TAKSONOMIA SYSTEMATYKA

Transkrypt

1 TAKSONOMIA SYSTEMATYKA

2 DEFINICJE Systematyka - nauka zajmująca się badaniem różnorodności organizmów, sporządzaniem ich opisów, katalogowaniem i klasyfikacją. Taksonomia - dziedzina nauk biologicznych zajmująca się teorią i praktyką tworzenia systemów klasyfikacyjnych organizmów, przede wszystkim zaś opisem i tworzeniem taksonów. Jest poddyscypliną systematyki. 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

3 PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄ Gatunek definicja Mayr a Gatunek - grupa naturalnych, krzyżujących się populacji, rozrodczo izolowanych od innych takich grup. 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. Możliwa wymiana genów GATUNEK 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?

4 SPECJACJA Brak wymiany genów GATUNEK Bariera: - geograficzna - czasowa - behawioralna i socjalna GATUNEK 1 GATUNEK 2

5 PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄ Problem 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

6 PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄ Mieszańce miedzygatunkowe Lygrys = tygrysica lew Tyglew = lwica tygrys Samice mogą być płodne - wiemy że samice lygrysa i tyglewa zaszły w ciążę i urodziły młode. Czy na pewno samce są bezpłodne? lygrys Fot. Linar Salakhiev Li-lygrys = lygrysica lew

7 PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄ Mieszańce międzygatunkowe Pelophylax ridibundus, syn. Rana ridibunda Żaba śmieszka Pelophylax lessonae, syn. Rana lessonae Żaba jeziorkowa Pelophylax esculentus, syn. Rana esculenta Żaba wodna Klepton, produkuje gamety wyłącznie z genów śmieszki Przykład dwóch gatunków, które tworzą płodnego mieszańca.

8 PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄ Gatunki 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 Podobnym gatunkiem jest mewa srebrzysta (Larus argentatus) i wilczomlecz (Euphorbia tithymaloides), wójcik zielony (Phylloscopus trochiloides) ring species = gatunek pierścieniowy

9 PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄ Gatunki efemeryczne Kot z Iriomote (Prionailurus iriomotensis) endemit żyjący tylko na wyspie Iriomote (284 km 2 ) 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.

10 PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄ Rośliny rozmnażające się wegetatywnie Problem nie tylko z wyróżnieniem gatunku, ale także osobnika Genet osobnik złożony z wielu modułów zwanych rametami. Ramety połączone kłączami (rozłogami) nazywamy polikormonem. Polikorm oczeretu jeziornego Schoenoplectus lacustris Lomatia tasmanika jeden jedyny osobnik (polikorm) rosnący w pd-zach Tasmanii, złożony z kilkuset ramet rosnących na powierzchni 1.2 km 2. Ma około lat, z tym że poszczególne ramety żyją do kilkudziesięciu lat. Jest to jedyny przedstawiciel swojego gatunku.

11 PROBLEMY Z KLASYFIKACJĄ NATURALNĄ Gatunek 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.

12 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

13 CO MUSI ZNAĆ BIOLOG 1. Biolog musi prawidłowo nazwać gatunek i zaszeregować go do odpowiedniej grupy taksonomicznej musi obecnym i przyszłym pokoleniom jednoznacznie powiedzieć co bada i analizuje. 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.

14 NAZWA GATUNKU Gatunki nazywamy według zasad obowiązujących przy tworzeniu i stosowaniu nazw naukowych taksonów organizmów żywych nomenklatura zoologiczna, nomenklatura botaniczna. 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) 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.

15 NAZEWNICTWO MIESZAŃCÓW Mieszaniec wegetatywny u roślin roślina powstała przez zaszczepienie na jednym gatunku innego. 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 Myrtillocactus geometrizans +Gymnocalycium friedrichii 'Hobotan' Nazwa mieszańca generatywnego = nazwa gatunku A nazwa gatunku B rodzaj (nazwa gatunkowa A)(nazwa gatunkowa B) nowa nazwa rodzajowa, gatunkowa rodzaj nowa nazwa gatunkowa

16 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

17 TAKSONY WYŻSZE Gdzie przeciąć gałęzie drzewa filogenetycznego? czyli Jakie przyjąć kryterium w grupowaniu gatunków aby utworzyć grupy monofiletyczne i cechujące się dobrą charakterystyką?

18 DLACZEGO SYSTEMATYKA MUSI SIĘ ZMIENIAĆ? Klasyfikacja owodniowców owodniowce Typ: Strunowce Podtyp: Kręgowce Gromady: Ryby Płazy Gady Ptaki Ssaki zauropsydy diapsydy synapsydy (ssaki) anapsydy (żółwie) lepidozaury archozaury hatterie łuskonośne krokodyle ptaki 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?

19 PODSTAWOWE POZIOMY TAKSONOMICZNE Zwierzęta i królestwa dawniej należące do zwierząt Pl. Lat. Eng. Królestwo Typ Gromada Rząd Rodzina Plemię Rodzaj Gatunek Regnum Phylum Classis Ordo Familia Tribus Genera Species Kingdom Phylum Class Order Family Tribe Genus Species Rośliny i królestwa dawniej należące do roślin Pl. Lat. Eng. Królestwo Typ (od 1993) Gromada Klasa Rząd Rodzina Rodzaj Gatunek Regnum Phylum Divisio Classis Ordo Familia Genera Species Kingdom Phylum Division Class Order Family Genus Species

20 CO MUSI ZNAĆ BIOLOG Obok nazwy gatunku, rodziny biolog musi znać nazwy taksonów wyższego rzędu dla badanego gatunku zaszeregowanie taksonomiczne.

21 SYSTEMATYKA ŹRÓDŁA 1. Catalogue of Life Indexing the world's known species 2. The Integrated Taxonomic Information System (ITIS) 3. National center for biotechnology information (NCBI) 4. Paleobiology database 5. Encyclopedia of Life (EOL) eol.org Zamieszcza wymienione internetowe bazy danych dotyczące systematyki

22 SYSTEMATYKA RADZENIE SOBIE Z NADMIAREM INFORMACJI Catalogue of Life ITIS NCBI Paleobiology database Muridae Clethrionomys Myomorpha Muridae Arvicolinae Clethrionomys Rodentia Sciurognathi Muroidea Cricetidae Arvicolinae Myodes Myodonta Muroidea Eumuroidea Cricetidae Arvicolinae Myodini Myodes Clethrionomys glareolus Myodes glareolus nornica ruda Myodes glareolus czy Clethrionomys glareolus?

23 CATALOGUE OF LIFE Procariota Archea Bacteria Viruses Eucariota Animalia Chromista Fungi Plantae Protozoa NCBI Taxonomy 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 Do 2012 roku NAJWYŻSZY POZIOM TAKSONOMICZNY Po 2012 roku Catalogue of life Animalia Archea Bacteria Chromista Fungi Plantae Protozoa Viruses NCBI Root Archaea Bacteria Eukaryota Viroids Viruses Other Unclassified

24 NAJWYŻSZY POZIOM TAKSONOMICZNY supergrupy Sposób na przyszłą systematykę - korzenia drzewa taksonomicznego? Źródło: Image:Filogenia-cloroplastos 2004.gif

25 SYSTEMATYKA STAN OBECNY Środek wielkich porządków przy szybkim obiegu informacji 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)

26 PODSUMOWANIE 1. Biolodzy nie uczą się systematyki na pamięć 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.

27 Koniec