Принципы классификации  организмов. Искусственные, естественные, филогенетические системы. Современная классификация органического мира. Таксономические единицы. Вид как единица  классификации.

Систематика  наука, изучающая разнообразие всех существующих и вымерших организмов. Считается, что в настоящее время на Земле существует около 500 тысяч видов растений и около 2 млн. видов других живых организмов.

Задачи систематики  выявление, описание и классификация организмов в систему.

 Разделы систематики  таксономия, номенклатура и филогенетика.

 Таксономия  теория и практика классификации организмов, т.е. распределение всех известных на настоящий момент организмов по определенной системе соподчиненных категорий на основании их сходства и различий. Сходство и различия устанавливаются с помощью различных методов и оцениваются по специально разработанным критериям.

Номенклатура  совокупность всех существующих названий таксонов. Филогенетика изучает историческое развитие мира живых организмов (филогенез) и родство организмов в ходе этого развития.

Основные понятия систематики  таксоны и таксономические категории. Таксономические категории  определенные уровни в иерархической классификации. Таксоны  конкретные группы организмов, реально существующих или существовавших ранее.

Основным таксоном, объединяющим особей, наиболее близких друг к другу, является вид (species). Растения, используемые человеком, должны быть определены до вида, иногда еще точнее.

Первое определение вида дано Линнеем. Линней считал виды постоянными и неизменными.

До настоящего времени нет единого общепринятого определения вида, в равной степени подходящее как растениям, размножающимся половым путем, так и растениям, размножающимся бесполым путем или вегетативно. Приведем одно из современных определений.

Вид  группа особей, сходных по морфологическим, физиологическим, биохимическим и др. признакам, свободно скрещивающихся между собой, дающих плодовитое потомство и проживающих на определенной территории, называемой ареалом.

Внутри вида могут быть разновидности, подвиды, которые в процессе эволюции могут давать новые виды. Какой бы большой ни была внутривидовая изменчивость, внутри вида все равно есть непрерывный ряд форм, в то время как между даже близкими видами, как правило, существует дискретность, нет переходных форм. Виды различаются не только по внешним признакам, но и по условиям существования. Обычно имеются барьеры для скрещивания.

Роды могут быть поли, олиго и монотипные. Могут делиться на секции и подроды.

Виды объединяются в роды. Род (genus)  более высокая таксономическая категория, объединяющая группу родственных видов. Для всех таксонов, начиная с рода, имеются научные названия, состоящие из одного латинского слова (униноминальные). Для видов же приняты биноминальные названия, состоящие из двух латинских слов: первое слово  название рода, к которому относится данный вид; второе  видовой эпитет. Например, подорожник большой, крапива двудомная и т.д. Введена такая бинарная номенклатура Карлом Линнеем в 1753 г.

Таксономические категории более высокого ранга:

Семейство (familia), включающее один или несколько родов. Название семейства образуется из названия рода с окончанием  асеае, например, Convallaria  Convallariaceae.

Порядок (ordo)  систематическая категория, включающая несколько семейств. Называется с окончанием  ales.

Класс (classis)  значительно более высокая таксономическая категория. Число классов не большое. Например, у покрытосеменных два класса  Однодольные и Двудольные. Для классов принято окончание  psida, но допускается употребление давно установившихся названий без этого окончания. Например, двудольные можно называть Magnoliopsida или Dicotyledones.

Самая крупная таксономическая единица в царстве растений  отдел (divisio). Отделы называются с окончанием phyta и отличаются друг от друга фундаментальными признаками. Располагаются в порядке эволюционного усложнения.

Таким образом, любая система состоит из таксономических единиц, расположенных иерархически. Если мы называем уровни этой иерархии, то это таксономические категории. Если же мы подразумеваем конкретное содержание выделенных групп, то это таксоны.

Первые системы появились еще до нашей эры, но до сих пор не создана общепринятая система, которая содержала бы максимум возможной биологической информации. Это  актуальная задача биологии. Существуют искусственные, естественные и генеалогические системы растений.

Искусственные системы строятся на основе одного или нескольких случайно взятых признаков. Наиболее известная из них  система Линнея. Растительный мир был разделен им на 24 класса на основе количества тычинок и особенностей тычиночного комплекса. К достоинствам этой системы можно отнести возможность ее применения на практике для узнавания растений в природе. Карл Линней впервые дал понятие рода и вида, ввел бинарную номенклатуру, описал около 10 тыс. видов, распределив их в 1000 с лишним родов. Этот его труд не утратил своего значения до настоящего времени. Но вместе с тем система Линнея была искусственной, поэтому в один класс попадали растения, весьма далекие друг от друга, например, рис и капуста, т.к. они имеют по 6 тычинок.

В отличие от искусственных, естественные системы учитывают при классификации сходство и различия по многим признакам одновременно. Первая из таких систем создана Антуаном Жюссье в конце 18 века (1789 г). В ней он выделяет естественные группы двудольных, однодольных, хвойных и бессемядольных (грибы, водоросли, мхи, папоротники, а также наядовые).

Еще более разработана система Декандолля, которая впервые учитывала в классификации анатомическое строение растений (1824  1874 г.). Система Дж. Гукера и Дж. Бентама (1883 г.) является логическим развитием системы Декандолля, но охватывает большее количество растений, а также отличается оценкой беспокровных цветков как редуцированных, вторичных, а не первичных.

Идея развития от простого к сложному, т.е. зачатки эволюционной теории были положены в основу некоторых додарвиновских систем. Такова система Ламарка, а также система русского ботаника П.Ф.Горянинова (1834 г.), который считал, что родственные таксоны имеют общее происхождение. Система Горянинова начинается с грибов и достаточно правильно с современной точки зрения располагает отделы высших растений в порядке их возникновения и развития.

В основе всех естественных систем лежит представление о неизменности видов. В конце 19 века после внедрения эволюционной теории Дарвина появились генеалогические системы. Они построены на филогенетической основе, т.е. учитывают историческое родство организмов. Различают эволюционные системы, отражающие конечные результаты эволюционного развития, и филогенетические системы, отражающие сам процесс филогенеза, т.е. возникновения таксонов в ходе эволюции.

В конце 19 века появилась и получила широкое распространение система А.Энглера. В ее основе лежит представление о первичности беспокровных однополых цветков, что в настоящее время оспаривается. Тем не менее, она является единственной системой, разработанной до уровня вида, поэтому применяется до настоящего времени: в большинстве гербариев мира растения расположены по этой системе, 30томник "Флора СССР" также был издан на основе этой системы.

Еще в 1875 году А.Браун выдвинул идею примитивности цветков магнолиевых и вторичности безлепестных цветков. Эта идея легла в основу многих современных систем: Ч.Бесси, Х.Гоби, Дж. Хатчинсона (начало 20 века). Несколько особняком стоит система А.А. Гроссгейма, в которой нет деления на классы однодольных и двудольных, что очень спорно.

Вышеназванные системы касаются покрытосеменных. Общепринятой системы до сих пор не существует. Нами в курсе систематики покрытосеменных используется система А.Л.Тахтаджяна.

Для создания современных систем применяются различные методы: сравнительноморфологический, сравнительноанатомический, сравнительноэмбриологический, палинологический, географический, экологогенетический, кариологический, гибридологический, цитологический, серодиагностический, хемотаксономический, палеоботанический и др.

Рассмотрим современную систему, касающуюся самых высоких таксонов: надцарств, царств, подцарств, отделов.

Все многообразие органического мира делится на 2 надцарства:

1. Надцарство доядерных организмов (Procaryota).

2. Надцарство ядерных организмов (Eucaryota)

Прокариоты резко отличаются от эукариот особенностями метаболизма. Многие из них способны к фиксации атмосферного азота. Существуют анаэробные прокариоты.

Прокариоты  первые организмы, появившиеся на Земле приблизительно 3,23,3 млрд лет назад. Включают 2 царства: Вирусы и Дробянки.

В царстве Дробянок 3 подцарства: Археобактерии, Настоящие бактерии и Оксифотобактерии.

Надцарство ядерные организмы. Eucaryota. Разделяют на царства: животных (Animalia), грибов (Mycоta или Fungi) и растений (Vegetabilia или Plantae).