Taksonomija (bioloģija): definīcija, klasifikācija un piemēri

Taksonomija bioloģijā ir process, kurā organismi tiek sadalīti līdzīgās grupās, pamatojoties uz noteiktiem kritērijiem. Dabas zinātnieki izmanto taksonomijas atslēgu, lai identificētu augus, dzīvniekus, čūskas, zivis un minerālus pēc to zinātniskā nosaukuma.

Piemēram, mājas kaķis ir Felis catus: ģints un sugas nosaukums, ko 1758. gadā piešķīra zviedru botāniķis Kerola Linneja, “taksonomijas tēvs.”

Starptautiskie pētnieki izmanto zinātniskus nosaukumus, lai izprastu dzīvo organismu kopīgās īpašības un evolūcijas vēsturi. Noteikt, ka savdabīga jauna suga ir putns, taksonomistiem ir tikai sākumpunkts. The Amerikas Dabas vēstures muzejs lēš, ka ir aptuveni 18 000 putnu sugu ar unikālām pazīmēm, kas, piemēram, sarežģī identifikāciju.

Taksonomiskajā klasifikācijā tiek izmantota sistēma binomālā nomenklatūra patīk Homo sapiens; ģints vārds ir rakstīts ar lielo burtu, un abi vārdi ir kursīvā, pat rakstot par vienu sugu vai tikai par ģints atsevišķi.

Taksonomija ir zinātne par organismu aprakstīšana, nosaukšana un klasificēšana ar pieaugošu specifiku. Latīņu vārdi tiek izmantoti pasaules klasifikācijas sistēmā, kas iet no plašām līdz konkrētām kategorijām. Zinātniekiem ir vajadzīga vienota nosaukumu sistēma, lai sarunātos par jauniem un retāk sastopamiem dzīvnieku, augu, protistu un citu organismu veidiem.

Katru organismu identificē ar a divu vārdu zinātniskais nosaukums (iepriekš minētā ģints un suga). Piemēram, ģenēriskajā grupā ir daudz dažādu priežu veidu Pinus (šī ir ģints). Konkrēts priežu veidi, piemēram, plaši pazīstamā Ponderosa priede, sauc par Pinus ponderosa (otrais vārds ir sugas nosaukums). Kad ģints nosaukums jau ir minēts rakstiskā avotā, ģints bieži tiek saīsināts līdz iniciāļiem, kā tas ir P. ponderosa.

Taksonomija faktiski ietver visu secīgi šaurāku kategoriju hierarhiju, ģints un sugas šaurākā, detalizētākā galā. Domēni ir lielākā un plašākā kategorija.

Zinātnieki parasti lieto Trīs domēnu sistēma attēlot dzīvo būtņu evolūcijas vēsturi, balstoties uz ideju, ka visām šūnām ir kopīga a vismazāk universālais kopīgais sencis (LUCA), kas pārtapa trīs jumta jomās: prokariots Arheja, prokariots Baktērijas un eikariots Eukarja. Domēni tiek iedalīti tālāk valstībā, patvērumā, klasē, kārtībā, ģimenē, ģintī un sugās.

Ņemiet vērā, ka kursīvs ir tikai ģints un sugas nosaukums:

• Domēns: Eukarja.
  
• Karaliste: Animalia.
  
• Patvērums: Chordata.
  
• Klase: Mammalia.
  
• Pasūtījums: Primāti.
  
• Ģimene: Homindae _._
• Ģints: Homo.
• Sugas: H. sapiens (mūsdienu cilvēks).
  

Taksonomisko grupu noteikšana parāda, kā dzīvās būtnes ir savstarpēji saistītas. Zinātnieki izmanto uzvedību, ģenētiku, embrioloģiju, salīdzinošo anatomiju un fosilos ierakstus, lai klasificētu organismu grupu ar kopīgām īpašībām. A universālā nomenklatūras sistēma atvieglo saziņu starp pētniekiem, kas veic līdzīgus pētījumus.

Rietumu pasaulē Aristotelim un viņa aizbildnim Teofrastam tiek piedēvēti pirmie zinātnieki, kas taksonomiju izmantoja, lai izprastu dabas pasauli. Aristoteļa klasifikācijas sistēma grupēja dzīvniekus ar salīdzināmām pazīmēm ģintīs (tas ir daudzskaitlī ģints), līdzīgs pašreizējam mugurkaulnieku un bezmugurkaulnieku sadalījumam.

Saskaņā ar Londonas Līnena biedrība, Karolusa (Karla) Linnēne ir pazīstama kā “taksonomijas tēvs” un tiek uzskatīta par pionieri ekoloģijas jomā. Linnēne ir pazīstamā autore Systema Naturae, kuras pirmais izdevums tika publicēts 1735. gadā. Linnē izveidoja vienoto nosaukumu hierarhiju, kas joprojām tiek izmantota šodien, ar šo divu vārdu binomālās nomenklatūras sistēmu.

Linnaean (arī rakstīts kā Linnean) sistēma sadala dzīvi divās daļās karaļvalstis: Animalia un Vegetabilia, kas lielā mērā balstās uz morfoloģiju.

Čārlza Darvina slavenais darbs Par sugu izcelsmi paplašināja 18. gadsimta Linnaean klasifikācijas sistēmu, iekļaujot phyla (vienskaitlī: phylum) un evolūcijas attiecības. Franču zoologs Jean-Baptiste Lamarck nošķīra mugurkaulniekus no bezmugurkaulniekiem.

Vācu zinātnieks Ernsts Hekels (dažreiz uzrakstīts arī kā Hekkls) ieviesa a dzīvības koks ar trim karaļvalstīm: Animalia, Plantae un Protista.

Pagājušā gadsimta 40. gados ornitologs un Amerikas Dabas vēstures muzeja kurators Ernsts Mejs veica revolucionāru atklājumu evolucionārajā bioloģijā. Mejers novēroja, ka izolētas populācijas nejaušo mutāciju un dabiskās atlases rezultātā attīstās atšķirīgi. Galu galā atšķirības rada jaunu sugu. Viņa atklājumi atklāja jaunu procesu speciācija un taksonomiskā klasifikācija.

Taksonomisti ir kā detektīvi; viņi veic rūpīgus novērojumus un uzdod daudz jautājumu, lai atrisinātu noslēpumu. A taksonomijas atslēga ir rīks, kas piedāvā virkni divkosīgi taksonomijas jautājumi bioloģijā, kas prasa atbildi “jā” vai “nē”. Izvadīšanas procesā atslēga ļauj identificēt paraugu. Ir dažādi atslēgu veidi, un taksonomisti ne vienmēr vienojas par klasifikācijas shēmu.

Piemēram:

1. Vai tam ir vairāk nekā astoņas kājas? Ja jā, dodieties uz nākamo jautājumu. Ja nē, pārejiet pie 5. jautājuma.
2. Vai tam ir savienotas antenas? Ja jā, dodieties uz nākamo jautājumu. Ja nē, pārejiet pie 6. jautājuma.
3. Vai tam ir segmentēts korpuss? Ja jā, dodieties uz nākamo jautājumu. Ja nē, pārejiet pie 7. jautājuma.
4. Vai lielākajā daļā segmentu tam ir viens pāris saplacinātu kāju? Ja jā, tas ir simtkājis. Ja nē, tas ir tūkstoškājis.
5. Vai tam ir sešas kājas? Ja jā, dodieties uz nākamo jautājumu. Ja nē, pārejiet pie 9. jautājuma.

Kad zinātnieki sastopas ar nepazīstamiem organismiem, tiek izmantotas vairākas stratēģijas, lai pozitīvi identificētu. Pētījumi, ģenētiskā testēšana, taksonomijas atslēgas un sadalīšana var palīdzēt sašaurināt iespējas.

Ja atbilstība netiek atrasta, eksemplārs var būt jauns atklājums. Tajā brīdī zinātnieki uzraksta aprakstu, šķiro to taksonomiskajā grupā un piešķir zinātnisku nosaukumu, izmantojot standarta latīņu nosaukumu sistēmas formātu.

Mūsdienu taksonomija, veicot identifikāciju, ņem vērā organisma fiziskās īpašības, taču lielāks uzsvars tiek likts uz evolūcijas vēsturi. Kokam līdzīga diagramma, kas pazīstama kā a kladogramma tiek izmantots, lai parādītu, kā sugas hipotētiski sazarojas evolūcijas laikā un tiek sauktas iegūtās pazīmes atvasinātās īpašības. Atvasinātie varoņi ir novatoriskas iezīmes, kas attīstījās nesen ciltsrakstā.

Piemēram, par atvasinātām īpašībām uzskata zobus un nagus, kas vēlāk parādās ciltsrakstā un kuru senčiem nebija.

Dzīve nepārtraukti pielāgojas un attīstās. Labvēlīgas iezīmes uzlabo izdzīvošanas iespējas un, visticamāk, tās tiks nodotas pēcnācējiem. Evolūcijas attiecības nosaka, salīdzinot līdzības un atšķirības dzīvās būtnēs, kurām ir kopīgs sencis. Kladogrammu varētu izmantot, lai ilustrētu, kā bruņurupuči, čūskas, putni un dinozauri ietilpst, piemēram, Reptilia klasē.

The filoģenētiskais koks ir klasifikācijas sistēma, kas organizē organismus pēc evolucionārām attiecībām. Dzīvības kokam ir vairākas zari, kas izriet no kopēja priekšteča.

Katrs koka mezgls atspoguļo atšķirību dažādās sugās. Divas sugas ir cieši saistītas, ja tām atšķirības brīdī ir kopīgs nesenais sencis.

Taksonomiskā klasifikācija atklāj aizraujošas saites starp dažādiem organismiem. Piemēram, saskaņā ar filoģenētisko klasifikācijas sistēmu putni ir cieši saistīti ar krokodiliem un dinozauriem. Putni attīstījās no spalvainiem dinozauriem, kas pirms miljoniem gadu neizzuda.

Putni pieder rāpuļu diapsīdu grupai, un krokodili attīstījās no arhosuriem - diapsīdu apakškopas.

Tehnoloģiju attīstība ir uzlabojusi taksonomijas precizitāti, klasificējot dzīvos organismus. DNS un RNS analīze šūnās var atklāt neparedzamas līdzības starp dažādām sugām.

Piemēram, grifiem un stārķiem ir līdzīgi gēni, kas apzīmē kopīgu senču. Pamatojoties uz DNS pierādījumiem, Smitsonijas Nacionālais dabas vēstures muzejs norāda, ka mūsdienu cilvēkiem un šimpanzēm pirms 6-8 miljoniem gadu bija kopīgs sencis.

Jaunās tehnoloģijas nāk kritiskā brīdī Zemes vēsturē. Saskaņā ar Amerikas Dabas vēstures muzejs, var draudēt izmiršanas notikums.

Piemēram, klimata pārmaiņas var izraisīt masveida izmiršana miljoniem sugu, kuras pat vēl nav nosauktas. Datorizēta klasifikācija palīdz taksonomistiem identificēt jaunas sugas, pirms tās izzūd, ļaujot pētniekiem, iespējams, tās izglābt.