Подписаться

Таксономия (биология)

Последняя правка сделана 2021-06-09 11:10:56 Править
Наука именования, определение и классификация организмов

В биологии, таксономии (от древнегреческого τάξις (taxis ) ' расположение ', и -νομία (-nomia )' метод ') - это научное исследование наименования, определения (описывая ) и классифицируя группы биологических организмов на основе общих характеристик. Организмы сгруппированы в таксоны (единственное число: таксон), и этим группам присвоен таксономический ранг ; группы данного ранга могут быть объединены в супергруппу более высокого ранга, создавая таким образом таксономическую иерархию. Основные ранги в современном использовании: домен, царство, тип (разделение иногда используется в ботанике вместо типа), класс, порядок, семейство, род и виды. Шведский ботаник Карл Линней считается основателем нынешней системы таксономии, поскольку он разработал систему, известную как таксономия Линнея для категоризации организмов и биномиальная номенклатура для наименования организмов.

С появлением таких областей исследования, как филогенетика, кладистика и систематика, система Линнея превратилась в систему современной биологическая классификация, основанная на эволюционных отношениях между организмами, как живыми, так и вымершими.

Содержание

  • 1 Определение
    • 1.1 Монография и таксономическая редакция
    • 1.2 Альфа- и бета-таксономия
    • 1.3 Микротаксономия и макротаксономия
  • 2 История
    • 2.1 Прелиннеевская
      • 2.1.1 Ранние систематики
      • 2.1.2 Древние времена
      • 2.1.3 Средневековье
      • 2.1.4 Ренессанс и раннее Новое время
    • 2.2 Линнеевская эпоха
  • 3 Современная система классификации
    • 3.1 Царства и владения
    • 3.2 Последние всеобъемлющие классификации
  • 4 Применение
    • 4.1 Классификация организмов
    • 4.2 Таксономические описания
    • 4.3 Цитирование авторов
  • 5 Фенетика
  • 6 Базы данных
  • 7 См. Также
  • 8 Примечания
  • 9 Ссылки
  • 10 Библиография
  • 11 Внешние ссылки

Определение

Точное определение таксономии варьируется от источника к источнику, но суть дисциплины остается: концепция, наименование, и классификация групп организмов. В качестве ориентира ниже представлены недавние определения таксономии:

  1. Теория и практика группирования особей в виды, объединения видов в более крупные группы и присвоения этим группам названий, таким образом производя классификацию.
  2. Поле науки (и основной компонент систематики ), которая включает описание, идентификацию, номенклатуру и классификацию
  3. Наука классификации, в биологии расположение организмов в классификации
  4. «Наука о классификации применительно к живым организмам, включая изучение способов образования видов и т. Д.»
  5. «Анализ характеристик организма с целью классификации»
  6. "Систематика изучает филогению, чтобы предоставить образец, который может быть переведен в классификацию и названия более всеобъемлющей области таксономии »(внесено в список как желательное, но необычное определение)

В различных определениях таксономия либо помещается в подгруппу -область систематики (де Finition 2), инвертировать это отношение (определение 6) или, по-видимому, считать эти два термина синонимичными. Существуют некоторые разногласия относительно того, считается ли биологическая номенклатура частью таксономии (определения 1 и 2) или частью систематики вне таксономии. Например, определение 6 сочетается со следующим определением систематики, которое выводит номенклатуру за пределы таксономии:

  • Систематика: «Изучение идентификации, таксономии и номенклатуры организмов, включая классификацию живых существ с учетом их естественных взаимоотношений. и изучение вариации и эволюции таксонов ».

Целый набор терминов, включая таксономию, систематическую биологию, систематику, биосистематику, научную классификацию, биологическую классификацию и филогенетика иногда имела перекрывающиеся значения - иногда одинаковые, иногда немного разные, но всегда связанные и пересекающиеся. Здесь используется самое широкое значение слова «таксономия». Сам термин был введен в 1813 г. де Кандоль в его Théorie élémentaire de la botanique.

Монография и таксономическая редакция

A таксономическая редакция или таксономический обзор представляет собой новый анализ моделей изменчивости в конкретном таксоне. Этот анализ может быть выполнен на основе любой комбинации различных доступных типов признаков, таких как морфологические, анатомические, палинологические, биохимические и генетические. монография или полная редакция - это редакция, которая является исчерпывающей для таксона в отношении информации, данной в определенное время и для всего мира. Другие (частичные) версии могут быть ограничены в том смысле, что они могут использовать только некоторые из доступных наборов символов или иметь ограниченный пространственный диапазон. Пересмотр приводит к подтверждению или новому пониманию взаимосвязей между субтаксонами в рамках изучаемого таксона, что может привести к изменению классификации этих субтаксонов, идентификации новых субтаксов или слиянию предыдущих субтаксов.

Альфа- и бета-таксономия

Термин «альфа-таксономия » сегодня в основном используется для обозначения дисциплины поиска, описания и наименования таксонов, особенно виды. В более ранней литературе этот термин имел другое значение, относящееся к морфологической таксономии и результатам исследований конца XIX века.

Уильям Бертрам Таррилл ввел термин «альфа-таксономия» в серии статей. опубликовано в 1935 и 1937 годах, в котором он обсуждал философию и возможные будущие направления таксономии.

... среди систематиков растет желание рассмотреть свои проблемы с более широких точек зрения, исследовать возможности более тесного сотрудничества. совместно со своими цитологическими, экологическими и генетическими коллегами и признать, что некоторый пересмотр или расширение, возможно, радикального характера, их целей и методов, может быть желательным... Туррилл (1935) предположил, что, принимая старую бесценную таксономию, основанная на структуре и удобно обозначенная как «альфа», можно получить представление о далекой таксономии, построенной на максимально широкой основе морфологических и физиологических фактов, и тот, в котором «находится место для всех данных наблюдений и экспериментов, относящихся, пусть даже косвенно, к конституции, подразделению, происхождению и поведению видов и других таксономических групп». Можно сказать, что идеалы никогда не могут быть реализованы полностью. Однако они обладают огромной ценностью действовать как постоянные стимуляторы, и если у нас есть какой-то, даже нечеткий, идеал таксономии «омега», мы можем немного продвинуться вниз по греческому алфавиту. Некоторым из нас нравится думать, что мы сейчас нащупываем «бета» таксономию.

Таким образом, Туррилл явно исключает из альфа-таксономии различные области исследования, которые он включает в таксономию в целом, такие как экология, физиология, генетика и цитология. Далее он исключает филогенетическую реконструкцию из альфа-таксономии (стр. 365–366).

Более поздние авторы использовали этот термин в другом смысле, чтобы обозначить разграничение видов (не подвидов или таксонов других рангов), используя любые доступные исследовательские методы, включая сложные вычислительные или лабораторные методы. Так, Эрнст Майр в 1968 году определил «бета-таксономию » как классификацию рангов выше видов.

Понимание биологического значения вариаций и эволюционного происхождения групп родственных видов еще более важно для второго этапа таксономической деятельности, разделения видов на группы родственников («таксонов») и их расположение в иерархии более высоких категорий. Эта деятельность - то, что обозначает термин "классификация"; ее также называют «бета-таксономией».

Микротаксономия и макротаксономия

Определение видов в определенной группе организмов порождает практические и теоретические проблемы, которые называются проблема вида. Научная работа по определению видов называется микротаксономией. В более широком смысле, макротаксономия - это изучение групп более высоких таксономических рангов, подрода и выше.

История

Хотя некоторые описания таксономической истории пытаются датировать таксономию до древних цивилизаций., по-настоящему научная попытка классификации организмов не предпринималась до 18 века. Ранние работы были в основном описательными и касались растений, которые были полезны в сельском хозяйстве или медицине. В этом научном мышлении есть несколько этапов. Ранняя таксономия была основана на произвольных критериях, так называемых «искусственных системах», включая систему половой классификации Линнея. Позже появились системы, основанные на более полном рассмотрении характеристик таксонов, именуемых «естественными системами», такими как системы де Жюссье (1789), де Кандолля (1813) и Бентама и Хукер (1862–1863). Это было до эволюционного мышления. Публикация книги Чарльза Дарвина О происхождении видов (1859 г.) привела к новым взглядам на классификацию, основанную на эволюционных отношениях. Это была концепция филетических систем, начиная с 1883 года. Типичным примером такого подхода являются подходы Эйхлера (1883) и Энглера (1886–1892). Появление молекулярной генетики и статистической методологии позволило создать в современную эпоху «филогенетические системы», основанные на кладистике, а не только на морфологии

.

Pre-Linnaean

Ранние систематики

Именование и классификация нашего окружения, вероятно, имели место с тех пор, пока человечество могло общаться. Всегда было важно знать названия ядовитых и съедобных растений и животных, чтобы передать эту информацию другим членам семьи или группы. Иллюстрации лекарственных растений появляются на египетских настенных росписях ок. 1500 г. до н.э., что указывает на понимание использования различных видов и наличие базовой таксономии.

Древние времена

Описание редких животных (写生 珍禽 图) династии Сун художник Хуан Цюань (903–965)

Организмы впервые были классифицированы Аристотелем (Греция, 384–322 до н.э.) во время его пребывания на Остров Лесбос. Он классифицировал существа по их частям или, говоря современным языком, по признакам, таким как живорождение, наличие четырех ног, откладывание яиц, наличие крови или теплоту тела. Он разделил все живое на две группы: растения и животных. Некоторые из его групп животных, такие как Anhaima (животные без крови, переведенные как беспозвоночные ) и Enhaima (животные с кровью, примерно позвоночные ), а также такие группы, как акулы и китообразные до сих пор широко используются. Его ученик Теофраст (Греция, 370–285 до н.э.) продолжил эту традицию, упомянув около 500 растений и их использование в своей Historia Plantarum. Опять же, некоторые группы растений, все еще признанные в настоящее время, могут быть прослежены до Теофраста, такие как Cornus, Crocus и Нарцисс.

Средневековый

Таксономия в Средние века в значительной степени основывались на аристотелевской системе с дополнениями, касающимися философского и экзистенциального порядка существ. Сюда входили такие концепции, как Великая цепь бытия в западной схоластической традиции, опять же, в конечном счете, унаследованная от Аристотеля. Аристотелевская система не классифицирует растения или грибы из-за отсутствия микроскопа в то время, поскольку его идеи основывались на организации всего мира в едином континууме согласно scala naturae (естественная лестница). Это тоже принималось во внимание в Великой цепи бытия. Успехи были достигнуты такими учеными, как Прокопий, Тимофей Газский, Деметриос Пепагомен и Фома Аквинский. Средневековые мыслители использовали абстрактные философские и логические категоризации, более подходящие для абстрактной философии, чем для прагматической систематики.

Ренессанс и раннее Новое время

В Ренессанс, Эпоха Разум и Просвещение, категоризация организмов стала более распространенной, а таксономические работы стали достаточно амбициозными, чтобы заменить древние тексты. Иногда это приписывают разработке сложных оптических линз, которые позволили изучать морфологию организмов гораздо более подробно. Одним из первых авторов, воспользовавшихся этим технологическим скачком, был итальянский врач Андреа Чезальпино (1519–1603), которого назвали «первым систематиком». Его magnum opus De Plantis вышел в 1583 году и описал более 1500 видов растений. Два больших семейства растений, которые он впервые обнаружил, все еще используются сегодня: сложноцветные и брассовые. Затем в 17 веке Джон Рей (Англия, 1627–1705) написал много важных таксономических работ. Возможно, его величайшим достижением был Methodus Plantarum Nova (1682), в котором он опубликовал подробную информацию о более чем 18 000 видов растений. В то время его классификации были, пожалуй, самыми сложными, из когда-либо созданных любым систематиком, поскольку он основывал свои таксоны на множестве комбинированных признаков. Следующие важные таксономические работы были выполнены Жозефом Питтоном де Турнефором (Франция, 1656–1708). Его работа 1700 года, Institutiones Rei Herbariae, включала более 9000 видов в 698 родах, что напрямую повлияло на Линнея, поскольку это был текст, который он использовал в юности.

Линнеевская эпоха

Титульный лист книги. Systema Naturae, Leiden, 1735

Шведский ботаник Карл Линней (1707–1778) открыл новую эру таксономии. Своими основными работами Systema Naturae 1st Edition в 1735 году, Species Plantarum в 1753 году, он произвел революцию в современной систематике. В его работах реализована стандартизированная биномиальная система именования видов животных и растений, которая оказалась элегантным решением хаотичной и неорганизованной таксономической литературы. Он не только ввел стандарт класса, порядка, рода и вида, но также дал возможность идентифицировать растения и животных из своей книги, используя меньшие части цветка. Так родилась система Линнея, которая до сих пор используется по существу так же, как и в XVIII веке. В настоящее время систематики растений и животных считают работу Линнея «отправной точкой» для правильных названий (в 1753 и 1758 годах соответственно). Имена, опубликованные до этих дат, называются «предлиннеевскими» и не считаются действительными (за исключением пауков, опубликованных в Svenska Spindlar ). Даже таксономические названия, опубликованные самим Линнеем до этих дат, считаются предлиннеевскими.

Современная система классификации

Эволюция позвоночных на уровне классов, ширина веретена указывает количество семейств. Диаграммы веретена типичны для эволюционной таксономии Такая же взаимосвязь, выраженная в виде кладограммы типична для кладистики

В то время как Линней стремился просто создать легко идентифицируемые таксоны, идея Линнеевская таксономия как своего рода дендрограмма животных и растений царств была сформулирована в конце 18 века, задолго до «Происхождения видов». был опубликован. Среди ранних работ, исследующих идею трансмутации видов, были работы Эразма Дарвина 1796 года Зоономия и Жан-Батиста Ламарка Philosophie Zoologique 1809 года. Идея была популяризирована в англоязычном мире спекулятивным, но широко читаемым Остатки естественной истории сотворения мира, анонимно опубликованным Робертом Чемберсом в 1844.

С теорией Дарвина быстро появилось всеобщее признание, что классификация должна отражать дарвиновский принцип общего происхождения. Древо жизни представления стали популярными в научных работах, с включенными известными группами ископаемых. Одной из первых современных групп, связанных с ископаемыми предками, были птицы. Используя недавно обнаруженные окаменелости археоптерикса и Hesperornis, Томас Генри Хаксли объявил, что они произошли от динозавров, группы, официально названной Ричардом Оуэном. в 1842 году. Полученное в результате описание динозавров, «давших начало» или являющихся «предками» птиц, является основным признаком эволюционного таксономического мышления. По мере того как в конце 19 - начале 20 веков обнаруживалось и распознавалось все больше и больше групп окаменелостей, палеонтологи работали, чтобы понять историю животных на протяжении веков, связывая вместе известные группы. С современным эволюционным синтезом начала 1940-х гг. Возникло по существу современное понимание эволюции основных групп. Поскольку эволюционная таксономия основана на таксономических рангах Линнея, эти два термина в значительной степени взаимозаменяемы в современном использовании.

кладистический метод появился с 1960-х годов. В 1958 году Джулиан Хаксли использовал термин клад. Позже, в 1960 году, Каин и Харрисон ввели термин кладистический. Отличительной особенностью является упорядочение таксонов в иерархическое эволюционное дерево без учета рангов. Таксон называется монофилетическим, если он включает всех потомков предковой формы. Группы, из которых удалены дочерние группы, называются парафилетическими, а группы, представляющие более одной ветви древа жизни, называются полифилетическими. Международный кодекс филогенетической номенклатуры или Филокод предназначен для регулирования формального наименования клад. Линнеевские ранги будут необязательными в соответствии с Филокодом, который предназначен для сосуществования с текущими ранговыми кодами.

Царства и владения

Основная схема современной классификации. Можно использовать многие другие уровни; область, высший уровень в жизни, является одновременно новым и спорным.

Задолго до Линнея растения и животные считались отдельными царствами. Линней использовал это как высший ранг, разделив физический мир на царства растений, животных и минералов. По мере того, как достижения в области микроскопии сделали возможной классификацию микроорганизмов, число царств увеличилось, причем системы из пяти и шести царств были наиболее распространенными.

Домены - относительно новая группа. Впервые предложенная в 1977 г. трехдоменная система Карла Вёза стала общепринятой лишь позже. Одной из основных характеристик трехдоменного метода является разделение архей и бактерий, ранее сгруппированных в единое царство бактерий (царство, также иногда называемое Monera ), с Eukaryota для всех организмов, клетки которых содержат ядро ​​. Небольшое количество ученых включает шестое царство, Археи, но не принимает доменный метод.

Томас Кавалье-Смит, который опубликовал обширные публикации по классификации протистов, недавно предложил что Неомура, клады, объединяющие архей и эукарии, произошли от бактерий, точнее, от актинобактерий. Его классификация 2004 года рассматривала археобактерии как часть субцарства царства бактерий, то есть он полностью отверг трехдоменную систему. Стефан Лукета в 2012 году предложил систему «пяти доминионов», добавив Prionobiota (бесклеточную и без нуклеиновой кислоты) и Virusobiota (бесклеточную, но с нуклеиновой кислотой) к традиционным трем доменам.

Линней. 1735Геккель. 1866Чаттон. 1925Коупленд. 1938Уиттакер. 1969Везе и др.. 1990Кавальер-Смит. 1998Кавальер-Смит. 2015
2 королевства3 королевства2 империи 4 королевства 5 королевств 3 домена 2 империи, 6 королевств 2 империи, 7 королевств
(не лечится)Protista Prokaryota Monera Monera Бактерии Бактерии Бактерии
Archaea Archaea
Eukaryota Protoctista Protista Eucarya Protozoa Protozoa
Chromista Chromista
Vegetabilia Plantae Plantae Plantae Plantae Plantae
Грибы Грибы Грибы
Животные Животные Животные Животные Animalia Animalia

Последние всеобъемлющие классификации

Существуют частичные классификации для многих отдельных групп организмов, которые пересматриваются и заменяются по мере появления новой информации; однако исчерпывающие опубликованные исследования большей части или всей жизни встречаются реже; недавние примеры - это Adl et al., 2012 и 2019, который охватывает эукариот только с акцентом на протистов, и Ruggiero et al., 2015, охватывающий как эукариот, так и прокариот до ранга Порядка, хотя оба исключают ископаемых представителей. Отдельная подборка (Ruggiero, 2014) охватывает дошедшие до нас таксоны до ранга семейства. Другие методы обработки, основанные на базе данных, включают Энциклопедию жизни, Глобальный информационный фонд по биоразнообразию, таксономическую базу данных NCBI, Временный морской регистр и Неморские роды, Открытое Древо Жизни и Каталог Жизни. База данных палеобиологии - это источник окаменелостей.

Приложение

Биологическая таксономия является подразделом биологии и обычно практикуется биологами, известными как «систематики», хотя и увлеченными натуралистами также часто участвуют в публикации новых таксонов. Поскольку таксономия направлена ​​на описание и организацию жизни, работа, проводимая систематиками, имеет важное значение для изучения биоразнообразия и, как следствие, области природоохранной биологии.

Классификация организмов

Биологическая классификация - важнейший компонент таксономического процесса. В результате он информирует пользователя о предполагаемых родственниках таксона. В биологической классификации используются таксономические ранги, в том числе, среди прочего (в порядке от наиболее полного к наименее всеобъемлющему): Домен, Царство, Тип, Класс <223.>, Отряд, Семейство, Род, Вид и Штамм.

Таксономические описания

Типовой образец для Nepenthes smilesii, тропического растения-кувшина

«Определение» таксона заключено в его описание или диагноз, или оба вместе взятые. Не существует установленных правил, регулирующих определение таксонов, но наименование и публикация новых таксонов регулируется набором правил. В зоологии номенклатура для наиболее часто используемых рангов (от надсемейства до подвиды ) регулируется Международным кодексом. Зоологической номенклатуры (Кодекс МКЗН). В областях психология, микология и ботаника наименование таксонов регулируется Международным кодексом номенклатуры водорослей, грибов и растения (ICN).

Первоначальное описание таксона включает пять основных требований:

  1. Таксону должно быть присвоено название, основанное на 26 буквах латинского алфавита (бином для новых видов или одночленов для других рангов).
  2. Имя должно быть уникальным (т.е. не быть омонимом ).
  3. Описание должно быть основано хотя бы на одном номенклатуре тип образец.
  4. Он должен включать утверждения о соответствующих атрибутах либо для описания (определения) таксона, либо для дифференциации его от других таксонов (диагноз, Кодекс МКЗН, статья 13.1.1, МКЗ, статья 38). Оба кода намеренно отделяют определение содержания таксона (его ограничение ) от определения его названия.
  5. Эти первые четыре требования должны быть опубликованы в работе, которую можно получить во множестве идентичных копировать s, как постоянная научная запись.

Однако часто включается гораздо больше информации, например, географический диапазон таксона, экологические заметки, химия, поведение и т. д. То, как исследователи приходят к своим таксонам, варьируется: в зависимости от имеющихся данных и ресурсы, методы варьируются от простых количественных или качественных сравнений поразительных характеристик до детального компьютерного анализа больших объемов данных последовательности ДНК.

Цитирование автора

Слово "авторитет" может быть помещено после научного названия. Авторитет - это имя ученого или ученых, которые первым правомерно опубликовали это имя. Например, в 1758 году Линней дал азиатскому слону научное название Elephas maximus, поэтому это имя иногда пишут как «Elephas maximus Linnaeus, 1758». Имена авторов часто сокращаются: обычно используется аббревиатура L. от Linnaeus. В ботанике, по сути, существует регламентированный список стандартных сокращений (см. список ботаников по сокращению автора ). Система присвоения авторитетов немного отличается между ботаникой и зоологией. Однако стандартно, что если род вида был изменен с момента первоначального описания, первоначальное название источника помещается в скобки.

Фенетика

В фенетике, также известной как таксиметрия, или числовая таксономия, организмы классифицируются на основе общего сходства, независимо от их филогении или эволюционных отношений. Результатом является мера эволюционного «расстояния» между таксонами. Фенетические методы стали относительно редкими в наше время, в значительной степени вытесненными кладистическими анализами, поскольку фенетические методы не различают общие предковые (или плезиоморфные ) признаки от новых общих (или апоморфных) признаков. Однако некоторые фенетические методы, такие как соединение соседей, нашли свое применение в кладистике как разумное приближение филогении, когда более продвинутые методы (такие как байесовский вывод ) слишком затратны в вычислительном отношении..

Базы данных

Современная таксономия использует технологии баз данных для поиска и каталогизации классификаций и их документации. Хотя нет обычно используемой базы данных, существуют обширные базы данных, такие как Каталог жизни, в котором делается попытка перечислить все задокументированные виды. По состоянию на апрель 2016 года в каталоге было перечислено 1,64 миллиона видов для всех королевств, что соответствует охвату более трех четвертей оценочных видов, известных современной науке.

См. Также

Примечания

Ссылки

Библиография

Внешние ссылки

Найдите таксономию в Викисловаре, бесплатном словаре.
Викицитатник содержит цитаты, связанные с: Таксономия (биология)
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Таксономией (биологией).
В Викиисточнике есть оригинальные работы по этой теме: Таксономия
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: mail@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте