Презентація: Біорізноманіття. Біосистематика

Біорізноманіття. Біосистематика

Біорізноманіття. Міжнародний день біологічного різноманіття, який оголосила Генеральна Асамблея ООН для залучення уваги до проблем біорізноманіття, що є основною умовою існування біосфери. Цей день весь світ відзначає 22 травня, починаючи з 2000.

Термін біологічне різноманіття запропонований Томасом Лавджоєм у 1980, біорізноманіття — Едвардом Вілсоном у 1986, у доповіді на першому Американському форумі з біологічного різноманіття, організованому Національною Радою Досліджень. Біорізноманіття. Едвард Вілсон

Біорізноманіття. Біорізноманіття – це мінливість живої природи всередині видів, між видами та між екосистемами. Всі типи біорізноманіття – генетичне, видове й екосистемне – пов’язані між собою. Генетичне різноманіття забезпечує видове, різноманітність екосистем створює умови для видоутворення. Основні типи біорізноманіття. Генетичне. Видове. Екосистемне

Біорізноманіття. Генетичне біорізноманіття – це сукупність генофондів різних популяцій одного виду. Видова різноманітність – це сукупність видів, що населяють певний ареал. Екосистемне (ландшафтне) біорізноманіття – це сукупність унікальних і типових лісових, степових, морських та інших угрупувань.

Біорізноманіття. Причиною еволюції біорізноманіття є протиріччя між умовами середовища, що постійно змінюються, і спадковістю живої природи. На формування біорізноманіття впливають зовнішні (геологічні, кліматичні) та внутрішні (рекомбінація генів, горизонтальне перенесення генів) чинники.

Біорізноманіття. В еволюції живого на Землі постійно збільшувалося біорізноманіття біосистем різних рівнів організації під дією еволюційних чинників. Це рушійні чинники еволюції (природний добір) та елементарні чинники еволюції (популяційні хвилі, ізоляція, дрейф генів). Еволюція біорізноманіття тісно пов’язана з еволюцією екосистем на неї суттєво впливають екологічні (абіотичні, біотичні та антропічні) чинники.

Методи біосистематики. Біосистематика (від грец. συστηματική – упорядкований) – наука, що описує, називає й класифікує існуючі та вимерлі організми. Найпоширенішим класичним методом біосистематики є порівняльно-морфологічний. Сучасні методи:хемосистематика (вивчення складу речовин й особливостей обміну речовин);каріосистематика (дослідження хромосомного набору різних видів);геносистематика (вивчення нуклеотидного складу ДНК і РНК у різних організмів);молекулярна систематика (аналізі генетичного матеріалу).

Напрями біосистематики. Основні напрями:цифровий (фенетика);еволюційний (філістика);філогенетичний (кладистика).

Напрями біосистематики. Фенетична систематика ґрунтується на загальній подібності організмів і може не відображати філогенетичні зв’язки. Родовідне дерево у цьому випадку називається дендрограмою. Еволюційна систематика ґрунтується на знаннях еволюційних відносин між спорідненими групами й подібності багатьох ознак організмів.

Напрями біосистематики. Філогенетична систематика – напрям біосистематики, що визначає еволюційні взаємини серед різних видів на Землі, як сучасних, так і вимерлих. Інша назва напряму – кладистика (від грец. κλάδος – гілка), оскільки організми класифікують у порядку їхнього відгалуження від еволюційного дерева, попри морфологічну схожість. Результатом є діаграми, що їх називають кладограмами. Віллі Генніґ

Напрями біосистематики. Філогенетична систематика – напрям біосистематики, що визначає еволюційні взаємини серед різних видів на Землі, як сучасних, так і вимерлих. Інша назва напряму – кладистика (від грец. κλάδος – гілка), оскільки організми класифікують у порядку їхнього відгалуження від еволюційного дерева, попри морфологічну схожість. Результатом є діаграми, що їх називають кладограмами.

Концепції фенетичної, патристичної відстані та кладистичного зв’язкуфенетична відстаньпатрична відстанькладистичні зв’язки. C та D мають більш недавнього спільного предка, ніж з видом BЧас. Будова. Наведена діаграма показує еволюційні та морфологічні зв’язки між чотирма таксонами A, B, C і D: А та В найбільш подібні фенетично: морфологічна різниця найменша;B і C є найбільш схожими еволюційно: кількість змін, що розділяють їх є найменшою;C і D найбільш тісно пов'язані кладистично: з трьох точок розгалуження в дереві вони мають більш недавнього спільного предка, ніж будь-яка інша пара в дереві. За аналогією зі справжнім деревом, A та B — це кінчики гілок, які розташовані найближче один до одного на зовнішній стороні дерева, попри те, що вони знаходяться на різних гілках. B і C найближче одне до одного, що легко “перестрибнути”. C і D знаходяться на одній ніжці, всупереч тому, що кінці далеко один від одного.

Розділи біосистематики. Відповідно до завдань, що стоять перед систематикою, у її складі виокремлюють розділи – таксономію та номенклатуру. Таксономія (від грец. τάξις — порядок та νόμος — закон) вивчає принципи, методи й правила класифікації; це теорія класифікації. Головна мета біологічної таксономії – створення природної системи органічного світу та з’ясування філогенетичноїспорідненості.

Розділи біосистематики. Біологічна номенклатура вивчає систему наукових назв та правил найменування груп живих організмів, об’єднаних за певними спорідненими зв’язками. Для зведення цих правил існують спеціальні номенклатурні кодекси:«Міжнародний кодекс ботанічної номенклатури»;«Міжнародний кодекс зоологічної номенклатури»;«Міжнародний кодекс номенклатури прокаріотів». Також окремо діє «Міжнародний комітет з таксономії вірусів».

Номенклатурні кодекси:«Міжнародний кодекс ботанічної номенклатури» ІСВN з 1952 р. Принцип незалежності номенклатур полягає в тому, що ботанічна номенклатура незалежна від зоологічної та бактеріологічної. Принцип типіфікації полягає у тому, що застосування назв таксономічних груп застосовується за допомогою номенклатурних типів. Принцип пріоритету полягає у тому, що номенклатура таксономічної групи заснована на пріоритеті в оприлюдненні. Принцип унікальності назв полягає у тому, що визначена таксономічна група може мати лише одну унікальну назву, окрім певних винятків. Принцип універсальності назв полягає у тому, що наукові назви таксономічних груп розглядаються, як латинські, незалежно від походження. Принцип зворотної сили полягає у тому, що правила номенклатури, прийняті в наш час, розповсюджуються на усі постанови, прийняті раніше, лише якщо їх дія не обмежена. Принцип незалежності від таксономії полягає у тому, що правила номенклатури не залежать від поглядів таксономістів на класифікацію тієї чи іншої групи.

Номенклатурні кодекси:«Міжнародний кодекс зоологічної номенклатури» ІСZN з 1961 р. Засада біномінальної номенклатури: назва виду (але не таксона будь-якого іншого рангу) є сполученням двох назв (біноменом). Назви підвидів (триномени) або підродів (інтеркалярні назви) задовольняють вимогам засади біномінальності. Засада пріоритету: чинною назвою таксона є найстарша з придатних назв за умови, що цю назву не було знечинено або іншій назві не було надано першості. Засада невтручання у таксономічні судження: Кодекс не визначає, які види (роди) включати до таксона, який ранг йому надати, чи вважати дві назви належними до одного виду, чи однієї назви до багатьох. Дія Кодексу лежить у сфері поводження з назвами, а не з реальними біологічними об'єктами. Засада типіфікації (принцип типіфікації): назвоносний тип номінального виду — екземпляр (або серія екземплярів) — type specimen(-s); назвоносний тип номінального роду (підроду) — вид — type species; назвоносний тип номінальної родини (над-, під-, триби) — рід — type genus.

Номенклатурні кодекси:«Міжнародний кодекс номенклатури прокаріотів» ICNP з 1975 р. Спочатку Міжнародний кодекс ботанічної номенклатури поширювався на бактерії, і в ньому зберігалися рекомендації для бактерії, до тих пір, поки вони не були ліквідовані на Міжнародному ботанічному конгресі 1975 року. Ранній Кодекс з номенклатури бактерій (Code for the nomenclature of bacteria) був затверджений на 4-му Міжнародному конгресі з мікробіології в 1947 році, але згодом був відхилений. Остання версія, яка була надрукована як книга, — це редакція 1990 року, але книга не відповідає чинним правилам. Редакція 2008 року була опублікована в International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Правила підтримуються Міжнародним комітетом з систематики прокаріотів (МКСП) (раніше Міжнародний комітет з систематичної бактеріології (МКСБ). Нові назви розглядаються МКСП на відповідність Правилам номенклатури та публікуються в IJSEM. Станом на 2011, формальне розділення ботанічного та бактеріологічного кодексів досі створює проблеми з номенклатурою певних груп.

Номенклатурні кодекси:«Міжнародний комітет з таксономії вірусів» ICTV з 1980-х р. Цілі: Розробка міжнародно визнаної таксономічної системи для вірусів. Розробка міжнародно визнаних назв для таксонів вірусів, у тому числі окремих видів та субвірусних агентів. Ознайомлення про зміни у таксонах вірусів, у тому числі міжнародним співтовариствам вірусологів та публікація в інтернеті. Підтримка списку назв вірусів. Підтримка бази даних ICTV в мережі інтернет, в якій міститься інформація про кожен таксон, а також назви всіх таксонів усіма основними мовами.

Номенклатурні кодекси:«Міжнародний комітет з таксономії вірусів» ICNP з 1980-х р. Основні засади ICTV номенклатури вірусів: Стабільність. Уникати або обмежувати використання назв, які можуть спричинити помилки або плутанину. Уникати створення надлишкових назв. Універсальна класифікація вірусів, створена ICTV, використовує дещо змінену систему біологічної систематики. Використовуються такі таксони: порядок, родина, підродина, рід та вид. Що стосується, коли віднесення виду до роду неоднозначно, але приналежність до сімейства немає сумнівів, вірус відносять до невизначеного роду родини. Стабільність систематики вірусів за версією ICTV є дуже високою. Кожен рід і кожен вид, що існував у 1980-х, існував принаймні до 2005 року.

Принципи наукової класифікаціїКласифікація (від лат. classis – розряд, facio – робити) – це розділ систематики, в якому живі організми розподіляють за певною системою ієрархічно організованих категорій-таксонів. Класифікувати організм певного виду – це визначити ступінь його подібності й відмінності від інших організмів та вказати місце в системі органічного світу.

Принципи наукової класифікаціїРозподіл організмів на групи здійснюється за допомогою систематичних категорій; цей принцип називають принципом ієрархії. За необхідності можуть бути використані проміжні категорії з префіксами над- чи під-, що додаються до основних (наприклад, підцарство, надцарство, підтип, надтип). Основною і найменшою одиницею класифікації є вид. Назва виду згідно з принципом бінарної номенклатури складається з двох слів: перше слово вказує на родову назву, а друге – на видовий епітет. Для порозуміння між науковцями різних країн щодо назв організмів в XVII ст. почали застосовувати міжнародну біологічну номенклатуру на основі латини.

Карл Лінней – шведський натураліст і медик. Описав 4200 видів тварин та розділив їх на шість класів: ссавці, птахи, амфібії, риби, черви та комахи. Рослини він розділив на 24 класи. Опублікував працю «Система Природи», яка вийшла вперше у 1735 році. Від Ліннея бере початок вся сучасна поширена номенклатура в зоології та ботаніці латинською мовою.

Для визначення місця виду в системі органічного світу використовуються систематичні (таксономічні) категорії: Домен (Надцарство археї, бактерії, еукаріоти)Царство. Тип. Відділ. Клас. Ряд. Порядок. Родина. Рід. Вид — основна одиниця

Систематика людини та тварин