klasyfikacja

Wszystkie materiały tworzone i przekazywane przez Wykładowców NPDN PROTOTO
są chronione prawem autorskim i przeznaczone wyłącznie do użytku prywatnego.
MATERIAŁY
Z KURSU KWALIFIKACYJNEGO
www.prototo.pl
KLASYFIKACJA
zasada porządkowania świata istot żywych
Nauka zajmująca się badaniem
różnorodności organizmów i ich
klasyfikacją to systematyka.
Na Ziemi żyje około 2 miliony poznanych gatunków
organizmów żywych. Rokrocznie są odkrywane i
opisywane nowe, wcześniej nie znane formy.
Odpowiedni system klasyfikacji organizmów jest więc
konieczny, tak samo jak potrzebne są katalogi w
bibliotekach o bogatym księgozbiorze. Zagadnieniami
klasyfikacji organizmów zajmuje się systematyka, która
jest nieocenioną pomocą dla badaczy przyrody.
Ale nie tylko ….
Jej naczelnym zadaniem jest odtworzenie przebiegu
rozwoju historycznego organizmów poprzez budowanie
systemu filogenetycznego, tj. systemu szeregującego
poszczególne formy życiowe na podstawie ich
ewolucyjnego pokrewieństwa. Znajomość systematyki
jest niezbędna m.in. Przy podejmowaniu wszelkich
badań ekologicznych i przyrodniczych a także w pracach
z zakresu rolnictwa, leśnictwa, ochrony środowiska itp..
Warunkiem uzyskania w pełni wartościowych wyników
jest określenie przynależności systematycznej badanych
organizmów.
Celem klasyfikacji jest uporządkowanie
ogromnej ilości gatunków organizmów żyjących
na Ziemi.
Dział systematyki zajmujący się
opracowywaniem reguł klasyfikacji to
taksonomia. W zależności od stosowanych
kryteriów klasyfikacji, rozróżniamy:
- system naturalny - oparty na pokrewieństwie
między organizmami i odzwierciedlający ich
filogenezę (historię powstawania)
- system sztuczny - oparty na podobieństwie
dowolnie wybranych cech, np. barwy kwiatów.
Współczesna klasyfikacja w dużym stopniu
odzwierciedla naturalne pokrewieństwa pomiędzy
organizmami. Całkowite wprowadzenie systemu
naturalnego nie jest możliwe, gdyż:
1. Wiele szczegółów historii ewolucji nie jest znanych,
w związku z tym nie zawsze można określić stopień
pokrewieństwa między organizmami. Coraz częściej
w takich przypadkach wykorzystywane są osiągnięcia
współczesnej genetyki, pozwalające szacować
pokrewieństwo przez porównywanie sekwencji DNA.
2. Zdarza się, że wprowadzenie systemu naturalnego
znacznie skomplikowałoby posługiwanie się nim - w
takiej sytuacji ze względów praktycznych lepiej jest
pozostać przy systemie sztucznym.
Sztuczna klasyfikacja jest często przejrzysta i użyteczna,
dlatego stosowana jest np. w kluczach do oznaczania
gatunków. Również w życiu codziennym stosuje się takie
terminy jak glony czy paprotniki, które jednostkami
systematycznymi nie są.
Podstawy taksonomii zostały opracowane w XVII w.
przez Karola Linneusza. Stworzył on system
klasyfikacji, który stał się bazą współczesnego systemu,
a opracowane przez niego zasady stosowane są do
dziś. Do najważniejszych należą:
- ustalenie hierarchicznej struktury systemu z gatunkiem
jako jednostką podstawową
- zastosowanie w odniesieniu do gatunków łacińskiej,
binominalnej nomenklatury. Nazwa każdego gatunku
składa się z dwóch wyrazów - pierwszy jest nazwą
rodzajową, wspólną dla wszystkich gatunków w obrębie
tego samego rodzaju, drugi oznacza konkretny gatunek
(np. Pinus silvestris - sosna zwyczajna, Pinus strobus sosna wejmutka, Pinus cembra - sosna północna, czyli
limba itd.). Nazwa rodzajowa pisana jest zawsze wielką
literą, gatunkowa małą.
Poza tym warto pamiętać, że Karol Linneusz do swojego
systemu klasyfikacji włączył człowieka, zaliczył go do
królestwa zwierząt i nadał mu nazwę Homo sapiens.
Arystoteles (384 - 322 p.n.e) - ojciec klasyfikacji
biologicznej
• Wyróżnił kategorie zbiorcze, rodzaje, stosując określone kryteria
różnicujące, np. krwistość lub bezkrwistość, owłosienie lub pokrycie
piórami, itp.
• Uszeregował wszystkie zwierzęta w jednej stopniowanej „scala
naturae” zgodnie ze stopniem ich „doskonałości”; wprowadził
pojęcie zwierząt „niższych” i „wyższych”.
• Zapoczątkował empiryczne metody badań przyrodoznawczych.
Linneusz (1707 - 1778) - ojciec taksonomii
• Zastosował binominalną metodę nomenklatury zwierząt i roślin
Darwin (1809 - 1882) - twórca ewolucyjnej interpretacji
zmienności organizmów
• Uznał, że oddzielanie taksonów musi być oparte na pokrewieństwie
pochodzenia, a zaliczanie taksonów do różnych kategorii powinno
uwzględniać przebyte stopnie modyfikacji.
Klasyfikacja organizmów ma strukturę
hierarchiczną.
Poszczególne jednostki, zwane
taksonami, zawierają w sobie inne,
mniejsze.
Podstawowym taksonem jest gatunek.
Gatunki łączą się w rodzaje, rodzaje w
rodziny, te w rzędy itd. Największym
taksonem jest królestwo.
We współczesnych systemach klasyfikacji organizmów wyróżnia
się następujące jednostki systematyczne
Taksony stosowane w botanice
Taksony stosowane w zoologii
Gatunek
Gatunek
Rodzaj
Rodzaj
Rodzina
Rodzina
Rząd
Rząd
Klasa
Gromada
Gromada
Typ
Królestwo
Królestwo
Gatunek to najmniejsza jednostka
systematyczna.
Gatunek to grupa naturalnych, krzyżujących się
populacji, które charakteryzują się wspólną pulą
genową, wspólnym pochodzeniem oraz
określonym przestrzennym rozmieszczeniem i
izolacją rozrodczą od innych grup.
W nazwach gatunków obowiązuje podwójne
nazewnictwo, to znaczy że każdy gatunek ma
nazwę dwuczłonową.
Każdy gatunek ma oprócz nazwy w języku
polskim odpowiednik w łacinie. Nazwy łacińskie
ułatwiają pracę naukowcom.
POZYCJA SYSTEMATYCZNA
PSA DOMOWEGO
Organizmy można klasyfikować według różnych
kryteriów.
Zgodnie z naukową klasyfikacją biologiczną
wyróżnia się zazwyczaj pięć wielkich grup
organizmów, czyli królestw: rośliny, zwierzęta,
grzyby, bakterie i protisty.
Poza klasyfikacją znajdują się wirusy, jako twory istniejące na pograniczu życia.
Ogólna charakterystyka królestw
BAKTERIE
Są organizmami jednokomórkowymi. Komórki mogą
mieć różny kształt - pałeczki, laseczki, przecinkowce,
mogą też tworzyć skupienia - dwoinki, paciorkowce,
gronkowce. Wyjątkiem są sinice, tworzące
wielokomórkowe nici.
Mogą odżywiać się na różne sposoby:
• autotroficznie w drodze chemosyntezy
(bakterie nitryfikacyjne) lub fotosyntezy (sinice)
• heterotroficznie - mogą być saprofitami, pasożytami lub
żyć w symbiozie
Oddychają tlenowo lub beztlenowo. Procesem
beztlenowego oddychania jest np. fermentacja mlekowa.
Niektóre, np. bakterie brodawkowe lub część sinic,
posiadają zdolność asymilacji azotu atmosferycznego.
Rozmnażają się przez podział.
W niekorzystnych warunkach niektóre przechodzą w
formy przetrwalne.
Protisty
Żyją na ogół w środowisku wodnym.
W przeważającej części są organizmami
jednokomórkowymi. Nieliczne wielokomórkowe (np.
brunatnice) nigdy nie wytwarzają tkanek.
Odżywiają się:
• autotroficznie przez fotosyntezę (okrzemki, eugleny,
brunatnice)
• heterotroficznie, przy czym często spotykana jest
fagocytoza. Niektóre są pasożytami.
Mogą posiadać zdolność ruchu (pierwotniaki,
śluzorośla).
Rozmnażają się przez podział (pierwotniaki, okrzemki)
lub wytwarzają zarodniki (brunatnice, śluzorośla).
Grzyby
Komórki otoczone są ścianą komórkową zbudowaną
z chityny, nigdy nie zawierają chloroplastów.
Mogą być jednokomórkowe (drożdże), przeważnie są
wielokomórkowe. Nie wytwarzają tkanek. Charakterystyczne dla
grzybów są nitkowate strzępki tworzące grzybnię, czyli ciało
grzyba.
Odżywiają się zawsze heterotroficznie, głównie martwą materią
organiczną (są saprofitami), część jest pasożytami lub żyje w
symbiozie.
W wielu przypadkach mają zdolność beztlenowego oddychania.
Rozmnażają się najczęściej przez zarodniki. W tym celu z grzybni
wyrastają owocniki. Najbardziej znane to owocniki podstawczaków
zbudowane z trzonka i kapelusza.
Niektóre mają możliwość produkowania różnych substancji
chemicznych i wydzielania ich na zewnątrz jako narzędzia walki
konkurencyjnej - np. pędzlak produkujący penicylinę lub niektóre
pleśnie wytwarzające aflatoksyny (substancje rakotwórcze).
Rośliny zielone
Komórki posiadają celulozową ścianę komórkową.
Są organizmami głównie lądowymi.
Są wielokomórkowe ze zróżnicowaniem komórek na tkanki (wyjątek
- zielenice).
Odżywiają się autotroficznie przez fotosyntezę (wyjątek - nieliczne
pasożyty).
Rozmnażają się przez:
• zarodniki - dotyczy to mszaków i paprotników (paproci, skrzypów i
widłaków). Ze względu na sposób rozmnażania rośliny te nazywamy
roślinami zarodnikowymi.
• nasiona - dotyczy to roślin nasiennych: nagonasiennych, których
nasiona leżą na łusce w szyszce i okrytonasiennych, których
nasiona ukryte są wewnątrz owocu.
Najlepiej przystosowane do życia na lądzie, zarówno pod względem
budowy, jak i rozmnażania, są rośliny okrytonasienne.
Zwierzęta
Żyją zarówno w środowisku wodnym, jak i lądowym.
Są wielokomórkowe, zróżnicowane na tkanki (wyjątek gąbki).
Odżywiają się zawsze heterotroficznie, posiadają
zdolność aktywnego ruchu.
Z wyjątkiem najprostszych bezkręgowców rozmnażają
się wyłącznie płciowo.
Zwyczajowo dzielimy je na:
• bezkręgowce, wśród których wyróżniamy:
parzydełkowce (stułbia, koralowce), płazińce (wypławki,
tasiemce), nicienie (glista), pierścienice (dżdżownica),
mięczaki (ślimaki, małże, głowonogi) i stawonogi
(skorupiaki, owady, pajęczaki)
• kręgowce - ryby, płazy, gady, ptaki i ssaki
• SYSTEMATYKA (gr. systema ) jest to nauka badająca
różnorodność organizmów żywych i wszelkie związki
między nimi oraz klasyfikująca organizmy na podstawie
pokrewieństw i filogenezy.
• TAKSONOMIA (gr. taksis - porządek, nomos - prawo) poddyscyplina systematyki - jest to teoria i praktyka
klasyfikowania organizmów żywych. Zajmuje się sztuką
opisywania roślin i zwierząt i tworzenia taksonów; w jej
skład wchodzi nazewnictwo biologiczne.
• KLASYFIKACJA (łac. classis - oddział, facio - czynię)
jest to postępowanie związane z zaszeregowaniem
organizmów żywych do odpowiednich kategorii
systematycznych
• Takson - grupa podobnych do siebie organizmów, na
tyle odrębna od innych, że zasługuje na zaliczenie jej do
odrębnej kategorii systematycznej. Termin ten odnosi się
zawsze do konkretnego obiektu biologicznego.
• Kategoria - ranga, poziom w klasyfikacji hierarchicznej;
jest to zespół wszystkich taksonów danej rangi.
TEORIE KLASYFIKACJI BIOLOGICZNEJ
Przed rokiem 1859
– Esencjalizm (od Arystotelesa do Linneusza) - zadaniem wiedzy
jest poznawanie i opisywanie ukrytej, prawdziwej natury rzeczy,
czyli „istoty”; esencjalizm przyporządkowuje zmienność przyrody
do ustalonej liczby typów różnych szczebli; wszyscy członkowie
taksonu są odzwierciedleniem tej samej istotnej natury,
odpowiadają temu samemu typowi.
– Empiryzm - wyróżnia taksony w oparciu o cały zespół cech, a nie
tylko te najbardziej istotne; poszukuje wspólnych cech i bada
korelacje tych cech z innymi
– Nominalizm - grupy naturalne nie istnieją, istnieją jedynie
osobniki, a taksony są sztucznymi tworami ludzkiego umysłu
TEORIE KLASYFIKACJI BIOLOGICZNEJ
Po 1859 roku - ewolucjonizm jako podstawa klasyfikacji
– Fenetyka - taksonomia numeryczna; przyjmuje ogólne
podobieństwo organizmów za podstawę klasyfikacji; celem
fenetyki jest wyeliminowanie elementów subiektywnych,
związanych z wyborem cech; polega na badaniu wszystkich
możliwych cech, którym przypisuje się jednakową wagę i
obliczaniu średniego podobieństwa.
– Kladyzm- organizmy są szeregowane i klasyfikowane wyłącznie
w zależności od wspólnego pochodzenia. Celem kladystyki jest
odtworzenie kolejności rozszczepiania się linii filetycznych.
– Klasyfikacja ewolucyjna - taksony są wyodrębniane tak, aby
pokrywały się z grupami filogenetycznymi; klasyfikacja powinna
być odbiciem filogenezy
Drzewo filogenetyczne (dendrogram)
- graficzne ujęcie ewolucyjnych pokrewieństw
• Fenogram - graficzne ujęcie zaznaczające
pokrewieństwa i względny czas pojawienia się jednostek
systematycznych w ewolucji. Fenogramy mogą być
złożone z nieregularnych linii (odgałęzień) lub
regularnych.
• Kladogram - na osi czasu podawana jest ocena czasu
w pojawieniu się jednostki systematycznej, na osi
odciętych stopień różnicy cech. Stopień pokrewieństwa
jest określany za pomocą położenia punktów odgałęzień.
• Filogram - podaje, podobnie jak kladogram, stopnie
różnicy między jednostkami systematycznymi mierzone
na osi odciętych, czasy ich powstania mierzone są na
osi rzędnych, a ponadto stopnie zróżnicowania
jednostek systematycznych wyrażone są za pomocą
kątów odchyleń.
PODSUMOWANIE:
Zad.1. Uporządkuj w prawidłowej kolejności stopnie komplikacji
organizacji materii żywej, rozpoczynając od form najprostszych:
organizm, populacja, struktury komórkowe, biocenoza, narządy, biosfera,
komórki, tkanki, ekosystem, układ narządów.
Zad.2. Co to jest systematyka?
•
A. dziedzina biologii zajmująca się klasyfikacją organizmów
•
B. nauka zajmująca się metodami tworzenia organizmów
•
C. najwyższa ranga w systemie klasyfikacyjnym organizmów
Zad.3. Karol Linneusz wprowadził..
•
A. dwuczłonowe nazwy organizmów
•
B. rangi w systematyce zwierząt i roślin
•
C. klasyfikację sztuczną i naturalną
Zad.4. Kim był Karol Linneusz?
•
A. zoolog
•
B. obydwie odpowiedzi są poprawne
•
C. botanik
Zad.5. Do Królestwa Protista należy:
• A. gąbka grecka
• B. krętek blady
• C. pełzak czerwonki
• D. pszczoła miodna
Zad.6. Wymień, jakie grupy organizmów zaliczamy do kręgowców
Zad.7. Uszereguj jednostki klasyfikacji biologicznej zwierząt od najniższej do
najwyższej:
rodzaj, gatunek, typ, królestwo, gromada, rząd, rodzina
Zad. 8. Obok każdej nazwy organizmu wpisz nazwę królestwa, do którego należy.
Pies – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pantofelek – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Koźlarz – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sosna – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Drożdże – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Róża – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gronkowiec – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ryś – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Salmonella – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rak – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stokrotka – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Borowik – . . . . . . ………………………………………………………………..