урок "Бінарна номенклатура. Історія розвитку систем класифікації організмів"

10 клас                                         Урок № 14                                   дата

Тема. Бінарна номенклатура. Історія розвитку систем класифікації організмів

Мета: сформувати в учнів поняття про бінарну номенклатуру в систематиці; розвивати знання учнів про історію розвитку систематики. Розвивати навички роботи із додатковою літературою. Виховати в учнів інтерес до пізнання.

Обладнання: додаткова література, Інтернет.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація навчальної діяльності

• Що таке систематика?
• Значення систематики.
• Основні систематичні категорії.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

ІV. Вивчення нового матеріалу

В ході бесіди учні заповнюють таблицю:

Історія систематики живих організмів

Незаперечний факт, що систематика виникла з потреб практики. У найдавніші часи людина, збираючи ягоди і плоди, полюючи на тварин, вибирала корисні з них і уникала отруйних, шкідливих і небезпечних. Таким чином виникла потреба відрізняти одні організми від інших і давати їм певні назви. Інформацію передавали від покоління до покоління усно, тобто “з уст в уста”. Саме тому древні епоси, саги, думи багаті відомостями про живі істоти, їхні особливості, поведінку тощо.

Давньогрецький вчений Аристотель був одним з найперших дослідників, який прагнув створити наукову систему тваринного світу. Він на підставі протилежних ознак (кровоносні – безкровні, крилаті -безкрилі) виділив декілька груп тварин. Проте, наприклад, кажани, птахи і метелики, які мають суттєві морфологічні й фізіологічні відмінності, опинилися в одній групі. Ще один суттєвий недолік системи Аристотеля полягав у тому, що поряд з напрочуд точними описами тварин, які він виконував особисто, у нього знаходимо описи фантастичних істот, яких ніхто не бачив, але чув про них від інших оповідачів, очевидно, здатних фантазувати. Всього Аристотель описав 482 види тварин.

Одна з найперших спроб класифікувати рослин належить Теофрастові. Він на підставі даних про будову різноманітних органів описав понад 500 рослин. У своїх працях Теофраст наводить класифікацію середземноморської флори, в якій виділяє декілька груп рослин, зокрема, дерева, чагарники, напівчагарники, трави. У кожній з груп визрізняє листопадні й вічнозелені, культурні й дикорослі, квіткові й ті, що не утворюють квітів, харчові, лікарські та медоносні рослини. Така класифікація була штучною і не відображала природної близькості між рослинами. Теофраста називають “батьком ботаніки”.

Багатий матеріал про рослин і тварин зібрано у період розквіту Римської імперії. Зокрема, у творах Плінія Старшого (І ст. до н. е.) описано тисячу рослин. Особлива увага приділяється лікарським і плодовим. Грецький лікар Діоскорид (І ст. після н. Христа) у праці “Про лікарські засоби” описав понад 500 видів лікарських рослин.

Протягом перших століть нової ери кількість відомих рослин значно збільшується. У середньовіччі з’являються так звані “Травники” – друковані твори, у яких поряд із зображенням рослини міститься опис її зовнішнього вигляду та властивостей, звісно, латинською мовою. Описи були великі й безсистемні, тому розібратися в них було дуже складно. Ще складніше було порівняти такі описи між собою.

Наприкінці XV і особливо в XVI ст. в епоху Великих географічних відкриттів простежується швидкий розвиток різноманітних наук, зокрема опис нових видів живих істот. З усіх кінців світу привозили невідомі рослини й тварини, для яких створювали ботанічні сади та звіринці. Вважають, що перший ботанічний сад у Європі створив Матвій Сільватік в італійському місті Салерно 1309 року. Ботанічні сади наукового значення також започатковані в таких містах Італії, як Падуя (1525) та Піза (1544).

На початку XVI ст. Л. Гіні віднайшов спосіб збереження рослин шляхом їх висушування між листками паперу і цим започаткував гербаризацію рослин. Це сприяло розширенню ботанічних досліджень, давало змогу порівнювати рослини, зібрані в різних країнах і в різний час, обмінюватися ними з ботанічними садами університетів, формувати гербарії, або як їх тоді називали “сухі сади”. Зібраний великий фактичний матеріал з різних континентів потребував наукового узагальнення.

Першою штучною системою рослинного світу стала система італійського ботаніка А. Чезальпіно, опублікована 1583 року у Флоренції під назвою “16 книг про рослин”. Автор описав 1000 рослин, з яких 840 квіткових. У побудові системи він використовує різні ознаки плодів, насіння, але вважав, що ознаки вегетативних органів не можуть бути підставою для класифікації тому, що вони надто мінливі. Важливо й те, що А. Чезальпіно вперше відійшов від прагматичного, господарського підходу. Класифікуючи рослини, він спирався на об’єктивні ознаки, властиві рослинам. Отже, незважаючи на штучність цієї системи, за її допомогою вдалося виявити деякі родинні зв’язки між рослинами, зокрема, на родовому рівні.

У XVII ст. звернули увагу на необхідність складання коротких і чітких описів рослин та їхніх назв. Систематизація зібраного матеріалу потребувала саме таких описів рослин і тварин. Особлива заслуга у формуванні коротких описів належить К. Баугіну (1560-1624), який п’ятнадцятьма-двадцятьма словами охарактеризував понад 6000 видів рослин. Назва рослини складалася з двох частин, що свідчить про інтуїтивне розмежування ним роду і виду.

Поняття “виду” вперше визначив англійський вчений Джон Рей (1628-1705). Він же висловив думку про те, що види достатньо постійні, але не є незмінними. Дж. Рей вперше розділив квіткових рослин на одно- і дводольні. Поняття “роду” вперше сформулював французький вчений Ж. Турнефор (1656-1708), який також застосував бінарну назву організмів.

Завершує створення штучних систем видатний шведський вчений К. Ліней. Він, відкинувши попередній поділ рослин на дерева, чагарники і трави, будує свою систему за морфологічними ознаками статевих органів рослин (тичинок і маточок) і створює власну систему класифікації рослинного і тваринного світу.

Усі відомі на той час рослини К. Ліней поділяє на 24 класи. У 23 класи він об’єднує насінні рослини, які називає явношлюбними, а в 24-й – спорові рослини, назвавши їх таємношлюбними. (На той час процес запліднення цих рослин ще був невідомий). Перші 13 класів учений виділяє на підставі кількості тичинок у квітці, а саме: перший клас – однотичинкові, другий – двотичинкові, третій – тритичинкові -і так до 13-го класу. Наступні 14-й і 15-й класи він виділяє за відмінностями в довжині тичинок і далі для кожного класу визначає різні ознаки. До 23-го класу зачисляє так звані “багатошлюбні” рослини, в яких на одній особині є різностатеві квітки. До цього класу, зокрема, належить усім нам відомий ясен звичайний (Fraxinus excelsior L.).

Система К. Лінея спростила вивчення рослин. Цьому сприяли короткі й чіткі описи, побудовані за єдиним планом. Учений запровадив у науковий вжиток близько тисячі нових термінів і понять, якими користуємося й тепер. Особисто К. Ліней описав понад 1500 нових видів рослин. Він виявив чітку підпорядкованість між такими систематичними категоріями як царство – клас -порядок – рід – вид. У 1753 р. опубліковано працю К. Лінея “Види рослин” (Species plantarum), у якій описано 10 тис. видів рослин. К. Ліней усвідомлював недоліки своєї системи і наприкінці життя створив природну систему, яка, загалом, відображала зв’язок “потомків з предками”. Вона складалася з 67 порядків, більшість яких збігається з нині прийнятими родинами. Однак більшість сучасників К. Лінея не змогли належно оцінити цієї праці, тоді як його штучна система отримала всезагальне визнання й широке поширення.

Створення природних систем належить дослідникам наступних поколінь. Цей період розпочинається виходом у світ 1789 року праці французького ботаніка Антуана Жюсьє (1748-1836) “Роди рослин”. Дядько Антуана Жюсьє – Бернард Жюсьє – багато років був директором королівського ботанічного саду у Версалі. Він розсадив рослини на грядках за новою системою. Обґрунтування системи викладено в каталозі, який опубліковано вже після смерті автора. Звісно, що А. Жюсьє у своїй праці скористався досвідом і працею Б. Жюсьє. Він розподілив відомі йому 20 тис. видів рослин на 100 порядків. Виділення родин ґрунтувалося на об’єктивних ознаках квіток, суцвіть, плодів, насіння тощо. Родини об’єднані в 15 класів. Багато класів рослин виявилися штучними, але родини в абсолютній більшості залишилися природними і збереглися малозміненими в нинішніх класифікаціях. Отже, система класифікації рослин А. Жюсьє відіграла важливу роль у розвитку наукової систематики, оскільки відображала родинні зв’язки між систематичними таксонами.

Серед інших природних класифікацій XIX ст. добре відома система швейцарського ботаніка О. Декандоля, опублікована в двотомній праці “Спроба природної системи” (1817-1821).

Родинні зв’язки між явно- і таємношлюбними рослинами з’ясував В. Гофмейстер. Після цього чітко визначилося й місце голонасінних між папоротеподібними й квітковими рослинами. Водночас учені щораз частіше звертаються до питання про зміну видів. Найвиразніше про це висловився Ж. Ламарк (1744-1829), який вважав, що зміну видів зумовлюють зміни природного довкілля і що ці зміни відбуваються “за законами природи, а не внаслідок втручання чуда”.

Корінний перелом у всіх галузях природознавства і насамперед у біології відбувся після опублікування праці Ч. Дарвіна “Походження видів…” (1859). Еволюційна теорія стала науковим підмурком філогенетичної системи класифікації, дала змогу обґрунтувати розвиток організмів від найпростіших до сучасних, простежити філогенез живої природи на нашій планеті.

З пізніших систем великою популярністю користується система визначного німецького систематика А. Енглера (1844-1930), вперше опублікована 1887 року. Це єдина система того часу, яка детально розроблена до родів, а в окремих випадках і до видів рослин. За цією системою розміщені рослини майже в усіх гербаріях світу. Ця праця вченого перевидавалася 12 разів.

Із сучасних систематиків варто назвати ім’я А. Тахтадж’яна (1910-1998), який розробив філогенетичну систему квіткових рослин, що отримала широке визнання як “система Тахтадж’яна”. Для побудови цієї системи вчений використав не тільки морфологічні, а й цитологічні, біохімічні, фізіологічні та інші критерії. Популярною серед учених є його праця, присвячена флористичному районуванню суходолу – “Флористичні області Землі” (1978).

V. Закріплення вивченого матеріалу

Учні висловлюють свої думки про головних дослідників систематики

VІ. Підсумок уроку

VІІ. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал конспекту