Μάθετε πώς ταξινομούνται τα ζώα

Για αιώνες, η πρακτική της ονοματοδοσίας και ταξινόμησης των ζωντανών οργανισμών σε ομάδες αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της μελέτης της φύσης. Ο Αριστοτέλης (384 π.Χ.-322 π.Χ.) ανέπτυξε την πρώτη γνωστή μέθοδο ταξινόμησης οργανισμών, ομαδοποίησης οργανισμούς με τα μέσα μεταφοράς τους όπως ο αέρας, η γη και το νερό. Ένας άλλος φυσιοδίφης ακολούθησε με άλλα συστήματα ταξινόμησης. Αλλά ήταν Σουηδός βοτανολόγος, Carolus (Carl) Linnaeus (1707-1778) που θεωρείται πρωτοπόρος της σύγχρονης ταξινόμησης.

Στο βιβλίο του Systema Naturae, που δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά το 1735, ο Carl Linnaeus εισήγαγε έναν αρκετά έξυπνο τρόπο ταξινόμησης και ονομασίας οργανισμών. Αυτό το σύστημα, που τώρα αναφέρεται ως Ταξινομία Linnaean, έχει χρησιμοποιηθεί σε ποικίλους βαθμούς από τότε.

Η ταξινόμηση Linnaean κατηγοριοποιεί τους οργανισμούς σε μια ιεραρχία βασιλείων, τάξεων, παραγγελιών, οικογενειών, γένη, και είδη που βασίζονται σε κοινά φυσικά χαρακτηριστικά. Η κατηγορία του phylum προστέθηκε στο σύστημα ταξινόμησης αργότερα, ως ιεραρχικό επίπεδο ακριβώς κάτω από το βασίλειο.

Οι ομάδες στην κορυφή της ιεραρχίας (βασίλειο, τάξη, τάξη) είναι ευρύτερες στον ορισμό και περιέχουν α μεγαλύτερος αριθμός οργανισμών από τις πιο συγκεκριμένες ομάδες που είναι χαμηλότερες στην ιεραρχία (οικογένειες, γένη, είδος).

Με την ανάθεση κάθε ομάδας οργανισμών σε ένα βασίλειο, ένα φύλο, μια τάξη, μια οικογένεια, ένα γένος και ένα είδος, μπορούν τότε να χαρακτηριστούν μοναδικά. Η συμμετοχή τους σε μια ομάδα μας λέει για τα χαρακτηριστικά που μοιράζονται με άλλα μέλη της ομάδας ή τα χαρακτηριστικά που τα καθιστούν μοναδικά σε σύγκριση με οργανισμούς σε ομάδες στις οποίες δεν ανήκουν.

Πολλοί επιστήμονες εξακολουθούν να χρησιμοποιούν το σύστημα ταξινόμησης Linnaean σε κάποιο βαθμό σήμερα, αλλά δεν είναι πλέον η μοναδική μέθοδος για την ομαδοποίηση και τον χαρακτηρισμό οργανισμών. Επιστήμονες τώρα έχουν πολλούς διαφορετικούς τρόπους ταυτοποίησης οργανισμών και περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται μεταξύ τους.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα την επιστήμη της ταξινόμησης, θα βοηθήσουμε πρώτα να εξετάσουμε μερικούς βασικούς όρους:

• ταξινόμηση - τη συστηματική ομαδοποίηση και ονομασία οργανισμών με βάση κοινές δομικές ομοιότητες, λειτουργικές ομοιότητες ή εξελικτική ιστορία
• ταξινόμηση - η επιστήμη της ταξινόμησης οργανισμών (περιγραφή, ονομασία και ταξινόμηση οργανισμών)
• συστηματική - τη μελέτη της ποικιλομορφίας της ζωής και των σχέσεων μεταξύ των οργανισμών

Με την κατανόηση της ταξινόμησης, ταξινόμηση, και τη συστηματική, μπορούμε τώρα να εξετάσουμε τους διάφορους τύπους συστημάτων ταξινομήσεων που είναι διαθέσιμοι. Για παράδειγμα, μπορείτε να ταξινομήσετε οργανισμούς σύμφωνα με τη δομή τους, τοποθετώντας οργανισμούς που μοιάζουν παρόμοιοι στην ίδια ομάδα. Εναλλακτικά, μπορείτε να ταξινομήσετε οργανισμούς σύμφωνα με το εξελικτικό ιστορικό τους, τοποθετώντας οργανισμούς που έχουν κοινή καταγωγή στην ίδια ομάδα. Αυτές οι δύο προσεγγίσεις αναφέρονται ως φαινικές και κλασσικές και ορίζονται ως εξής:

• φαινομένων - μέθοδο ταξινόμησης οργανισμών που βασίζεται στη συνολική ομοιότητά τους στα φυσικά χαρακτηριστικά ή άλλα παρατηρήσιμα χαρακτηριστικά (δεν λαμβάνει υπόψη τη φυλογενία)
• κλασσική - μέθοδος ανάλυσης (γενετική ανάλυση, βιοχημική ανάλυση, μορφολογική ανάλυση) που καθορίζει τις σχέσεις μεταξύ οργανισμών που βασίζονται αποκλειστικά στο ιστορικό της εξέλιξης

Γενικά, χρησιμοποιείται η ταξινομία Linnaean φαινομένων για την ταξινόμηση των οργανισμών. Αυτό σημαίνει ότι βασίζεται σε φυσικά χαρακτηριστικά ή άλλα παρατηρήσιμα χαρακτηριστικά για την ταξινόμηση οργανισμών και εξετάζει το εξελικτικό ιστορικό αυτών των οργανισμών. Αλλά λάβετε υπόψη ότι παρόμοια φυσικά χαρακτηριστικά είναι συχνά το προϊόν της κοινής εξελικτικής ιστορία, έτσι ώστε η ταξινόμηση Linnaean (ή φαινομένων) αντανακλά μερικές φορές το εξελικτικό υπόβαθρο μιας ομάδας οργανισμούς.

Cladistics (που ονομάζεται επίσης φυλογενετική ή φυλογενετική συστηματική) εξετάζει το εξελικτικό ιστορικό των οργανισμών για να αποτελέσει το υποκείμενο πλαίσιο για την ταξινόμησή τους. Το Cladistics, ως εκ τούτου, διαφέρει από τις φαινοτυπίες στο ότι βασίζεται φιλογένεια (το εξελικτικό ιστορικό μιας ομάδας ή της γενεαλογίας), όχι στην παρατήρηση φυσικών ομοιότητων.

Όταν χαρακτηρίζουν το εξελικτικό ιστορικό μιας ομάδας οργανισμών, οι επιστήμονες αναπτύσσουν δέντρα παρόμοια με αυτά που ονομάζονται cladograms. Αυτά τα διαγράμματα αποτελούνται από μια σειρά από κλάδους και φύλλα που αντιπροσωπεύουν την εξέλιξη των ομάδων οργανισμών στο χρόνο. Όταν μια ομάδα χωρίζεται σε δύο ομάδες, το cladogram εμφανίζει έναν κόμβο, οπότε ο κλάδος προχωρά σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Οι οργανισμοί βρίσκονται ως φύλλα (στα άκρα των κλάδων).

Η βιολογική ταξινόμηση βρίσκεται σε συνεχή ροή. Καθώς η γνώση μας για τους οργανισμούς επεκτείνεται, αποκτούμε μια καλύτερη κατανόηση των ομοιοτήτων και των διαφορών μεταξύ των διαφόρων ομάδων οργανισμών. Με τη σειρά τους, αυτές οι ομοιότητες και διαφορές διαμορφώνουν τον τρόπο με τον οποίο εκχωρούμε τα ζώα στις διάφορες ομάδες (ταξί).

ταξινόμηση (pl. taxa) - ταξινομική μονάδα, μια ομάδα οργανισμών που έχει ονομαστεί

Η εφεύρεση του μικροσκοπίου στα μέσα του 16ου αιώνα αποκάλυψε ένα λεπτό κόσμο γεμάτο αμέτρητα νέους οργανισμούς που προηγουμένως διέφυγαν από την ταξινόμηση επειδή ήταν πολύ μικροσκοπικοί για να δουν με το γυμνό μάτι.

Κατά τη διάρκεια του περασμένου αιώνα, οι ταχείες εξελίξεις στην εξέλιξη και τη γενετική (καθώς και σε πλήθος συγγενών πεδίων όπως η κυτταρική βιολογία, η μοριακή βιολογία, η μοριακή γενετική και βιοχημεία, για να αναφέρουμε μόνο μερικούς) να αλλάζουμε διαρκώς την αντίληψή μας για το πώς οι οργανισμοί σχετίζονται μεταξύ τους και να ρίξουν νέο φως στην προηγούμενη ταξινομήσεων. Η επιστήμη αναδιοργανώνει συνεχώς τα κλαδιά και τα φύλλα του δέντρου της ζωής.

Οι τεράστιες αλλαγές σε μια ταξινόμηση που έχουν συμβεί σε όλη την ιστορία της ταξινομίας μπορεί να είναι καλύτερο κατανοητό από την εξέταση του τρόπου με τον οποίο τα υψηλότερα επίπεδα taxa (domain, kingdom, phylum) έχουν αλλάξει καθ 'όλη τη διάρκεια ιστορία.

Η ιστορία της ταξινομίας εκτείνεται μέχρι τον 4ο αιώνα π.Χ., μέχρι τις εποχές του Αριστοτέλης και πριν. Από την εμφάνιση των πρώτων συστημάτων ταξινόμησης, διαιρώντας τον κόσμο της ζωής σε διάφορες ομάδες με διάφορους σχέσεις, οι επιστήμονες έχουν αγωνιστεί με το καθήκον της διατήρησης της ταξινόμησης σε συγχρονισμό με την επιστημονική απόδειξη.

Τα τμήματα που ακολουθούν παρέχουν μια περίληψη των αλλαγών που έγιναν στο υψηλότερο επίπεδο της βιολογικής ταξινόμησης κατά την ιστορία της ταξινομίας.

Σύστημα ταξινόμησης με βάση: Παρατήρηση (φαινική)

Ο Αριστοτέλης ήταν από τους πρώτους που κατέγραψαν τη διαίρεση των μορφών ζωής σε ζώα και φυτά. Ο Αριστοτέλης ταξινόμησε τα ζώα σύμφωνα με την παρατήρηση, για παράδειγμα, ορίστηκε από ομάδες υψηλού επιπέδου ζώων είτε είχαν κόκκινο αίμα είτε όχι (αυτό αντικατοπτρίζει κατά προσέγγιση τη διαίρεση μεταξύ σπονδυλωτών και ασπονδύλων που χρησιμοποιούνται σήμερα).

• Plantae - φυτά
• Animalia - των ζώων

Σύστημα ταξινόμησης με βάση: Παρατήρηση (φαινική)

Το σύστημα των τριών βασιλέων, που εισήχθη από τον Ernst Haeckel το 1894, αντικατοπτρίζει τα μακρόχρονα δύο βασίλεια (Plantae και Animalia) που μπορούν να που δόθηκε στον Αριστοτέλη (ίσως πριν) και πρόσθεσε το τρίτο βασίλειο, το Protista που περιελάμβανε μονοκύτταρα ευκαρυωτικά και βακτήρια (προκαρυωτικά).

• Plantae - φυτά (κυρίως αυτοτροφικά, πολυκύτταρα ευκαρυωτικά, αναπαραγωγή από σπόρια)
• Animalia - ζώα (ετεροτροφικά, πολυκυτταρικά ευκαρυωτικά)
• Protista - μονοκλωνικά ευκαρυωτικά και βακτηρίδια (προκαρυωτικά)

Σύστημα ταξινόμησης με βάση: Παρατήρηση (φαινική)

Η σημαντική αλλαγή που εισήχθη από αυτό το σχήμα ταξινόμησης ήταν η εισαγωγή των βασικών βακτηριδίων. Αυτό αντανακλούσε την αυξανόμενη κατανόηση ότι τα βακτήρια (μονοκλωνικά προκαρυωτικά) ήταν πολύ διαφορετικά από τα μονοκύτταρα ευκαρυωτικά. Προηγουμένως, οι μονοκύτταροι ευκαρυώτες και τα βακτήρια (μονοκλωνικά προκαρυωτικά) ομαδοποιήθηκαν στο Βασίλειο Protista. Όμως, ο Copeland ανέβασε τις δύο Protista phyla του Haeckel στο επίπεδο του βασιλείου.

• Plantae - φυτά (κυρίως αυτοτροφικά, πολυκύτταρα ευκαρυωτικά, αναπαραγωγή από σπόρια)
• Animalia - ζώα (ετεροτροφικά, πολυκυτταρικά ευκαρυωτικά)
• Protista - ευκαρυώτες με μονοκύτταρα (έλλειψη ιστών ή εκτεταμένη κυτταρική διαφοροποίηση)
• Βακτήρια - βακτήρια (μονοκλωνικά προκαρυωτικά)

Σύστημα ταξινόμησης με βάση: Παρατήρηση (φαινική)

Το σύστημα ταξινόμησης του 1959 του Robert Whittaker προσέθεσε το πέμπτο βασίλειο στα τέσσερα βασίλεια του Copeland, τα βασιλικά μύκητα (μονήρεις και πολυκυτταρικοί οσμοτροφικοί ευκαρυώτες)

• Plantae - φυτά (κυρίως αυτοτροφικά, πολυκύτταρα ευκαρυωτικά, αναπαραγωγή από σπόρια)
• Animalia - ζώα (ετεροτροφικά, πολυκυτταρικά ευκαρυωτικά)
• Protista - ευκαρυώτες με μονοκύτταρα (έλλειψη ιστών ή εκτεταμένη κυτταρική διαφοροποίηση)
• Monera - βακτήρια (μονοκλωνικά προκαρυωτικά)
• Μύκητες (μονήρεις και πολυκυτταρικοί οσμοτροφικοί ευκαρυώτες)

Σύστημα ταξινόμησης με βάση: Εξέλιξη και μοριακή γενετική (Κλασσική / Φυλογενία)

Το 1977, ο Carl Woese επέκτεινε τα πέντε βασίλεια του Robert Whittaker για να αντικαταστήσει τα βασιλικά βακτηρίδια με δύο βασίλεια, τα Eubacteria και τα Archaebacteria. Τα αρχαϊκά βακτήρια διαφέρουν από τα Eubacteria στις γενετικές διαδικασίες μεταγραφής και μετάφρασης (στα Archaebacteria, η μεταγραφή και η μετάφραση έμοιαζαν περισσότερο με τους ευκαρυώτες). Αυτά τα διακριτικά χαρακτηριστικά δείχθηκαν με μοριακή γενετική ανάλυση.

• Plantae - φυτά (κυρίως αυτοτροφικά, πολυκύτταρα ευκαρυωτικά, αναπαραγωγή από σπόρια)
• Animalia - ζώα (ετεροτροφικά, πολυκυτταρικά ευκαρυωτικά)
• Eubacteria - βακτήρια (μονοκλωνικά προκαρυωτικά)
• Αρχαί Bacteria - προκαρυωτικά (διαφέρουν από τα βακτηρίδια στη γενετική μεταγραφή και μετάφραση τους, περισσότερο παρόμοια με τους ευκαρυώτες)
• Protista - ευκαρυώτες με μονοκύτταρα (έλλειψη ιστών ή εκτεταμένη κυτταρική διαφοροποίηση)
• Μύκητες - μονήρεις και πολυκυτταρικοί οσμοτροφικοί ευκαρυώτες

Σύστημα ταξινόμησης με βάση: Εξέλιξη και μοριακή γενετική (Κλασσική / Φυλογενία)

Το 1990, ο Carl Woese διατύπωσε ένα σύστημα ταξινόμησης που αναθεώρησε σημαντικά τα προηγούμενα συστήματα ταξινόμησης. Το σύστημα τριών τομέων που πρότεινε βασίζεται σε μελέτες μοριακής βιολογίας και κατέληξε στην τοποθέτηση οργανισμών σε τρεις τομείς.

• Βακτήρια
• Αρχαία
• Eukarya