טקסונומיה (ביולוגיה): הגדרה, סיווג ודוגמאות

טקסונומיה בביולוגיה היא תהליך של הצבת אורגניזמים לקבוצות דומות על סמך קריטריונים מסוימים. מדעני הטבע משתמשים במפתח טקסונומיה לזיהוי צמחים, בעלי חיים, נחשים, דגים ומינרלים לפי שמם המדעי.

לדוגמא, חתול בית הוא פליס קאטוס: סוג וסוג מינים שהוקצה בשנת 1758 על ידי הבוטנאי השוודי קרולוס לינאוס, ה "אבי הטקסונומיה.”

חוקרים בינלאומיים משתמשים בשמות מדעיים כדי להבין את המאפיינים המשותפים ואת ההיסטוריה האבולוציונית של אורגניזמים חיים. הקביעה שמין חדש ומוזר הוא ציפור היא רק נקודת התחלה עבור הטקסונומים. ה המוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע מעריך שיש כ 18,000 מינים של ציפורים עם תכונות ייחודיות שמסבכות את הזיהוי, למשל.

סיווג טקסונומי משתמש במערכת של מינוח בינומי כמו הומו ספיינס; המילה לסוג באותיות רישיות, ושתי המילים מנוסחות, גם כשכותבים על מין יחיד או רק על הסוג בלבד.

טקסונומיה היא המדע של תיאור, שמות וסיווג אורגניזמים עם סגוליות הולכת וגוברת. שמות לטיניים משמשים במערכת סיווג עולמית שעוברת מקטגוריות רחבות לקטגוריות ספציפיות. מדענים זקוקים למערכת אחידה של שמות על מנת לנהל שיחות משמעותיות על סוגים חדשים ולא נדירים של בעלי חיים, צמחים, פרוטיסטים ואורגניזמים אחרים.

כל אורגניזם מזוהה על ידי שם מדעי בן שתי מילים (הסוג והמין הנ"ל). לדוגמא, ישנם סוגים רבים ושונים של אורנים בתוך הקבוצה הגנרית של פינוס (זה הסוג). ספֵּצִיפִי סוגי אורנים, כמו אורן פונדרוסה הידוע בדרך כלל, נקרא בשם המדעי פינוס פונדרוסה (המילה השנייה היא שם המין). כאשר שם הסוג כבר הוזכר במקור כתוב, הסוג מקוצר לרוב לראשי תיבות, כמו ב- פ. פונדרוסה.

הטקסונומיה כוללת למעשה היררכיה שלמה של קטגוריות צרות יותר ברציפות, כאשר הסוג והמין נמצאים בקצה הצר והמפורט יותר. תחומים הם הקטגוריה הגדולה והרחבה ביותר.

מדענים בדרך כלל משתמשים ב- מערכת שלוש תחומים כדי לתאר את ההיסטוריה האבולוציונית של יצורים חיים בהתבסס על הרעיון שכל התאים חולקים a האב הקדמון המשותף הכי פחות אוניברסלי (LUCA) שהתפתח לשלושה תחומי מטריה: הפרוקריוטי ארכאה, פרוקריוטי בַּקטֶרִיָה ואיקריוטי אוקריאיה. תחומים מחולקים בהמשך לממלכה, פילום, מעמד, סדר, משפחה, סוג ומין.

שים לב שרק שמות של סוגים ומינים נטויים:

• תְחוּם: אוקריאיה.
  
• מַלְכוּת: בעלי חיים.
  
• מַעֲרָכָה: Chordata.
  
• מעמד: ממליה.
  
• להזמין: פרימטים.
  
• מִשׁפָּחָה: Homindae _._
• סוּג: הומו.
• מִין: ח. סאפיינס (אנושי מודרני).
  

זיהוי קבוצות טקסונומיות מראה כיצד יצורים חיים קשורים זה לזה. מדענים משתמשים בהתנהגות, גנטיקה, אמבריולוגיה, אנטומיה השוואתית ורשומות מאובנים כדי לסווג קבוצה של אורגניזמים עם מאפיינים משותפים. א מערכת המינוח האוניברסלית מאפשרת תקשורת בין חוקרים שעורכים מחקרים דומים.

בעולם המערבי, אריסטו ובני טיפוחו, תיאופרסטוס, זוכים להיות החוקרים הראשונים שהשתמשו בטקסונומיה כדי להבין את עולם הטבע. מערכת הסיווג של אריסטו קיבצה בעלי חיים עם מאפיינים דומים לסוגים (זהו הרבים של סוּג), בדומה לחלוקה הנוכחית של חוליות חוליות וחסרי חוליות.

על פי האגודה Linnean של לונדון, קרולוס (קרל) לינאוס ידוע בתור "אבי הטקסונומיה" ונחשב לחלוץ בתחום האקולוגיה. לינאוס חיבר את הידוע Systema Naturaeהמהדורה הראשונה שלה פורסמה בשנת 1735. לינאוס קבע את ההיררכיה למתן שמות אחידה שעדיין נהוגה עד היום עם אותה מערכת של שתי מילים של המינוח הבינומי.

המערכת לינאנית (נכתבה גם בשם ליניאנית) חילקה את החיים לשניים ממלכות: בעלי חיים ו צמחוניות, מבוסס בעיקר על מורפולוגיה.

יצירתו המפורסמת של צ'רלס דרווין על מקור המינים הרחיב את מערכת הסיווג הלינאית של המאה ה -18 לכלול פילות (יחיד: פילום) ויחסים אבולוציוניים. הזואולוג הצרפתי ז'אן בפטיסט למארק הבחין בין חוליות חוליות וחסרי חוליות.

המדען הגרמני ארנסט האקל (לפעמים גם מאוית בשם האקל) הציג א עץ החיים עם שלוש ממלכות: בעלי חיים, פלאנטה ו פרוטיסטה.

בשנות הארבעים של המאה העשרים ערך ארנסט מאייר, אורניטולוג ואוצר במוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע, תגלית פורצת דרך בביולוגיה האבולוציונית. מאייר ציין כי אוכלוסיות מבודדות מתפתחות באופן שונה כתוצאה ממוטציות אקראיות ובחירה טבעית. בסופו של דבר, ההבדלים מולידים זן חדש. ממצאיו שופכים אור חדש על התהליך של speciation וסיווג טקסונומי.

טקסונומים הם כמו בלשים; הם עושים תצפיות מדוקדקות ושואלים שאלות רבות כדי לפתור תעלומה. א מפתח טקסונומיה הוא כלי המציג סדרה של שאלות טקסונומיות דיכוטומיות בביולוגיה הדורשת תשובה "כן" או "לא". בתהליך החיסול, המפתח מוביל לזיהוי הדגימה. ישנם סוגים שונים של מפתחות, וטקסונומים לא תמיד מסכימים על תכנית סיווג.

לדוגמה:

1. האם יש לו יותר משמונה רגליים? אם כן, עבור לשאלה הבאה. אם לא, עבור לשאלה 5.
2. האם יש לו אנטנות משותפות? אם כן, עבור לשאלה הבאה. אם לא, עבור לשאלה 6.
3. האם יש לו גוף מפולח? אם כן, עבור לשאלה הבאה. אם לא, עבור לשאלה 7.
4. האם יש לו זוג רגליים שטוחות ברוב הסגמנטים? אם כן, זה מרבה רגליים. אם לא, מדובר באלפי רבב.
5. האם יש לו שש רגליים? אם כן, עבור לשאלה הבאה. אם לא, עבור לשאלה 9.

כאשר מדענים נתקלים באורגניזמים לא מוכרים, משתמשים בכמה אסטרטגיות לצורך זיהוי חיובי. מחקר, בדיקות גנטיות, מפתחות טקסונומיה וניתוח יכולים לעזור לצמצם את האפשרויות.

אם לא תמצא התאמה, הדגימה עשויה לייצג תגלית חדשה. בשלב זה מדענים כותבים תיאור, ממיינים אותו לקבוצה טקסונומית ומקצים שם מדעי באמצעות פורמט מערכת השמות הלטינית הסטנדרטית.

הטקסונומיה המודרנית שוקלת את התכונות הפיזיות של אורגניזם בעת הזדהות, אך דגש רב יותר מושם על ההיסטוריה האבולוציונית. תרשים דמוי עץ המכונה a קלדוגרמה משמש כדי להראות כיצד מינים הסתעפו באופן היפותטי במהלך האבולוציה ותכונות נרכשות נקראות מאפיינים נגזרים. דמויות נגזרות הן תכונות חדשניות שהתפתחו לאחרונה בשושלת היוחסין.

לדוגמא, שיניים וטפרים המופיעים מאוחר יותר בשושלת שלא היו באבות הקדומים נחשבים למאפיינים נגזרים.

החיים כל הזמן מסתגלים ומתפתחים. תכונות מועילות משפרות את סיכויי ההישרדות וסבירות גבוהה יותר שתועבר לצאצאים. מערכות יחסים אבולוציוניות נקבעות על ידי השוואת דמיון והבדלים ביצורים חיים החולקים אב קדמון משותף. ניתן להשתמש בקלוגרמה כדי להמחיש כיצד צבים, נחשים, ציפורים ודינוזאורים משתלבים במעמד של רפטיליה, למשל.

ה עץ פילוגנטי היא מערכת סיווג המסדרת אורגניזמים לפי יחסים אבולוציוניים. לעץ החיים מספר ענפים הנובעים מאב קדמון משותף.

כל צומת על העץ מייצג סטייה למינים שונים. שני מינים קשורים זה לזה אם הם חולקים אב קדמון משותף לאחרונה בנקודת סטייה.

סיווג טקסונומי מגלה קשרים מרתקים בין אורגניזמים שונים. למשל, ציפורים קשורות קשר הדוק לתנינים ודינוזאורים, על פי מערכת הסיווג הפילוגנטית. ציפורים התפתחו מדינוזאורים נוצות שלא נכחדו לפני מיליוני שנים.

ציפורים שייכות לקבוצת הדיפסידים הזוחלים, והתנינים התפתחו מארכוזאורים, תת קבוצה של דיאפסידים.

ההתקדמות הטכנולוגית שיפרה את דיוק הטקסונומיה בעת סיווג אורגניזמים חיים. ניתוח של DNA ו- RNA בתאים יכול לחשוף קווי דמיון לא חשודים בין מינים שונים.

למשל, נשרים וחסידות חולקים גנים דומים המציינים אב קדמון משותף. בהתבסס על עדויות DNA, ה- המוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע של סמיתסוניאן מעיד על כך שבני אדם ושימפנזים מודרניים חלקו אב קדמון משותף לפני 6-8 מיליון שנים.

טכנולוגיה חדשה מגיעה בזמן קריטי בהיסטוריה של כדור הארץ. על פי המוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע, אירוע הכחדה עשוי לבוא.

לדוגמה, שינויי אקלים עשויים להוביל ל הכחדה המונית של מיליוני מינים שעדיין לא זכו לשם. סיווג בעזרת מחשב מסייע לטקסונומים לזהות מינים חדשים לפני שהם נכחדים, ומאפשר לחוקרים להציל אותם.