Система растений и животных – отображение эволюции

Для того чтобы распределить (классифицировать) множество организмов, обитающих на Земле, по группам (таксонам), необходимо их охарактеризовать и на основании отобранной информации идентифицировать. А затем привести всех изученных организмов в систему, то есть систематизировать.

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

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

Описанием растительного и животного мира занимались ученые с давних времен. Ещё до нашей эры древнегреческий философ Аристотель пытался систематизировать описанные им растения и животных, расположив их в определённом порядке: от примитивных к более сложным.

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.

Каждое царство он разделил на классы, порядки или отряды, роды и виды. Совокупность особей, сходных по строению, Линней назвал видом.

Вид ― это наименьшая единица классификации организмов. Многие виды были разделены на разновидности.

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, делятся на порядки (отряды).

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

Первоначально для видового названия к имени рода прибавлялись фразы, которыми описывались характерные видовые признаки.

Например, дуб красный называется дуб с глубоковыемчатыми, тонкими, блестящими листьями до 15–25 см, с четырьмя-пятью заострёнными лопастями с каждой стороны листа, при распускании красноватые, летом тёмно-зелёные, более светлые снизу, осенью, перед опадением, у молодых деревьев ярко-красные, у старых — буровато-коричневые.

Система Линнея оказалась практичной и позволяла определять растения даже любителям.

Например, что это за растение?

Листья очерёдные, сердцевидные, пильчатые, цветы собраны в виде ложных зонтиков, многочисленные тычинки у основания срастаются в пять пучков. Сверившись с таблицей Линнея, натуралист-любитель легко мог определить, что это липа европейская.

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.

В конце XVIII века французский ботаник Антуан Жюссьё ввёл категорию семейства, а в начале XIX века французский естествоиспытатель Жорж Кювье сформулировал понятие о типе животных.

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

Каждая последующая 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.

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 ― живородящие животное, вскармливающее детёнышей молоком, поэтому относится к классу млекопитающих.

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. Чем далее они отстоят друг от друга по своим родственным связям, тем большую таксономическую группу они образуют. Систематизируются организмы на основании разных признаков.

Таким образом, животных классифицируют по внешнему и внутреннему сходству, способам питания и ряду других признаков.

А растения классифицируют по строению тела, цветка, семени и по ряду других признаков.

Рассмотрим порядок классификации животного мира.

Для примера возьмём следующие виды: белку двухцветную, летягу обыкновенную, медведя бурого и панду большую.

За видом следует род. В него объединяются близкие разные виды. Белка двухцветная принадлежит к роду гигантских белок, а летяга обыкновенная к роду евразийские летяг. Медведь бурый ― к роду медведей, а панда большая ― к одноименному роду больших панд.

За родом следует семейство. Гигантские белки и евразийские летяги принадлежат к семейству беличьих. А медведи и большие панды к семейству медвежьи.

Помимо семейства беличьих и медвежьих, вы видите и другие семейства: заячьих, мышиных, кошачьих, псовых и куньих.

За семейством следует отряд. Семейство беличьи относят к отряду грызунов, а семейство медвежьих ─ к отряду хищных.

Далее за отрядом следует класс. В животном мире выделяют следующие классы:

ракообразные, паукообразные, насекомые, млекопитающие, птицы, пресмыкающиеся, земноводные и другие.

Как вы думаете к какому классу принадлежат белка двухцветная, летяга обыкновенная, медведь бурый и панда большая? Правильно, к классу млекопитающих.

После класса идут типы, у животных их 35. Среди них простейшие, губки, кишечнополостные, иглокожие, моллюски, членистоногие, хордовые и другие.

В систематике типы располагают в порядке их усложнения, от низших, просто устроенных, к высшим, устроенным сложнее. Это отражает этапы исторического развития живого мира (этапы эволюции).

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, то есть были написаны буквами латинского алфавита и подчинялись правилам латинской грамматики, вне зависимости от того, из какого языка они заимствованы.

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

Такая система классификации отражает естественную общность организмов и поэтому называется естественной. Естественные классификации позволяют предсказывать наличие у организмов тех или иных свойств в зависимости от их положения в системе.

Часто систематики выделяют дополнительные категории, используя для этого приставки под-, инфра-, над-, например: подцарство, инфракласс, надотряд.

Такие категории обязательными не являются, то есть при систематизации объекта их можно пропустить.

Большой вклад в развитие систематики внёс Чарлз Дарвин. До этого предложенные системы, можно сказать были искусственными, так как объединялись в группы на основании внешних признаков.

После публикации книги Дарвина «Происхождение видов» стало ясно, что в систематические группы следует объединять организмов на основании представлений о родстве.

Например, можно найти внешнее сходство между медведем и росомахой, но с точки зрения зоологической номенклатуры они принадлежат к разным группам классификации. Как известно, росомаха является дальним родственником куницы, а вовсе не медведя.

Открытые Дарвином галапагосские вьюрки очень похожи друг на друга. Однако все они представлены тремя родами: земляные, древесные и славковые.

Представители рода земляных вьюрков гнездятся в засушливой зоне и кормятся на открытых местах, древесные — гнездятся в засушливой зоне и кормятся на деревьях,

а славковые — занимают разные местообитания.

Роды включают в себя несколько видов. Главный признак, по которому различают виды вьюрков, — это строение клюва.

Так, на цветках кактуса питается кактусовый земляной вьюрок, у которого длинный клюв и расщеплённый язык. У большого земляного вьюрка толстый массивный клюв, отлично справляющийся с крупными семенами. Дятловый древесный вьюрок получил своё название за прямой, как у дятла, клюв, которым он долбит древесную кору, ползая вверх и вниз по стволу. Отсутствие длинного языка он восполняет кактусовой иглой или веточкой, удерживая её в клюве и выковыривая насекомых из отверстия в коре, которое он выдолбил.

Различия в предпочтении пищи Дарвин объяснил тем, что параллельно с изменениями окружающей среды вьюрки адаптировались к месту своего обитания. 

Он заключил что все вьюрки произошли от одного предка, но каждая из пород адаптировалась, чтобы легче добывать своё пропитание. 

Дарвин предположил, что иерархия таксонов, связана с их происхождением друг от друга. Так возникла эволюционная систематика, ставящая во главу угла выяснение происхождения организмов, для чего используются как морфологические, так и эмбриологические и палеонтологические методы.