TAKSONOMIA SYSTEMATYKA - biol.uw.edu.pl · Taksonomia - dziedzina nauk biologicznych zajmująca...
Transcript of TAKSONOMIA SYSTEMATYKA - biol.uw.edu.pl · Taksonomia - dziedzina nauk biologicznych zajmująca...
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.