Систематика і вид в біології

Систематика і вид в біології

Починаючи з дитинства, коли люди тільки вчаться пізнавати навколишню дійсність, вони починають класифікувати об'єкти навколо себе, ділити їх на групи. Класифікація — фундаментальна властивість нашого мислення. Класифікації характерні для будь-якої науки: якщо ви займаєтесь органічною хімією, необхідна класифікація органічних речовин, ви ділите їх на білки, жири і вуглеводи. Якщо ви лінгвіст, необхідна класифікація мов: ви їх ділите на мовні групи. В кожній науці сукупність досліджуваних об'єктів потрібно поділити на групи і об'єднати їх в систему. Цим займається дисципліна систематика, в біології це біологічна систематика.

Біологічна систематика існує стільки, скільки існують спроби наукового пізнання живої природи. Одним з перших систематиків в античному світі був Аристотель, який написав працю «Історія тварин» — перший огляд різноманіття тварин на Землі. Він намагався ділити тварин на групи. Наприклад, на водоплавних і сухопутних, а сухопутних, в свою чергу, на літаючих і наземних.

Одні й ті ж об'єкти можна класифікувати за різними критеріями. Тварин можна ділити за розміром на мікрофауну і макрофауну, а можна ділити їх за типом харчування на травоїдних і хижаків. Рослини за життєвими формами — на трави, кущі, дерева. Можна класифікувати живі істоти за рідкісністю: на поширені, рідкісні і ті що знаходяться під загрозою зникнення. Ця класифікація потрібна для складання Червоної книги.

Будь-яка класифікація може бути корисною для практичної мети, але у всіх природознавчих науках вчені намагались розробити природну класифікацію, яка не була б придумана людиною для якоїсь мети, не була б штучною, а була б придумана самою природою, існувала завдяки об'єктивним законам навколишнього світу.

Хорошим прикладом природної класифікації є Періодична система хімічних елементів, таблиця Менделєєва. Хімічні елементи в ній розділені на групи і періоди не тому, що це зручно для якоїсь мети, а тому, що було відкрито об'єктивний закон, якому підпорядковуються хімічні елементи і завдяки якому їх можливо розділити на такі групи, об'єднавши в систему.

Біологи довгий час намагались розробити природну класифікацію, яка б існувала завдяки об'єктивним законам живої природи. Зараз практично всі визнають, що такою природною класифікацією в біології повинна бути еволюційна класифікація на основі спорідненості живих організмів один з одним. Ми об'єднуємо живі організми в групи з найближчими родичами в еволюційному сенсі, далі ці групи об'єднуємо в більші групи з більш далекими родичами і так далі, вибудовуючи ієрархію груп або таксонів за спорідненістю.

Якщо зобразити це графічно, така класифікація виглядатиме як еволюційне дерево, граф, в якому вітки будуть групами тварин або рослин, живих істот, і поділ віток означатиме те, що в якийсь момент часу відбувся еволюційний поділ цих груп.

Група найвищого рангу, найбільший таксон в сучасній біологічній систематиці називається доменом. Зараз виділяють три різних домени. Перший — еукаріоти. Це організми, в клітинах яких є ядро: рослини, гриби, тварини. Другий домен — бактерії, тобто одноклітинні організми без ядра. Третій домен — археї. Це одноклітинні прокаріоти, яких довгий час відносили до бактерій, але потім виявилось, що це інша група, яка відокремилась ще на зорі еволюції.

Всередині доменів виділяють таксони нижчого рангу: царства, типи, порядки, родини, роди. Базовою одиницею біологічної систематики є вид. Що таке вид в біології і на якій підставі потрібно об'єднувати живі істоти в види — абсолютно неоднозначне питання. У різний час на нього відповідали по-різному, і однозначної відповіді, напевно, ніколи й не буде. Можна виділити кілька основних концепцій того, що таке вид в біології.

Перша концепція типологічна. Перша вона в тому сенсі, що її використовували ранні біологи. Ця концепція говорить про те, що у кожного виду є якийсь образ типового представника, якийсь набір характерних рис, які є типовими ознаками представників цього виду. Є відома історія про те, як Платон визначив людину: «Людина — це двонога тварина без пір'я». Це класичний приклад типологічного визначення виду. В даному випадку двоногість і відсутність пір'я визначають певний образ представника цього виду.

Типологічна концепція виду тісно пов'язана з античними мислителями, з Платоном і Аристотелем, пов'язана з концепцією Платона про розділення світу ідей і світу реальних об'єктів: існують ідеальні сутності та реальні об'єкти, які є відображеннями цих сутностей. В типологічній концепції виду ідеальні сутності — це типові представники, а реальні особини, тварини, рослини повинні відповідати типовим представникам видів.

Друга концепція виду номіналістична. Вона говорить, що ніяких типових представників нам не потрібно, ніяких наборів характерних рис не потрібно для поділу видів, видів в природі не існує, а існують тільки реальні особини, рослини, тварини, які відрізняються один від одного. Ці відмінності ми можемо виміряти і на основі цих вимірів вже об'єднувати різні організми у види. Як ми об'єднуватимемо у види, залежить тільки від нас, ми вибираємо критерії. Види — це не реальні існуючі в природі одиниці, а конструкт, придуманий людиною, щоб розглядати подібні групи особин.

Існує третя концепція виду, яка зараз домінує, — це біологічна концепція виду, і вона базується на еволюційній ідеї, що бере початок від Чарльза Дарвіна. Біологічна концепція виду говорить, що види існують в реальності, це реальні одиниці, але критерії приналежності живих організмів до одного виду — це не відповідність типовому образу, а схрещуваність. Якщо організми здатні схрещуватись і давати плідне потомство, вони належать до одного виду, якщо не можуть — до різних.

Біологічна концепція виду непогано узгоджується з ідеєю природної еволюційної класифікації: якщо група живих істот з якихось причин перестає схрещуватись з іншими особинами цього виду (наприклад, якась популяція тварин переселилась у віддалене місце, виникла репродуктивна ізоляція), вони починають освоювати нові умови, адаптуватись до них, і з часом на еволюційному дереві може виникнути нове розгалуження, виникає новий вид. Цим і займається еволюційна систематика: з'ясовує положення груп живих істот на еволюційному дереві і їх спорідненість між собою.

В останні десятиліття у еволюційної систематики з'явився дуже потужний інструмент для цих завдань — методи аналізу ДНК, генетичні методи. Порівнюючи певні гени живих істот, можна досить точно визначити ступінь їх еволюційної спорідненості. Виникла геносистематика — напрямок, який займається класифікацією живих істот виключно на основі спорідненості їх генів.

Для біологічної систематики це означало справжній переворот, який триває досі. Класифікація під впливом генетичних методів дуже сильно змінилась: багато звичних таксонів змінили свій ранг, розділились на багато різних. Звичне всім царство найпростіших, царство одноклітинних еукаріот, зараз перестало існувати. Існує безліч груп дуже різних організмів, і деякі з них між собою менш споріднені, ніж рослини з тваринами.

Завдяки генетичним методам багато досить непогано вивчених видів живих істот розділились на кілька різних, і мова не лише про якісь прості життєві форми, наприклад бактерії. Йдеться зокрема і про вищих тварин, про багатьох добре вивчених ссавців, — наприклад, слони, про яких довгий час думали, що їх два види: африканський та індійський слон. Завдяки генетичним методам виявилось, що африканський слон — це два, а то й три різних види. Жираф, яких вважали одним видом, теж поділили через аналіз їх ДНК на чотири різних види.

Багато класичних біологів-систематиків досить болісно сприймають процес вторгнення ДНК-методів у систематику. Процес заміни такої довгої, кропіткої праці вчених механістичним аналізом генів виглядає як досить серйозне опрощення.

Однак ДНК-методи дуже міцно увійшли в біологічну систематику, і сучасна класифікація багато в чому базується саме на аналізі генів. Варто припустити, що з часом конфронтація між класичною систематикою і генною систематикою знижуватиметься, буде вироблено деяке їх гармонійне співіснування, яке дозволить вибудувати більш правильне і повне еволюційне древо життя.

 

 

Коментарі

Ввійдіть або зареєструйтесь, щоб залишати коментарі.
Читайте також

В рамках Програми ООН по навколишньому середовищу (UNEP) 2010 рік було оголошено міжнародним роком біорізноманіття. Біологічне різноманіття - це розмаїття життєвих форм на Землі, які включають всі організми, види, генетичні відмінності між ними, складні симбіози, спільноти і екосистеми. Це величезний генофонд планети і чим він різноманітніший, тим легше наша глобальна екосистема адаптується до нових умов: одні види вимирають, інші адаптуються і змінюються, щомиті реагуючи на мінливу ситуацію.

X

Вхід

Завантажую...