Систематическая и экологическая классификации организмов. Систематические категории и таксоны

В эпоху Великих географических открытий люди стали находить все больше различных растений и животных.

Описаний новых видов накопилось так много, что появилась необходимость их классифицировать, связать в группы.

Эту задачу поставил перед собой шведский естествоиспытатель Карл Линней.

Он разделил природный мир на три царства: минеральное, растительное и животное.

Совокупность особей, сходных по строению, Линней назвал видом. Вид ─ это наименьшая единица классификации организмов, основная единица систематики.

Растения, относящиеся к одному виду, не только сходны по строению и жизнедеятельности, но при половом размножении могут давать плодовитое потомство.

Линней установил, что соседние категории связаны не только сходством, но и родством: чем дальше расположены категории друг от друга, тем меньше степень их родства.

Растения Линней распределил по 24 классам, положив в основу классификации число, величину и расположение тычинок и пестиков. Классы, в свою очередь, он поделил на отряды.

Созданная Линнеем система растительного и животного мира завершила огромный труд ботаников и зоологов первой половины 18 века. Карл Линней заложил основы научной классификации живой природы.

Сейчас приведение организмов в систему является основной задачей одного из разделов биологии — систематики.

Систематика — это наука о разнообразии, классификации всех существующих и вымерших организмов, о взаимоотношениях и родственных связях между их различными группами (таксонами) — популяциями, видами, родами, семействами и т. д.

К началу XX века в систематике сформировались основные таксономические категории. Любое растение или животное должно последовательно к ним принадлежать.

Особи, которые происходят от общего предка и имеют сходное строение и жизнедеятельность, относят к одному виду. Родственные виды объединяют в роды, роды ― в семейства, семейства ― в порядки, порядки ―  в классы, классы ― в отделы, а отделы — в царства.

Современная система классификации учитывает признаки родства видов как с ныне живущими, так и с уже вымершими видами.

Также Карл Линней предложил двойное, или биноминальное, название видов, бинарную номенклатуру — систему научного наименования растений и животных, которая существует около 200 лет.

Что это значит? Для видового названия к имени рода прибавляется видовой эпитет, которым описывают характерные видовые признаки.

Например, растение с очерёдными, сердцевидными и пильчатыми листьями, а также с цветками, собранными в виде ложных зонтиков, многочисленными тычинками у основания, которые срастаются в пять пучков, называется липой европейской.

Традиционным научным языком считается латынь. Поэтому ботаники и зоологи использовали этот язык для названия организмов.

Например, липа европейская на латыни читается как Tilia Europaea (тилия еуропеа).

В настоящее время латынь относится к числу так называемых мёртвых языков, так как на нем не разговаривают, подобно древнеиндийскому (санскрит) и древнегреческому.

Однако современный Кодекс биологической номенклатуры требует, чтобы научные названия живых организмов были по форме латинскими.

Каждая последующая систематическая категория отражает сходство все более и более общих характеристик, входящих в неё организмов.

Например, в класс млекопитающих входят позвоночные животные, имеющие молочные железы для вскармливания детёнышей.

К отряду хищных причисляются звери, питающиеся животной пищей и имеющие для этого специальные приспособления (клыки, например).

По внешнему виду и образу жизни хищные распадаются на разные семейства. В данном случае лисица степная принадлежит к семейству псовых.

Сходные группы внутри семейства формируют роды, которые состоят из отдельных видов.

Таким образом, мы наблюдаем иерархическую последовательность причастия того или иного организма к системе классификации.

Таксон более высокого уровня объединяет организмы по самым крупным и существенным признакам. Чем ниже уровень (ранг) таксона (например, класс), тем более частные признаки определяют объединение организмов в данный таксон.

Основным принципом объединения организмов в один таксон является степень их родства. Поэтому чем далее они отстоят друг от друга по своим родственным связям, тем большую таксономическую группу они образуют.

Современная систематика использует для классификации и описания организмов не только частные признаки, но и различные особенности строения, экологии, поведения, характеризующие организмы.

Например, сходство летучей мыши и птицы (летающих теплокровных позвоночных).

Летучая мышь — это живородящее животное, вскармливающее детёнышей молоком, поэтому относится к классу млекопитающих.

Рассмотрим отличие между классификацией животных и растений. 

Несмотря на очевидную схожесть рассмотренных нами схем отнесения организмов к тем или иным категориям, существуют отличия классификации растений от классификации животных. А именно:

Животные классифицируются исходя из отнесения к типу, растения ― исходя из отнесения к отделу;

в классификации животных предусмотрен — отряд, а растений — порядок.

В остальном с точки зрения отнесения организмов к таким категориям, как надцарство, царство, класс, семейство, род, а также вид, классификация растений и животных совпадает.

Экологическая классификация, в отличие от систематической, в которой есть главный критерий — филогенетическая близость организмов, — не имеет такого единого признака.

В её основу положены самые разнообразные критерии, например способы питания, передвижения, места обитания, отношение к отдельному фактору (свету, температуре, влажности) и другие.

Итак, по способу питания все живые организмы подразделяются на две большие группы ― автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы ― это организмы, которые синтезируют из неорганических минеральных соединений ― органические вещества с использованием солнечной энергии; к ним относятся в основном зелёные растения, осуществляющие фотосинтез и фотосинтезирующие бактерии.

Гетеротрофы ― это организмы, использующие органические вещества; к ним относятся животные, грибы и большинство микроорганизмов. Среди гетеротрофов различают фитофагов, использующих растительную пищу, и зоофагов, питающихся животными.

Также выделяют некрофагов (от греч. nekros — мёртвый) — потребителей трупов животных. Копрофагов (от греч. kopros — помет) — потребителей экскрементов. Сапрофагов (от греч. sapros — гнилой) — потребителей мёртвых растительных остатков и детритофагов (от греч. detritis — истёртый) — потребителей полуразложившихся органических веществ.

Выделяют ещё миксотрофные организмы (от греч. mixis — смешение и trophe — пища, питание), которые, в зависимости от условий внешней среды, сочетают автотрофный и гетеротрофный способы питания (сине-зелёные водоросли, некоторые растения-паразиты, растения-хищники и эвгленовые).

В основу экологической классификации могут быть также положены места обитания. Например, водные организмы — гидробионты ― подразделяются на бентосные (от греч. benthos — глубина) — живущие на дне водоёма (это губки, актинии, придонные рыбы), планктонные (от греч. planktos — блуждающий) — обитающие в толще воды и пассивно переносимые водными течениями (это одноклеточные водоросли, медузы, икра, мальки рыб и др.) и нектонные (от греч. nektos — плавающий) — активно плавающие (рыбы, дельфины, головоногие моллюски).

Растения можно классифицировать по их отношению к свету, влаге, плодородию.

По отношению к свету растения подразделяются на: светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые.

Светолюбивые растения живут только на хорошо освещённых местах (это сосна, акация, растения тундры, пустынь, степей);

Тенелюбивые растения обитают только в затенённых местах (это мхи, кислица, вороний глаз, папоротники и другие);

Теневыносливые растения переносят некоторое затенение, но могут жить и на хорошо освещённых местах (это берёза, липа, луговые травы и другие).

По отношению к влаге можно выделить следующие экологические группы растений: гидрофиты ― это водные растения, прикреплённые к почве и погруженные в воду только нижними своими частями; гидатофиты ― это растения, большей частью или полностью погруженные в воду; гигрофиты ― это растения, растущие в чрезмерной влажности; мезофиты ―  растения, умеренно требовательные к увлажнённости местообитания; ксерофиты ― растения, которые переносят очень засушливые условия местообитания.

Экологические группы растений по отношению к богатству почв (плодородию): эвтрофные ― способные произрастать только на почвах богатых питательными веществами; олиготрофные растения ― способные развиваться на бедных питательными веществами почвах; и мезотрофные растения ― умеренно требовательные к наличию в почве питательных веществ.

Животных можно классифицировать по их отношению к свету, водному режиму, кислороду и другим критериям.

Выделяют следующие экологические группы животных по отношению к свету ― это животные, ведущие дневной образ жизни, и животные, ведущие ночной образ жизни, которые хорошо видят и охотятся ночью.

Экологические группы животных по отношению к водному режиму: гидрофилы ― это организмы, приспособленные к жизни в воде или близ воды; гигрофилы ― влаголюбивые наземные организмы; мезофилы ― умеренно влаголюбивые животные; ксерофилы ― организмы, обитающие в условиях крайне низкой влажности и не переносящие высокую влажность.

Экологические группы животных по отношению к кислороду ― это морские животные, дышащие кислородом, растворённым в воде; и морские животные, дышащие кислородом воздуха.