Для чего нужна классификация живых организмов

Биология

Для чего классифицируют организмы?

Для того чтобы было удобно изучать живую природу, организмы распределяют по группам, то есть классифицируют. Классификация позволяет разобраться в огромном многообразии видов, распределить их в строгом порядке.

Ещё по теме

Какое значение имеет отложение органических веществ в запас?

Каково строение гриба?

Давно ли люди стали использовать бактерии в производстве?

Главные части живой клетки?

Какими веществами питаются животные-потребители?

Почему при половом размножении потомство оказывается разнообразным?

Что такое раздражимость?

Какие из позвоночных дышат жабрами? Как ещё эти животные приспособились к жизни в водной среде?

Поясните, в чем основное отличие растительной клетки от животной.

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

О сайте

На нашем сайте вы найдете множество полезных калькуляторов, конвертеров, таблиц, а также справочных материалов по основным дисциплинам.

Самый простой способ сделать расчеты в сети — это использовать подходящие онлайн инструменты. Воспользуйтесь поиском, чтобы найти подходящий инструмент на нашем сайте.

calcsbox.com

На сайте используется технология LaTeX.
Поэтому для корректного отображения формул и выражений
пожалуйста дождитесь полной загрузки страницы.

© 2021 Все калькуляторы online

Копирование материалов запрещено

Источник

Классификация в биологии. Таксономия, иерархия, виды

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

Классификация в биологии

2.1.1. Для чего она нужна?

Если вам когда-либо доводилось наблюдать, как ребенок разбирает цветные леденцы или сортирует марки, билеты на футбол или другие предметы, которые он коллекционирует, то вы, вероятно, стали свидетелем одного из наиболее характерных для нас инстинктивных действий — желания разложить все по «полочкам». В этом и состоит суть классификации. Классификация — это распределение предметов по группам на основе каких-то общих для них свойств. Раздел науки, посвященный принципам, методам и правилам классификации называют таксономией. Почему же мы охвачены желанием все классифицировать. По мнению некоторых биологов, ответ на этот вопрос очень прост: мы классифицируем предметы, явления, события, потому что это дает нам некоторое преимущество для выживания.

Когда наше восприятие оказывается перегруженным огромным числом различных раздражителей, мы, стремясь осмыслить эти раздражители, начинаем классифицировать их. Наши первые шаги в классификации могут быть ошибочными; так, например, маленький ребенок иногда может назвать собакой любой предмет на четырех ножках. Однако постепенно у человека вырабатывается определенная система, позволяющая ему справиться со сложностью окружающего мира.

На Земле обнаружено до полутора миллионов различных видов живых организмов, однако, согласно проведенным оценкам, это число должно достигать 10–100 млн. И неудивительно поэтому, что попытки классифицировать эти организмы уходят в очень далекие времена.

Существующие классификации отличаются друг от друга в зависимости от того, для каких целей они предназначаются. В древнем Китае, например, царство животных было разбито на ряд таких групп, которые в наши дни, мягко говоря, выглядят очень странными. Это, в частности, мифические животные, бездомные собаки, животные, разбившие когда-то цветочную вазу или же напоминающие издали мух. Примером более понятной классификации может служить разделение растений на ядовитые и съедобные, или животных на летающих и нелетающих. В современных же классификациях, как мы увидим далее, особый акцент, часто делается на эволюционных связях между организмами.

По мере того как наши сведения о живых организмах расширяются, изменяется и классификация. Однако следует иметь в виду, что ни одна из существующих систем классификации не может считаться совершенной, поскольку все они созданы с учетом нашего собственного удобства.

2.1.2. Таксономия

Таксономия подразделяется на две ветви: первая ветвь имеет отношение к присвоению названий организмам, это — номенклатура, а вторая — к распределению организмов по группам, это — систематика. В основе систематики лежат сходства организмов и различия между ними.

Биологическая номенклатура основана на биномиальной системе, создателем которой был шведский натуралист Карл Линней (1707–1778 гг.). В биномиальной системе каждому организму присваивается два латинских названия: родовое и видовое. Родовое название пишется с прописной буквы, видовое — со строчной. Человек, например, имеет название

Homo sapiens; здесь родовое название Homo и видовое — sapiens. Латинские названия рода и вида пишутся курсивом. Их можно написать и обычным шрифтом, но в этом случае они должны быть подчеркнуты, например Homo sapiens.

При написании латинского названия организма об этом нельзя забывать. Родовое название может быть сокращено до одной (первой) буквы, например H. sapiens. (Сокращать можно только в том случае, если непосредственно перед этим было использовано полное название организма.) Латинские названия организмов приняты во всем мире. Это дает возможность избежать путаницы, вызываемой существованием местных вариантов общепринятых названий. Так, в частности, растение Ficus caria имеет несколько широко распространенных названий: инжир, фиговое дерево, смоковница и фига. Снежного барса Uncia uncia называют также ирбисом, а у снежного барана Ovis canadensis есть еще два названия: чубук и толсторог. Не меньшая путаница возникает и в тех случаях, когда одно и то же название используется для обозначения представителей более чем одного вида. Зимовником, например, называют безвременник (Colchicum), относящийся к сем. мелантиевых, и морозник (Helleborus), относящийся к сем. лютиковых.

2.1.3. Таксономическая иерархия

Линней в конечном счете расширил биномиальную систему, включив в нее больше групп, чем только роды и виды. Он составил иерархию групп, расположив наиболее крупную группу — царство — на вершине иерархии. Разработанная им иерархия групп используется по сей день.

В нее входят следующие иерархические единицы (в порядке снижения иерархической значимости):

Конкретный пример классификации царства животных приведен на рис. 2.1. Как видно из приведенного рисунка, каждая группа, или таксон, может в свою очередь включать в себя ряд других групп (таксонов) более низкого ранга.

Например, в подтип Vertebrata (позвоночные) входит шесть классов, а род Homo (человек) состоит из трех видов, два из которых вымерли.

Каждой группе присущи признаки, уникальные для представителей этой группы. Такие признаки называются диагностическими. Волосяной покров, например, имеется только у млекопитающих (класс Mammalia). Следовательно, волосяной покров — диагностический признак млекопитающих. Однако млекопитающие, как птицы, пресмыкающиеся, земноводные и рыбы, обладают всеми диагностическими признаками предшествующей в иерархии группы, а именно позвоночных.

Иерархические группы могут в свою очередь, подразделяться на подгруппы, например подтип Vertebrata (позвоночные; рис. 2.1), или же, напротив, объединяться в надгруппы, такие как надкласс, если это создает некоторые удобства.

Поскольку иерархии должны быть построены так, чтобы ими было удобно пользоваться, их часто видоизменяют.

2.1.4. Виды

Из всех уровней иерархии наиболее точное определение имеет термин «вид». Вид можно определить как группу близкородственных организмов, которые могут скрещиваться друг с другом, давая фертильное потомство. В некоторых случаях скрещивание двух близкородственных организмов приводит к появлению стерильного потомства.

Так, гибрид (мул), полученный от скрещивания лошади (кобылы) и осла (самца) бесплоден. Следовательно, осел и лошадь по определению относятся к разным видам.

Мул отличается от родителей большей выносливостью, обусловленной наследованием здоровых признаков от обоих родителей (гибридная мощность).

Известны исключения из правила, касающегося фертильности потомства. Так, например, львы и тигры относятся к разным видам.

Однако, если потомство, полученное от скрещивания тигра с львицей, может дать фертильное потомство, то потомство, полученное от льва и тигрицы, стерильно. Но поскольку в природных условиях тигры, как правило, обитают в лесах, а львы — в прериях, скрещивание между ними возможно лишь в неволе.

Каждый вид обладает своими индивидуальными морфологическими, поведенческими и экологическими признаками (рис. 2.2). Если мы мысленно проследуем вверх по лестнице таксономической иерархии, то увидим, что число признаков, общих для членов одной группы, уменьшается. Например, представители одного и того же рода обладают большим числом сходных признаков, чем члены одного и того же семейства или отряда.

Как видно из сказанного, дать точное определение вида практически невозможно. И это неудивительно, поскольку с течением времени виды претерпевают определенные изменения (эволюционируют). В соответствии с теорией естественного отбора, процесс изменения видов обусловлен выживанием наиболее приспособленных особей, т. е. особей, наилучшим образом адаптированных к условиям конкретной окружающей среды. При возникновении в окружающей среде каких-либо изменений отбор благоприятствует именно таким особям, что в результате и приводит к постепенному изменению вида на протяжении многих поколений. В тех случаях, когда различные популяции одного и того же вида оказываются изолированными друг от друга, например экологическими или физическими преградами, такими как океан или горные цепи, дальнейшее развитие этих популяций может пойти разными путями и привести в конце концов к тому, что скрещивание между ними станет невозможным. Они станут разными видами. В некоторых случаях между разными видами может и не быть резких генетических различий. Так, в частности, серебристую чайку и клушу относят к разным видам, поскольку они различаются по морфологическим и поведенческим особенностям и обычно не скрещиваются. Но в некоторых случаях они гнездятся в одном и том же месте и изредка все же образуют семейные пары.

2.1.5. Искусственная и естественная классификации

Существуют два типа классификации — искусственная и естественная. В искусственной классификации за основу берут один или несколько легко различимых признаков. Она создается и применяется для решения практических задач, когда главным является удобство использования и простота. Искусственной классификацией была и упоминавшаяся уже система классификации, принятая в древнем Китае. Линней всех червеобразных организмов объединил в одну группу Vermes. В эту группу вошли крайне различные животные: от простых круглых (нематоды) и дождевых червей до змей. Классификация Линнея также относится к разряду искусственных, поскольку в ней не учитывались важные природные взаимоотношения — в частности тот факт, что у змей, например, имеется позвоночник, а у дождевого червя его нет. На самом деле змеи имеют больше общего с другими позвоночными, чем с червями. Примером искусственной классификации рыб может служить разделение их на пресноводных, морских и рыб, населяющих солоноватоводные водоемы. Эта классификация основана на предпочтении этими животными определенных условий окружающей среды. Такое разделение удобно для изучения механизмов осморегуляции. Аналогично этому всех организмов, которых можно видеть с помощью микроскопа, называют микроорганизмами, объединяя их таким образом в единую группу, удобную для изучения, но не отражающую естественных взаимосвязей.

Естественная классификация — это попытка использовать естественные взаимосвязи между организмами. В этом случае учитывается больше данных, чем в искусственной классификации, при этом принимаются во внимание не только внешние, но и внутренние признаки. Учитываются сходство в эмбриогенезе, морфологии, анатомии, физиологии, биохимии, клеточном строении и поведении. В наши дни чаще пользуются естественной и филогенетической классификациями. Филогенетическая классификация основана на эволюционных взаимосвязях. В этой системе, согласно существующим представлениям, в одну группу объединяются организмы, имеющие общего предка. Филогения (эволюционная история) той или иной группы может быть представлена в виде родословного древа, такого, например, как показано на рис. 2.3.

Наряду с уже рассмотренными классификациями существует также фенотипическая классификация. Такая классификация представляет собой попытку избежать проблемы установления эволюционного родства, которое подчас оказывается очень трудным и очень противоречивым, особенно в тех случаях, когда необходимые ископаемые остатки слишком малочисленны или вовсе отсутствуют. Слово «фенотипический» происходит от греч. phainomenon, т. е. «то, что мы видим». Эта классификация основана исключительно на внешних, т. е. видимых, признаках (фенотипическое сходство), причем все учитываемые признаки считаются одинаково важными. Учитываться могут самые разнообразные признаки организма по принципу чем больше, тем лучше. И совсем необязательно, чтобы они отражали эволюционные связи. Когда накапливается определенное число данных, на их основе рассчитывается степень сходства между различными организмами; обычно это делается с помощью компьютера, поскольку расчеты крайне сложны. Использование компьютеров в этих целях получило название численной таксономии.

Фенотипические классификации часто напоминают филогенетические, хотя при их создании такая цель не преследуется.

2.1.6. Определение организмов и ключи

Определительные (диагностические) таблицы, значительно облегчают биологу идентификацию организмов. Для этого прежде всего составляют перечень признаков данного организма и затем сопоставляют их с диагностическими признаками отдельных таксономических групп. Для определения, как правило, используются легко различимые признаки, такие как форма, окрас, число конечностей, сегментов и т. д. Следовательно, определение является искусственным или фенотипическим, поскольку при этом полагаются исключительно на внешний вид (фенотип) организма. Несмотря на это, почти все диагностические таблицы позволяют определить принадлежность организма к определенному таксону, который является частью естественной филогенетической иерархической классификации.

Существуют несколько типов различных диагностических таблиц, самыми простыми из которых служат дихотомические таблицы. Эти таблицы состоят из пронумерованных (1, 2, 3 и т. д.) парных утверждений, образующих ступень. Каждая ступень представляет определенный признак. Утверждения в одной паре должны быть противоположными и взаимоисключающими. Для определения таксономической принадлежности организма рассматривают эти пары утверждений по порядку. При этом большая группа организмов по мере перехода от одной ступени к другой последовательно распадается на все меньшие группы — и так до тех пор, пока не будет установлено, к какой таксономической группе относится данный организм.

Признаки, используемые в определительных таблицах, должны быть морфологическими и легко различимыми. Они могут быть качественными, например форма брюшка и окраска, и количественными, например число волосков и высота стебля. Для определения можно использовать любые признаки, но при этом они должны быть постоянными для данного вида и не изменяться под влиянием окружающей среды. В этом смысле использование размеров и окраски часто оказывается неудачным, поскольку оба этих признака могут изменяться под влиянием окружающей среды, при смене сезонов, с возрастом или в зависимости от состояния организма в момент определения. Выбранные для определения характерные признаки должны по возможности встречаться в двух или более вариантах. Например, такой признак, как «форма стебля», может встречаться в одном из двух вариантов: либо «круглый в сечении», либо «в сечении прямоугольный».

После каждого утверждения стоит число, отсылающее нас к соответствующей ступени; если утверждение, содержащееся на данной ступени, находится в соответствии с внешним видом организма, то стоящее после него число указывает номер той ступени, которую необходимо рассмотреть следующей. Например, если при определении культивируемых бобовых (Leguminosae), включающих горох и фасоль (табл. 2.1), вы пришли к ступени 5 и увидели, что на стеблях растения нет шипов или колючек листового происхождения, то далее необходимо, пропустив ступень 6, перейти к ступени 7 и т. д. (табл. 2.1).

2.2. Пять царств

Еще сравнительно недавно по всеобщему признанию все организмы подразделяли на два царства — царство животных и царство растений.

Однако в этой классификации упускается из виду тот очевидный факт, что все клеточные организмы распадаются на две естественные группы, называемые теперь прокариотами и эукариотами.

Между двумя этими группами существует фундаментальное различие. Термины «прокариоты» и «эукариоты» отражают различие в локализации ДНК (генетического материала) в клетке. У прокариот ДНК не окружена ядерной мембраной и свободно плавает в цитоплазме. Иными словами, у этих клеток нет истинного (оформленного) ядра (pro — перед; karyon — ядро). В клетках же эукариот имеется настоящее ядро (еu — полностью, хорошо). Эукариоты эволюционировали от прокариот.

(Margulis, Schwartz) предложили систему, предусматривающую наличие пяти царств — царство прокариот и четыре царства эукариот (рис. 2.4). Система Маргелиса и Шварца получила широкое признание и именно ее теперь рекомендуют использовать. Считают, что эукариоты образуют надцарство Eukaryotae.

Самая противоречивая группа — это протоктисты, возможно потому, что это не естественная группа. Другую группу «организмов», не укладывающихся ни в одну из систем классификации, образуют вирусы. Вирусы — это чрезвычайно мелкие частицы, состоящие только из генетического материала (ДНК или РНК), окруженного защитной белковой оболочкой. В отличие от всех других организмов вирусы не имеют клеточного строения и способны размножаться, лишь проникнув в живую клетку. А они выделены в дополнительную группу. Все мельчайшие организмы, хотя они и не образуют естественной таксономической единицы, часто объединяют в одну группу под общим названием микроорганизмы или микробы.

Источник

Царства, типы и классы живых организмов

Биологическая систематика — это научная дисциплина, которая занимается разработкой принципов учёта, а также практическим использованием этих методик. Учёные считают, что сейчас на земле обитает не менее 10 млн представителей флоры и фауны. Биология подразделяет все живые организмы на царства, классы и типы.

Биологическая классификация

В классификации живых организмов применяются систематические группы, то есть иерархические таксоны. Им присваиваются различные ранги. Эти ранги подразделяются на две основные группы:

Последние используются для уточнения взаимного положения уровней. Во время систематизации разных групп применяются различные наборы рангов.

Таксономия является разделом систематики, который занимается разработкой теоретической основы классификации. Под таксоном понимается какая-то группа организмов, имеющая определённую степень родства, но обладающая достаточной обособленностью, чтобы выделить её в отдельную категорию.

Классификация организмов иерархическая. В современном виде она включает в себя такие ступени:

Кроме того, биология изучает и промежуточные таксоны. Например, это может быть подцарство или надцарство, подкласс или надкласс и т. д.

Признаки живых организмов

Всё живое состоит из клеток. Существуют одноклеточные и многоклеточные организмы. Последние имеют сложное и упорядоченное строение. Клетки очень маленькие, поэтому увидеть их можно только под микроскопом. Из них состоят все ткани живого существа.

Ещё одним признаком организма является то, что все живые существа двигаются. Активное движение свойственно не только животными, но и растениям. Многие из них поворачиваются в сторону солнечного света. Существуют также хищные растения, которые способны ловить насекомых.

Всем живым существам необходима энергия. Животные, растения и микроорганизмы получают её из внешней среды, после чего используют для поддержания своей жизнедеятельности.

Еще один признак — все организмы растут и развиваются. Большинство существ, пройдя несколько этапов развития, из молодых превращаются во взрослых. Например, бабочка появляется на свет в качестве гусеницы, а после метаморфозы становится взрослой особью с крыльями. У растений тоже есть собственные жизненные циклы.

Важная особенность организмов заключается в том, что у них есть реакция на внешние раздражители и изменения окружающей среды. Это обеспечивается сенсорной системой.

Одной из важнейших характеристик является наличие репродуктивной функции. Все животные и растения размножаются. Кроме этого, репродуктивная функция позволяет передать генетическую информацию новым поколениям, благодаря чему происходит процесс эволюции.

Другой особенностью организмов считается то, что они рано или поздно умирают. У всех разная продолжительность жизни. Этот период включает время, в течение которого существа функционируют и размножаются.

Царство животных

Царство животных имеет наибольшее многообразие видов. В него входят как одноклеточные организмы, так и огромные млекопитающие. Сюда относятся все существа, которая обладают такими признаками:

Человек тоже относится к царству животных. Но его зачастую рассматривают отдельно.

Животные подразделяются на одноклеточных и многоклеточных. Причём вторые значительно крупнее.

В это царство входит две группы:

У многоклеточных видов обычно симметричное строение тела, что позволяет им лучше адаптироваться в природе. Благодаря этому они быстро передвигаются, сохраняя равновесие.

Животные также подразделяются на теплокровных и холоднокровных. У холоднокровных внутренняя температура тела напрямую зависит от условий окружающей среды. У теплокровных она постоянная, что ускоряет метаболизм, но позволяет приспособиться к любым условиям.

Царство животных включает в себя такие классы:

Разнообразие этих классов очень велико. Животные бывают как микроскопические, так и гигантские. Все они являются объектами зоологии. Эта наука изучает внешнее и внутреннее строение организмов.

Растения и грибы

К царству растений относятся все представители флоры, произрастающие на планете. Они имеют общие черты, которые их объединяют. Среди них можно выделить такие:

Растения подразделяются на низшие и высшие. У низших отсутствуют ткани и органы. Большинство видов таких растений являются водорослями. Поглощение всех необходимых веществ происходит при помощи всего тела.

Высшие растения в основном произрастают на суше. У них есть органы и ткани. Питательные вещества и влагу они получаются из земли. К тому же им необходимо подниматься над поверхностью почвы для осуществления процесса фотосинтеза.

Семенные растения подразделяются на покрытосеменные и голосеменные. Большинство видов являются покрытосеменными, то есть их семена образуются внутри плодов. Голосеменные тоже формируют семена, но у них нет защитного слоя. Вместо этого они покрыты чешуйками. В данную группу входит примерно 700 видов деревьев и кустарников.

Царство грибов тоже является довольно многочисленным. Учёные долго считали их растениями, но в итоге на основании исследований сделали вывод, что их необходимо выделить в отдельное царство.

Грибы неспособны самостоятельно синтезировать питательные вещества. Они питаются готовой органикой, как и животные.

Грибы могут быть одноклеточными и многоклеточными. Среди одноклеточных наиболее распространёнными являются дрожжи.

Общая информация о вирусах

В состоянии покоя по внешнему виду вирусы похожи на кристаллы. Они не проявляют никаких признаков жизни. Но после попадания внутрь живой клетки сразу начинает размножаться.

Хоть вирусы и похожи на объекты неживой природы, из-за способности к размножению их считают живыми существами. Им не требуется питание.

Микробиолог Дмитрий Ивановский был первым, кто предположил, что вирусы могут существовать. В 1892 году он занимался изучением болезней растений. Тогда он выдвинул гипотезу, что причиной поражения полей табака был вирус.

Через 6 лет голландский ботаник Мартин Бейеринк повторил опыты Ивановского. Он тоже пришёл к выводу, что существуют ранее неизвестные микроорганизмы.

Годом открытия вирусов считается 1892 г. Ивановского и Бейеринка относят к первопроходцам в вирусологии, хотя впервые эти микроорганизмы получилось рассмотреть только в 30-х года прошлого века, когда был открыт электронный микроскоп.

Характеристика бактерий

Учёные считают бактерий наиболее древними организмами на планете. Предположительно они появились 305 млрд лет назад. На протяжении долгого времени эти микроорганизмы были единственными живыми существами на Земле.

Бактерии настолько маленькие, что их можно увидеть только при помощи микроскопа. Они находятся повсюду: в воде, воздухе, земле, на поверхности и внутри других организмов.

Это одноклеточные существа. Основной особенностью их строения считается то, что у них отсутствуют ядра. Стенки клеток бактерий похожи на клеточные оболочки растений. Форма может быть разной: цепочка, палочка, спираль, сфера.

Существуют подвижные и неподвижные бактерии. У подвижных есть жгутики для плавания.

Видовое разнообразие на земле очень велико. Чтобы его систематизировать, всех существ подразделяют на царства, типы и классы. Для учёта вымирающих видов во многих странах заводят Красные книги, списки редких и исчезающих живых организмов. А для сохранения видового богатства люди создают заповедники, национальные парки и генетические банки данных.

Источник