TAKSONOMIA SYSTEMATYKA - biol.uw.edu.pl · Taksonomia - dziedzina nauk biologicznych zajmująca się teorią i praktyką ... Międzynarodowym Kodeks Nomenklatury Roślin Uprawnych

TAKSONOMIA

SYSTEMATYKA

Taksonomia - dziedzina nauk biologicznych zajmująca się teorią i praktyką

tworzenia systemów klasyfikacyjnych organizmów, przede wszystkim zaś

opisem i tworzeniem taksonów. Jest poddyscypliną systematyki.

DEFINICJE

Systematyka - nauka zajmująca się badaniem różnorodności organizmów,

sporządzaniem ich opisów, katalogowaniem i klasyfikacją.

Po co klasyfikujemy organizmy?

1. Dla opisu tego, co nas otacza – wystarczy klasyfikacja sztuczna.

Dla celów dydaktycznych

2. Dla celów poznawczych – klasyfikacja w oparciu o filogenezę

Dla celów naukowych

Populacja - grupa osobników tego samego gatunku, w obrębie której możliwa jest wymiana genów, zasiedlająca pewien obszar, izolowana barierami (genetycznymi, geograficznymi, etologicznymi) od innych podobnych grup.

PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄGatunek – definicja Mayr’a

Gatunek - grupa naturalnych, krzyżujących się populacji, rozrodczo izolowanych od innych takich grup.

Możliwa wymiana genów

1. Wymiana genów jest możliwa – ale nie

zachodzi z powodu izolacji przestrzennej.

2. Wymiana genów jest możliwa, ale rzadka z

różnych powodów.

3. Wymiana genów jest możliwa, ale

potomstwo jest bezpłodne, mniejpłodne,

chorowite...

….

Jak zdefiniować gatunek wśród osobników, które rozmnażają się wyłącznie

wegetatywnie, bez wymiany genów?

GATUNEK

SPECJACJA

GATUNEK

GATUNEK 1 GATUNEK 2

Brak wymiany

genów

Bariera:

- geograficzna

- czasowa

- behawioralna i socjalna

PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄProblem z wyróżnieniem gatunku

Przykład osobników tego samego gatunku, które

krzyżować się nie mogą.

Przykład osobników

różnych gatunków, które

krzyżować się mogą dając

płodne i zdrowe potomstwo

wilk pies

PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄMieszańce miedzygatunkowe

Lygrys = tygrysica lew

Tyglew = lwica tygrys

Samice mogą być płodne - wiemy że samice lygrysa i

tyglewa zaszły w ciążę i urodziły młode.

lygrys

Czy na pewno samce są bezpłodne?

Li-lygrys = lygrysica lew

Fot. Linar Salakhiev

PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄMieszańce międzygatunkowe

Pelophylax esculentus, syn. Rana esculentaŻaba wodna

Przykład dwóch gatunków, które tworzą płodnego mieszańca.

Pelophylax lessonae, syn. Rana lessonae Żaba jeziorkowa

Pelophylax ridibundus, syn. Rana ridibundaŻaba śmieszka

Klepton, produkuje gamety

wyłącznie z genów śmieszki

PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄGatunki pierścieniowe

Podgatunek 4 może się krzyżować z 5

Podgatunek 5 może się krzyżować z 6

Podgatunek 6 może się krzyżować z 7

Podgatunek 7 może się krzyżować z 1

Podgatunek 1 może się krzyżować z 2

Podgatunek 2 może się krzyżować z 3

Podgatunek 3 nie może się

krzyżować z 4

ring species =

gatunek pierścieniowy

Podobnym gatunkiem jest mewa

srebrzysta (Larus argentatus)

i wilczomlecz (Euphorbia

tithymaloides), wójcik zielony

(Phylloscopus trochiloides)

PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄGatunki efemeryczne

Kot z Iriomote (Prionailurus iriomotensis) endemit żyjący tylko na wyspie

Iriomote (284 km2)

Wywodzi się od kota

bengalskiego

(Prionailurus

bengalensis) i dawniej

uznawany za

podgatunek

Kiedy został uznany za gatunek, został wpisany do

Czerwonej Księdze Gatunków Zagrożonych, Japonia

uznała go za skarb narodowy.

Na wyspę Iriomote wpłynęły pieniądze przeznaczone na

ochronę. Ponadto stała się ona atrakcją turystyczną.

PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄRośliny rozmnażające się wegetatywnie

Problem nie tylko z wyróżnieniem gatunku, ale także osobnika

Genet – osobnik złożony z wielu modułów

zwanych rametami.

Polikorm oczeretu

jeziornego Schoenoplectus

lacustris

Ramety połączone kłączami (rozłogami)

nazywamy polikormonem.

Lomatia tasmanika – jeden

jedyny osobnik (polikorm)

rosnący w pd-zach

Tasmanii, złożony z

kilkuset ramet rosnących

na powierzchni 1.2 km2.

Ma około 43 600 lat, z

tym że poszczególne

ramety żyją do

kilkudziesięciu lat. Jest to

jedyny przedstawiciel

swojego gatunku.

PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄGatunek – definicja ewolucyjna

Gatunek ogół linii rodowych (sekwencja populacji) ewoluujących oddzielnie od innych.

Definicja ta umożliwia tworzenie drzew

filogenetycznych o charakterze dychotomicznym

Definicja ta umożliwia traktowanie gatunku jako

populacji zmieniającej się w czasie i trwającej od

chwili powstania (specjacji poprzedniego gatunku)

do chwili wymarcia lub specjacji na dwa gatunki

potomne.

Wady – nieokreślony status wielu istniejących

obecnie populacji, niemożliwość określenia

doświadczalnie czy osobniki są z tego samego czy

z różnych gatunków.

GATUNEK

Pomimo trudności definicyjnych gatunek jest to najbardziej

podstawowa rzecz, którą wyróżniają biolodzy

1. Pomijając mikroorganizmy na świecie żyje około 8 mln

gatunków

2. Znamy około 3 mln

3. Nazwanych, uznanych przez świat naukowy i wpisanych do

baz danych jest niecałe 2 mln

1. Biolog musi prawidłowo nazwać gatunek i zaszeregować go do

odpowiedniej grupy taksonomicznej – musi obecnym i przyszłym

pokoleniom jednoznacznie powiedzieć co bada i analizuje.

CO MUSI ZNAĆ BIOLOG

2. Aby znaleźć prace naukowe dotyczące danego gatunku biolog musi poznać

jego wszystkie egzystujące w nauce nazwy łacińskie, nazwy łacińskie

związane z zaszeregowaniem taksonomicznym, nazwy w języku

publikowanej pracy, często z datą/datami kiedy nazwa została zmieniona.

3. Biolog musi umieć powołać się na co najmniej jedno źródło, w którym

nazwy gatunków są uznawane za wiarygodne.

NAZWA GATUNKU

1. Międzynarodowy Kodeks Nomenklatury Zoologicznej (ang. International

Code of Zoological Nomenclature)

2. Międzynarodowy Kodeks Nomenklatury Botanicznej (ang. International Code

of Botanical Nomenclature, ICBN)

3. Międzynarodowym Kodeks Nomenklatury Roślin Uprawnych (ang.

International Code of Nomenclature for Cultivated Plants)

Gatunki nazywamy według zasad obowiązujących przy tworzeniu i stosowaniu nazw

naukowych taksonów organizmów żywych – nomenklatura zoologiczna, nomenklatura

botaniczna.

Binominalne nazewnictwo gatunków: (rodzaj i epitet gatunkowy + cytat)

„cytat” - nazwisko lub skrót nazwiska autora, który po raz pierwszy opisał dany

gatunek.

(L.)=(Linn.)=(Linneaus)

+ (w nomenklaturze botanicznej) autor zmian zaszeregowania

taksonomicznego

(L.) H. Karst.

NAZEWNICTWO MIESZAŃCÓW

Mieszaniec wegetatywny u roślin – roślina powstała przez zaszczepienie na jednym gatunku

innego.

Myrtillocactus

geometrizans

+Gymnocalycium

friedrichii 'Hobotan'

Mieszaniec generatywny u roślin – roślina powstała skrzyżowanie dwóch gatunków.

Nazwa mieszańca wegetatywnego =

nazwa gatunku A + nazwa gatunku B

rodzaj +(nazwa gatunkowa A)(nazwa gatunkowa B)

+ nowa nazwa rodzajowa, gatunkowa

rodzaj + nowa nazwa gatunkowa

Nazwa mieszańca generatywnego =

nazwa gatunku A nazwa gatunku B

rodzaj (nazwa gatunkowa A)(nazwa gatunkowa B)

nowa nazwa rodzajowa, gatunkowa

rodzaj nowa nazwa gatunkowa

CATALOGUE OF LIFE

„The Catalogue of Life is the most

comprehensive and authoritative

global index of species currently

available. It consists of a single

integrated species checklist and

taxonomic hierarchy. The Catalogue

holds essential information on the

names, relationships and

distributions of over 1.5 million

species. This figure continues to rise

as information is compiled from

diverse sources around the world.”

Data pierwszej publikacji 1997,

Aktualna siedziba zarządu – Natural Biodiversity Center, Amsterdam, Holandia

Każdego roku publikuje w Internecie nową wersję Catalogu’e of life, zmienioną w

oparciu o najnowsze badania

TAKSONY WYŻSZE

Gdzie przeciąć gałęzie

drzewa filogenetycznego?

Jakie przyjąć kryterium w

grupowaniu gatunków aby

utworzyć grupy

monofiletyczne i cechujące

się „dobrą” charakterystyką?

czyli

owodniowce

lepidozaury

synapsydy (ssaki)

zauropsydy

anapsydy (żółwie)

diapsydy

archozaury

hatterie

łuskonośne

krokodyle

ptaki

Typ: Strunowce

Podtyp: Kręgowce

Gromady:

Czy żółwie, hatterie, łuskonośne, krokodyle i

ptaki podnieść do rangi gromady likwidując

gady, czy zlikwidować gromadę ptaki i

wyróżnić niższy taki takson w gromadzie gady?

DLACZEGO SYSTEMATYKA MUSI SIĘ ZMIENIAĆ?

Klasyfikacja owodniowców

Ryby

Płazy

Gady

Ptaki

Ssaki

PODSTAWOWE POZIOMY TAKSONOMICZNE

Pl. Lat. Eng.

KrólestwoTypGromadaRządRodzina

PlemięRodzajGatunek

RegnumPhylumClassisOrdoFamilia

TribusGeneraSpecies

KingdomPhylumClassOrderFamily

TribeGenusSpecies

Pl. Lat. Eng.

KrólestwoTyp (od 1993)

GromadaKlasaRządRodzinaRodzajGatunek

RegnumPhylum

DivisioClassisOrdoFamiliaGeneraSpecies

KingdomPhylum

DivisionClassOrderFamilyGenusSpecies

Zwierzęta i

królestwa

dawniej

należące do

zwierząt

Rośliny i

królestwa

dawniej

należące do

roślin

CO MUSI ZNAĆ BIOLOG

Obok nazwy gatunku, rodziny biolog musi znać nazwy taksonów wyższego

rzędu dla badanego gatunku – zaszeregowanie taksonomiczne.

SYSTEMATYKA – ŹRÓDŁA

1. Catalogue of Life | Indexing the world's known species

www.catalogueoflife.org

2. The Integrated Taxonomic Information System (ITIS)

www.itis.gov

3. National center for biotechnology information (NCBI)

www.ncbi.nlm.nih.gov

4. Paleobiology database

www.paleobiodb.org

5. Encyclopedia of Life (EOL)

eol.org

Zamieszcza wymienione

internetowe bazy danych

dotyczące systematyki

SYSTEMATYKA – RADZENIE SOBIE Z

NADMIAREM INFORMACJI

Catalogue of Life ITIS NCBI Paleobiologydatabase

Rodentia

Muridae

Clethrionomys

Myomorpha

MuridaeArvicolinae

Clethrionomys

SciurognathiMuroidea

CricetidaeArvicolinae

Myodes

MyodontaMuroideaEumuroideaCricetidaeArvicolinaeMyodiniMyodes

Clethrionomys glareolus Myodes glareolus

nornica ruda

Myodes glareolus

czy

Clethrionomys glareolus?

NAJWYŻSZY POZIOM

TAKSONOMICZNY

CATALOGUE OF LIFE NCBI Taxonomy

Procariota

Archea

Bacteria

Viruses

Eucariota

Animalia

Chromista

Fungi

Plantae

Protozoa

Cellular organisms

Archaea

7 grup

Bacteria

28 grup

Eukaryota

Alveolata

Amoebozoa

Apusozoa

Centroheliozoa

Cryptophyta

Environmental samples

Euglenozoa

Fornicata

Glaucocystophyceae

Haptophyceae

Heterolobosea

Jakobida

Katablepharidophyta

Malawimonadidae

Opisthokonta

Metazoa

Fungi

Oxymonadida

Parabasalia

Rhizaria

Rhodophyta

Stramenopiles

Unclassified eukaryotes

Viridiplantae

NCBI

Root

Archaea

Bacteria

Eukaryota

Viroids

Viruses

Other

Unclassified

Catalogue of life

Animalia

Archea

Bacteria

Chromista

Fungi

Plantae

Protozoa

Viruses

Do 2012 roku

Po 2012 roku

NAJWYŻSZY POZIOM TAKSONOMICZNY

supergrupy

Źródło: Image:Filogenia-cloroplastos 2004.gif

Sposób na przyszłą

systematykę -

korzenia drzewa

taksonomicznego?

1. Ciągłe zmiany w zaszeregowaniu taksonomicznym różnych gatunków.

2. Likwidowanie i rozbijanie taksonów polifiletycznych na mniejsze jednostki.

3. Powstawanie szeregu taksonów podrzędnych i wydłużenie zaszeregowania

taksonomicznego gatunku ponad liczbę przyjętych poziomów

taksonomicznych.

4. Zmiany nazewnictwa różnych jednostek taksonomicznych, w tym także

gatunku (najczęściej poprzez zmianę nazwy rodzajowej)

SYSTEMATYKA – STAN OBECNYŚrodek wielkich porządków przy szybkim obiegu informacji

1. Biolodzy nie uczą się systematyki na pamięć

PODSUMOWANIE

2. Biolodzy wiedzą, gdzie informację taksonomiczną znaleźć.

3. Biolodzy wiedzą, jak radzić sobie z nadmiarem informacji, różnymi

zaszeregowaniami taksonomicznymi tego samego gatunku, jak to w pracy

przedstawić i zacytować źródła.

Koniec