.2018
dinoera.com
Высшие категории (таксоны), их смысл и иерархия
Таксономические категории со времен Линнея располагаются в определенном иерархическом порядке.
Линней различал в царстве животных только пять категорий: класс, отряд, род, вид и вариацию. В результате роста числа известных животных появилась необходимость более детального подразделения и пришлось ввести категории семейства и типа. Линнеевская категория «вариация» была отменена, поскольку под этим термином понимались разные систематические категории от индивидуального отклонения до подвида. В настоящее время основная иерархия таксономических категорий, расположенных по убывающей, выглядит следующим образом:
Царство → Тип → Класс → Отряд → Семейство → Род → Вид
По мере необходимости между этими категориями устанавливают промежуточные — подцарство, подтип, надкласс, подкласс, надсемейство, подсемейство, триба, подрод и подвид. Использование латинских названий категорий, как это предложил Линней, оказалось чрезвычайно удобным, сделав их интернациональными и понятными зоологам всех стран.
По правилам номенклатуры названия таких таксономических категорий, как надсемейство, семейство, подсемейство и триба, должны иметь определенные окончания. Так, стандартными окончаниями являются: для надсемейств — oidae, для семейств — idae, подсемейств — inae, трибы — ini. Категории выше надсемейства стандартных окончаний в зоологической систематике не имеют.
Высшими являются все категории выше вида. Их можно определить следующим образом: высшая категория — это класс, в который помещают все таксоны, имеющие в иерархической классификации одинаковый ранг.
Первое научное объяснение высшим категориям дал Дарвин, указавший на то, что естественная система представляет генеалогическое распределение существ, как в родословном древе, а размер изменений, характерных для разных групп, выражается в размещении их по родам, семействам, отрядам и классам. В ходе эволюции за геологическое время род может превратиться в семейство и т. д. Ранг высшей категории достигается в процессе эволюции.
Таксоны выше уровня семейства, как правило, четко отграничены и отделены друг от друга явным разрывом. Так, невозможно спутать представителей, скажем, стрекоз и жуков, класса птиц и амфибий и т. д. Тем не менее ранг высших таксонов определить затруднительно, и нередко зоологи считают, что мерила для объективной оценки ранга таксонов пока еще не найдено. Однако реальное существование родов, семейств и других высших таксонов несомненно.
Низшей среди высших категорий является род. Род — это таксономическая категория, включающая один вид или монофилетическую группу видов, отделенную от других родов явным разрывом. Виды одного рода имеют целый ряд общих признаков, которые коррелированы между собой. Поэтому диагностировать род по одному единственному признаку, как правило, не удается. Из самого определения рода следует вывод о том, что родовой таксон представляет собой филогенетическую единицу, т. е. все его виды происходят от общего предка. В то же время род — это и экологическая единица, состоящая из видов, адаптированных к определенному образу жизни. Род имеет экологическую нишу, более широкую, чем ниши входящих в него видов. Примером этого является подразделение семейства тетеревиных птиц на роды: Рябчик (Bonasa), Дикуша (Falcipennis), Глухарь (Tetrao), которые отличаются токованием, питанием в зимнее время (рябчик питается почками, сережками и концевыми побегами березы и ольхи, дикуша хвоей ели и пихты, а глухарь — хвоей сосны), размерами, массой, окраской оперения и другими признаками.
Роды объединяются в более высокую таксономическую категорию — семейство. Определение семейства сходно с определением рода: семейство — таксономическая категория, содержащая один род или монофилетическую группу родов и отделенная от других семейств явным разрывом. В еще большей степени, чем роду, семейству присущи определенные адаптивные признаки, которые позволяют ему обитать в определенной нише или адаптивной зоне. Так, например, семейство жуков-плавунцов включает водных хищников, а семейство жуков-усачей — наземных ксилофагов. Ареалы семейств обычно имеют большие размеры, чем ареалы родов. Это объясняется тем, что их филогенетический возраст более древний, чем возраст родов. Вследствие этого семейства имели больше времени для расселения. Многие из них являются всесветно распространенными (например, жуки-листоеды) и обычно на всех материках занимают сходные ниши.
Таксоны выше уровня семейств (отряды, классы и типы) представляют собой главные ветви филогенетического древа. Их основные признаки исторически возникли очень давно н не сводятся к частным приспособлениям. Конечно, за время эволюции на основные структурные типы этих таксонов успели наложиться разнообразные адаптивные модификации, однако нет сомнения в том, что орел, утка или дятел относятся к одному классу птиц, так же как лев, белка и суслик — к классу млекопитающих. Более детальное исследование таксонов высокого ранга в ряде случаев вынуждает устанавливать промежуточные категории: более крупные — надклассы, надотряды, надсемейства или более мелкие — подклассы, подотряды, подсемейства.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
