Taksonomia (biologia): definicja, klasyfikacja i przykłady

Taksonomia w biologii to proces umieszczania organizmów w podobnych grupach na podstawie określonych kryteriów. Przyrodnicy używają klucza taksonomicznego do identyfikacji roślin, zwierząt, węży, ryb i minerałów według ich naukowych nazw.

Na przykład kot domowy jest Felis catus: nazwa rodzajowa i gatunkowa nadana w 1758 roku przez szwedzkiego botanika Karol Linneusz, „ojciec taksonomii.”

Międzynarodowi badacze używają nazw naukowych, aby zrozumieć wspólne cechy i historię ewolucyjną żywych organizmów. Stwierdzenie, że osobliwym nowym gatunkiem jest ptak, to tylko punkt wyjścia dla taksonomów. Amerykańskie Muzeum Historii Naturalnej szacuje, że istnieje około 18 000 gatunków ptaków o unikalnych cechach, które utrudniają np. identyfikację.

Klasyfikacja taksonomiczna wykorzystuje system nomenklatura dwumianowa lubić Homo sapiens; słowo określające rodzaj jest pisane wielką literą, a oba słowa są pisane kursywą, nawet gdy pisze się o pojedynczym gatunku lub tylko o samym rodzaju.

Taksonomia jest nauką opisywanie, nazywanie i klasyfikowanie organizmów z rosnącą specyficznością. Nazwy łacińskie są używane w ogólnoświatowym systemie klasyfikacji, który przechodzi od ogólnych do określonych kategorii. Naukowcy potrzebują jednolitego systemu nazewnictwa, aby prowadzić sensowne rozmowy o nowych i niezwykłych typach zwierząt, roślin, protistów i innych organizmów.

Każdy organizm jest identyfikowany przez dwuwyrazowa nazwa naukowa (wspomniany rodzaj i gatunek). Na przykład istnieje wiele różnych rodzajów sosny w ramach ogólnej grupy Pinus (to jest rodzaj). Konkretny rodzaje sosen, takich jak powszechnie znana sosna Ponderosa, nosi naukową nazwę Pinus ponderosa (drugie słowo to nazwa gatunku). Gdy nazwa rodzaju została już wymieniona w źródle pisanym, rodzaj jest często skracany do inicjału, jak w str. ponderosa.

Taksonomia faktycznie obejmuje całą hierarchię kolejno węższych kategorii, z rodzajem i gatunkiem na węższym, bardziej szczegółowym końcu. Domeny to największa i najszersza kategoria.

Naukowcy powszechnie używają System trzech domen przedstawić ewolucyjną historię żywych istot w oparciu o ideę, że wszystkie komórki mają wspólny mianownik najmniej uniwersalny wspólny przodek (LUCA), który przekształcił się w trzy domeny parasolowe: prokariotyczną Archea, prokariotyczny Bakteria i eukariotyczne Eukarya. Domeny dzielą się dalej na królestwo, gromadę, klasę, porządek, rodzinę, rodzaj i gatunek.

Zauważ, że kursywą są tylko nazwy rodzajów i gatunków:

• Domena: Eukaria.
  
• Królestwo: Animalia.
  
• Gromada: Chordata.
  
• Klasa: Ssak.
  
• Zamówienie: Naczelne.
  
• Rodzina: Homindae_._
• Rodzaj: Homo.
• Gatunki: H. sapiens (współczesny człowiek).
  

Identyfikacja grup taksonomicznych pokazuje, w jaki sposób żywe istoty odnoszą się do siebie. Naukowcy wykorzystują zachowanie, genetykę, embriologię, anatomię porównawczą i zapisy kopalne, aby sklasyfikować grupę organizmów o wspólnych cechach. ZA uniwersalny system nomenklatury ułatwia komunikację między badaczami prowadzącymi podobne badania.

W świecie zachodnim Arystoteles i jego protegowany Teofrast są uważani za pierwszych uczonych, którzy używają taksonomii do zrozumienia świata przyrody. Arystotelesowski system klasyfikacji grupował zwierzęta o porównywalnych cechach w rodzaje (jest to liczba mnoga od rodzaj), podobny do obecnego podziału kręgowców i bezkręgowców.

Według Towarzystwo Linneuszowskie w Londynie, Carolus (Carl) Linneusz jest znany jako „ojciec taksonomii” i jest uważany za pioniera w dziedzinie ekologii. Linneusz był autorem znanego Systema Naturae, którego pierwsze wydanie ukazało się w 1735 roku. Linneusz ustanowił jednolitą hierarchię nazewnictwa, stosowaną do dziś z dwuwyrazowym systemem nomenklatury dwumianowej.

System Linneusza (zapisany również jako Linnean) dzielił życie na dwie części królestwa: Animalia i Vegetabilia, w dużej mierze oparty na morfologii.

Słynne dzieło Karola Darwina O pochodzeniu gatunków rozszerzył XVIII-wieczny system klasyfikacji Linneusza o gromady (liczba pojedyncza: gromada) i relacje ewolucyjne. Francuski zoolog Jean-Baptiste Lamarck dokonał rozróżnienia między kręgowcami a bezkręgowcami.

Niemiecki naukowiec Ernst Haeckel (czasami pisany również jako Haeckl) wprowadził drzewo życia z trzema królestwami: Animalia, Plantae i Protista.

W latach czterdziestych Ernst Mayr, ornitolog i kurator w Amerykańskim Muzeum Historii Naturalnej, dokonał przełomowego odkrycia w biologii ewolucyjnej. Mayr zaobserwował, że izolowane populacje ewoluują inaczej w wyniku losowych mutacji i doboru naturalnego. Ostatecznie różnice dają początek nowemu gatunkowi. Jego odkrycia rzucają nowe światło na proces specjacja i klasyfikacja taksonomiczna.

Taksonomiści są jak detektywi; robią dokładne obserwacje i zadają wiele pytań, aby rozwiązać zagadkę. ZA klucz taksonomii to narzędzie, które prezentuje serię dychotomiczne pytania dotyczące taksonomii w biologii, które wymagają odpowiedzi „tak” lub „nie”. Klucz poprzez proces eliminacji prowadzi do identyfikacji okazu. Istnieją różne typy kluczy, a taksonomiści nie zawsze zgadzają się co do schematu klasyfikacji.

Na przykład:

1. Czy ma więcej niż osiem nóg? Jeśli tak, przejdź do następnego pytania. Jeśli nie, przejdź do pytania 5.
2. Czy ma połączone anteny? Jeśli tak, przejdź do następnego pytania. Jeśli nie, przejdź do pytania 6.
3. Czy ma segmentowy korpus? Jeśli tak, przejdź do następnego pytania. Jeśli nie, przejdź do pytania 7.
4. Czy ma jedną parę spłaszczonych nóg na większości segmentów? Jeśli tak, to stonoga. Jeśli nie, to krocionoga.
5. Czy ma sześć nóg? Jeśli tak, przejdź do następnego pytania. Jeśli nie, przejdź do pytania 9.

Kiedy naukowcy napotykają nieznane organizmy, stosuje się kilka strategii w celu pozytywnej identyfikacji. Badania, testy genetyczne, klucze taksonomiczne i sekcja mogą pomóc zawęzić możliwości.

Jeśli nie zostanie znalezione dopasowanie, okaz może reprezentować nowe odkrycie. W tym momencie naukowcy piszą opis, sortują go w grupy taksonomiczne i przypisują nazwę naukową przy użyciu standardowego formatu nazewnictwa łacińskiego.

Współczesna taksonomia uwzględnia cechy fizyczne organizmu podczas identyfikacji, ale większy nacisk kładzie się na historię ewolucyjną. Drzewopodobny diagram znany jako a kladogram służy do pokazania, w jaki sposób gatunki hipotetycznie rozgałęziły się podczas ewolucji i nabytych cech zwanych cechy pochodne. Postacie pochodne to innowacyjne cechy, które ewoluowały ostatnio w rodowodzie.

Na przykład zęby i pazury, które pojawiły się później w linii rodowej, które nie były obecne u przodków, są uważane za cechy pochodne.

Życie nieustannie dostosowuje się i ewoluuje. Korzystne cechy zwiększają szanse na przeżycie i są bardziej prawdopodobne, że zostaną przekazane potomstwu. Relacje ewolucyjne określa się, porównując podobieństwa i różnice w żywych organizmach, które mają wspólnego przodka. Kladogram może być użyty do zilustrowania, na przykład, jak żółwie, węże, ptaki i dinozaury pasują do klasy Reptilia.

drzewo filogenetyczne to system klasyfikacji, który porządkuje organizmy według relacji ewolucyjnych. Drzewo życia ma kilka gałęzi, które wyrastają ze wspólnego przodka.

Każdy węzeł na drzewie reprezentuje rozbieżność na różne gatunki. Dwa gatunki są blisko spokrewnione, jeśli mają wspólnego przodka w punkcie rozbieżności.

Klasyfikacja taksonomiczna ujawnia fascynujące powiązania między różnymi organizmami. Na przykład ptaki są blisko spokrewnione z krokodylami i dinozaurami, zgodnie z filogenetycznym systemem klasyfikacji. Ptaki wyewoluowały z pierzastych dinozaurów, które nie wyginęły miliony lat temu.

Ptaki należą do grupy diapsydów, a krokodyle wyewoluowały z archozaurów, podgrupy diapsydów.

Postępy w technologii poprawiły dokładność taksonomii przy klasyfikowaniu żywych organizmów. Analiza DNA i RNA w komórkach może ujawnić nieoczekiwane podobieństwa między różnymi gatunkami.

Na przykład sępy i bociany mają podobne geny, które oznaczają wspólnego przodka. W oparciu o dowody DNA, Smithsonian National Museum of Natural History wskazuje, że współcześni ludzie i szympansy mieli wspólnego przodka 6-8 milionów lat temu.

Nowa technologia pojawia się w krytycznym momencie historii Ziemi. Według Amerykańskie Muzeum Historii Naturalnej, może nadejść wydarzenie wymierania.

Na przykład zmiana klimatu może prowadzić do masowe wymieranie milionów gatunków, które nie zostały jeszcze nazwane. Wspomagana komputerowo klasyfikacja pomaga taksonomom zidentyfikować nowe gatunki, zanim wyginą, umożliwiając naukowcom ich uratowanie.