Na tym blogu zazwyczaj używamy termów związanych z klasyfikacją istot żywych i ich filogenezą. Ze względu na trudność tych termów, w tym poście wyjaśnimy je dla osób wprowadzających do tematu.

Przed wprowadzeniem w temat, konieczne jest wyjaśnienie dwóch pojęć, które są zazwyczaj mylone: systematyka i taksonomia.

Systematyka jest nauką o klasyfikacji i rekonstrukcji filogenezy, oznacza to, że jest odpowiedzialna za rekonstrukcję pochodzenia i zróżnicowania taksonów (jednostek, które chcemy sklasyfikować, takich jak gatunek, rodzina czy rząd).

Z drugiej strony, taksonomia to nauka o zasadach klasyfikacji naukowej, porządku i nazewnictwie organizmów.

Innymi słowy, podczas gdy systematyka jest odpowiedzialna za tworzenie systemów klasyfikacji, które są reprezentowane przez drzewa, taksonomia ustanawia zasady i metody identyfikacji, nazewnictwa i klasyfikacji każdego gatunku w różnych kategoriach taksonomicznych w oparciu o systematykę.

ABOUT SPECIES AND BEYOND

Nie możemy zacząć mówić o tym, jak klasyfikować gatunki, nie wiedząc, co to jest gatunek i inne poziomy klasyfikacji organizmów.

CO TO JEST GATUNEK?

W ciągu historii podano kilka definicji pojęcia gatunek z różnymi podejściami.

• Morfologiczna koncepcja gatunku: gatunek to grupa organizmów o stałych i istotnych cechach, które reprezentują wzór lub archetyp. Koncepcja ta jest obecnie całkowicie odrzucana, mimo że cechy morfologiczne są wykorzystywane w przewodnikach do identyfikacji gatunków.

• Biologiczna koncepcja gatunku: gatunek to grupa naturalnych populacji, które rozmnażają się między sobą i są reprodukcyjnie odizolowane oraz mają swoją własną niszę w przyrodzie. Tak więc gatunek ma wspólnego przodka i dzieli się cechami o stopniowej zmienności. Ta definicja ma pewne problemy: ma zastosowanie tylko do gatunków z reprodukcją płciową i nie ma zastosowania do gatunków wymarłych.
• Ewolucyjna koncepcja gatunku: gatunek jest pojedynczą linią przodków-populacji potomnych, która zachowuje swoją tożsamość przed innymi liniami i ma swoje tendencje ewolucyjne i historyczne przeznaczenie. Podejście to i podejście biologiczne są w istocie komplementarne, ponieważ mówią o różnych zjawiskach.
• Filogenetyczna koncepcja gatunku: według tego punktu widzenia gatunek to nieredukowalna grupa organizmów, diagnostycznie odróżniająca się od innych podobnych grup, wewnątrz której istnieje macierzysty wzorzec przodków i potomków. Ten punkt widzenia obejmuje rozmnażanie płciowe i bezpłciowe.

PONAD GATUNKI

Gatunki są klasyfikowane w systemie hierarchicznym opartym na większej liczbie kategorii taksonomicznych. Od najwyższej do najniższej kategorii, organizmy mogą być klasyfikowane w: Domena> Królestwo> Azyl> Klasa> Rząd> Rodzina> Rodzaj> Gatunek> Podgatunki> Odmiana> Postać.

Podajemy przykład: wyobraźmy sobie psy. Psy, podobnie jak wilk, są zaliczane do tego samego gatunku: Canis lupus, ale pies jest podgatunkiem Canis lupus familiaris. Nazewnictwo gatunku to jego rodzaj (Canis), po którym następuje epitet właściwy (lupus). Inne kategorie taksonomiczne psów to: Domena Eukarya, Królestwo Zwierząt, Phylum Chordata, Subphylum Vertebrata, Klasa Mammalia, Order Carnivora i Rodzina Canidae.

JAK REKONSTRUKUJE SIĘ DRZEWO ŻYCIA?

Aby zrekonstruować drzewo życia, czyli zależności między żyjącymi i wymarłymi gatunkami (filogeneza), wykorzystujemy cechy. Cechy są cechami organizmów, które służą do badania zmienności wewnątrz gatunków i między nimi.

Do rekonstrukcji filogenezy wykorzystuje się cechy wspólne dla różnych taksonów. Musimy rozróżnić dwa rodzaje podobieństwa: gdy podobieństwo cech jest wynikiem wspólnego rodowodu nazywamy je homologią, natomiast gdy nie jest wynikiem wspólnego rodowodu nazywamy je homoplazją.

Prawdopodobnie łatwiej będzie to zrozumieć na przykładzie. Skrzydła sów i przepiórek są podobne, bo mają to samo pochodzenie (homologia), ale skrzydła owadów, ptaków i nietoperzy, mimo że pełnią tę samą funkcję, nie mają tego samego pochodzenia (homoplazja).

Są trzy rodzaje homoplazji:

• Paralelizm: stan ancestralny zmiennej cechy (plezjomorficzny) jest obecny u wspólnego przodka, ale stan pochodny (apomorficzny) wyewoluował niezależnie. Przykładem jest rozwój czteroprzedziałowego serca u ptaków i ssaków.
• Konwergencja: w tym przypadku cecha homoplastyczna nie jest obecna u wspólnego przodka. Struktury powstałe w wyniku konwergencji nazywane są analogicznymi. Przykładem są skrzydła owadów i ptaków.
• Wtórna utrata lub rewersja: polega na rewersji cechy do stanu, który wygląda na przodka. Wygląda więc na stary stan, ale w rzeczywistości jest pochodną.

Istnieją różne rodzaje cech, które są wykorzystywane do uporządkowania istot żywych: morfologiczne, strukturalne, embriologiczne, paleontologiczne, etologiczne, ekologiczne, biochemiczne i molekularne.

Gatunki, które mają wspólne stany pochodne danej cechy tworzą klady, a cecha ta jest znana jako synapomorfia. Synapomorfie są cechami, które powstały u wspólnego przodka i są obecne u tego przodka i wszystkich jego potomków. Tak więc, gruczoły mlekowe są synapomorfią ssaków.

Po wyselekcjonowaniu cech, kilka szkół klasyfikacyjnych wykorzystuje je w różny sposób, aby uzyskać najlepsze relacje między istotami żywymi.