systematyka organizmów
 
Encyklopedia
systematyka organizmów, dawniej taksonomia,
biol. dziedzina biologii zajmująca się wyróżnianiem (a więc również nazywaniem; biologiczne nazewnictwo) i naturalną klasyfikacją grup organizmów (taksonów).
Także analiza stosunków pomiędzy wyodrębnionymi w ten sposób jednostkami systematycznymi; regułami klasyfikacji i nazewnictwa systematycznego zajmuje się taksonomia; ściśle powiązana z systematyką organizmów jest także filogenetyka, która bada relacje pochodzenia i pokrewieństwa ewolucyjnego między jednostkami systematycznymi. Pierwszy układ systematyczny organizmów stworzył Arystoteles, który wyróżnił i opisał wiele gatunków zwierząt; zbliżone do siebie gatunki połączył w rodzaje, a następnie zastosował kryteria anatomiczne i fizjologiczne (np. obecność lub nieobecność czerwonej krwi; żyworodność, jajorodność lub samorodność) i w ten sposób wyodrębnił system grup wyższego rzędu, które z kolei uporządkował w drabinę jestestw. Arystotelesowski system klasyfikacji organizmów przetrwał wiele stuleci, choć brak w nim było jednoznacznych kryteriów wyodrębniania taksonów. Ściślejsze pojęcie gatunku jako podstawowej jednostki systematycznej (zbiór osobników podobnych do siebie w taki sposób, jak potomstwo jest podobne do rodziców) wprowadził angielski biolog J. Ray pod koniec XVII w. Konsekwentnie hierarchiczną klasyfikację organizmów stworzył dopiero szwedzki przyrodnik C. Linné (Systema Naturae 1735); wprowadził zasadę binominalnego nazewnictwa gatunków, ustalił kryteria jednostek systematycznych wyższego rzędu (rodzaje, rzędy, gromady i królestwa). Pod koniec XVIII w. B. i A.L. de Jussieu, A.P. de Candolle, J.B. Lamarck i G. Cuvier zapoczątkowali nowoczesną systematykę organizmów opartą na danych z anatomii porównawczej i embriologii. Istnienie naturalnej hierarchii organizmów w sposób przekonujący uzasadniała dopiero zaproponowana 1809 przez Lamarcka teoria ewolucji. Ostatecznie istnienie naturalnej hierarchii systematycznej ugruntowała rozpowszechniona w 2. połowie XIX w. teoria ewolucji Ch.R. Darwina. Od tego czasu hierarchię naturalną organizmów pojmuje się jako konieczną konsekwencję ewolucji świata organicznego, a jej odkrywanie jako drogę do rekonstrukcji pochodzenia ewolucyjnego poszczególnych grup systematycznych, czyli ich filogenezy. Do połowy XX w. podstawą w dochodzeniu do hierarchii naturalnej były dane anatomiczne i embriologiczne organizmów oraz informacje paleontologiczne o kolejności występowania rozmaitych kopalnych grup systematycznych. W 2. połowie XX w. coraz częściej zaczęto także uwzględniać cechy biochemiczne i genetyczne organizmów. Obecnie największą rolę odgrywa tzw. hybrydyzacja DNA, bezpośrednio porównująca ze sobą różne odcinki programu genetycznego badanych organizmów, oraz sekwencjonowanie DNA, czyli bezpośrednia rekonstrukcja struktury programu genetycznego. Niezależnie od natury analizowanych informacji we współczesnej systematyce organizmów można wyróżnić 3 zasadnicze metody badawcze. Klasyczna systematyka ewolucyjna, sformułowana najpełniej przez amerykańskich biologów: G.G. Simpsona (1961) i E. Mayra (1969), opiera się na zaproponowanej w XIX w. przez niemieckiego biologa E. Haeckla zasadzie potrójnego paralelizmu, tj. na równoczesnej analizie anatomoporównawczej, embriologicznej i paleontologicznej rozważanych grup systematycznych; występowanie wspólnych cech anatomicznych, biochemicznych lub genetycznych stanowi podstawę do identyfikacji grup monofiletycznych, natomiast zgodność następstwa skamieniałości z kolejnością stadiów embriogenezy pozwala na rekonstrukcję filogenezy tych grup. Krytycy tej metody zwracają uwagę na fakt, że co prawda występowanie cech wspólnych świadczy o pokrewieństwie między grupami systematycznymi, ale nic nie mówi o stopniu tego pokrewieństwa (np. obecność kręgosłupa u ptaków rozstrzyga o ich przynależności do kręgowców, ale nie wyjaśnia ich relacji do gadów czy ssaków); z kolei dane paleontologiczne są zawsze bardzo niekompletne, a często wręcz mylące jako źródło informacji o następstwie czasowym kopalnych organizmów; kolejność stadiów embriogenezy może się zaś zasadniczo różnić od kolejności stadiów filogenezy (np. wczesny rozwój łożyska u ssaków). Zasady systematyki ewolucyjnej nie dają też żadnych wskazówek, czy rozpoznawane grupy systematyczne traktować należy jako rodzaje, rodziny, czy też jako taksony jeszcze wyższego rzędu. Obecnie coraz większą rolę w systematyce organizmów odgrywa kladystyka, czyli systematyka filogenetyczna, której zasady sformułował 1950 W. Hennig. Współczesna kladystyka analizuje nie tylko anatomię organizmów (jak to proponował Hennig), ale także strukturę ich programu genetycznego. Według zasad kladystyki wszystkie jednostki systematyczne muszą mieć charakter holofiletyczny, tzn. muszą obejmować gatunek macierzysty i wszystkie jego gatunki potomne; żadna grupa systematyczna nie może też pochodzić od więcej niż jednego gatunku. Holofiletyczne grupy systematyczne wyróżnić można tylko na podstawie cech zjawiających się po raz pierwszy u gatunku macierzystego i dziedziczonych następnie przez jego gatunki potomne. Zjawianie się nowych cech stanowi zatem podstawę do klasyfikacji, a kolejność ich występowania w ewolucji tworzy naturalną hierarchię systematyczną. Trzecią ważną metodą współczesnej systematyki organizmów jest fenetyka, zwana także taksonomią numeryczną, której zasady sformułowali 1963 R.R. Sokal i P.H.A. Sneath. Fenetyka posługuje się analizą podobieństwa (lub niepodobieństwa) cech poszczególnych grup systematycznych jako jedynym kryterium ich klasyfikacji; jej reguły wymagają przy tym, by analizować wszystkie cechy, które tylko da się zaobserwować i opisać (najlepiej liczbowo). Klasyfikacja fenetyczna łączy ze sobą formy podobne, ale zupełnie niespokrewnione; tworzy zatem grupy polifiletyczne. Fenetyka coraz bardziej ustępuje teraz miejsca kladystyce, szerokie zastosowanie znajduje jednak w badaniach systematycznych opartych na analizie cech biochemicznych.
Antoni Hoffman
Bibliografia
W. HENNIG Grundzüge einer Theorie der phylogenetischen Systematik, Berlin 1950;
G.G. SIMPSON Principles of Animal Taxonomy, New York 1961;
R.R. SOKAL, P.H.A. SNEATH Principles of Numerical Taxonomy, San Francisco 1963;
E. MAYR Principles of Systematic Zoology, New York 1969.
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia