Систематика
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Систематика

Систематика (від греч.(грецький) systematikos — впорядкований, такий, що відноситься до системи), область знання, в рамках якої вирішуються завдання впорядкованого певним чином позначення і опису всієї сукупності об'єктів, створюючих деяку сферу реальності. Необхідність С. виникає у всіх науках, які мають справу із складними, внутрішньо розгалуженими і диференційованими системами об'єктів: у хімії, біології, географії, геології мовознавстві, етнографії і т. д. Принципи С. можуть бути вельми всілякими — починаючи від впорядкування об'єктів за чисто формальною, зовнішньою ознакою (наприклад, шляхом приписування елементам системи порядкових номерів) і кінчаючи створенням природної системи об'єктів, тобто такий С., яка заснована на об'єктивному законі (прикладом і еталоном такої природної системи служить періодична система елементів в хімії). Вирішення завдань С. спирається на загальні принципи типології, зокрема на виділення в об'єктах, створюючих систему, деяких стійких характеристик: ознак, властивостей, функцій, зв'язків. При цьому одиниці, за допомогою яких будується С., повинні задовольняти певним формальним вимогам; зокрема, кожна одиниця ( таксою ) повинна займати єдине місце в системі, її характеристики мають бути необхідні і достатні для відмежування від сусідніх одиниць. Цим вимогам в найбільшій мірі задовольняє С., побудована на основі розвинених теоретичних міркувань про будову і закони розвитку системи. Оскільки, проте, створення теорії системи у ряді випадків виявляється виключно важким, на практиці С. здійснюється зазвичай шляхом залучення міркувань як теоретичного, так і практичного порядку.

загрузка...

  Е. Р. Юдін.

  Систематика біологічна

  Найбільший розвиток С. отримала в біології, де її завданням є опис і позначення всіх існуючих і вимерлих організмів, встановлення родинних стосунків і зв'язків між окремими видами і групами видів. Прагнучи до створення повної системи, або класифікації, органічного світу, С. спирається на дані і теоретичні положення всіх біологічних дисциплін; по своєму духу і характеру С. нерозривно пов'язана з теорією еволюції (див. Еволюційне учення ) . Особлива функція С. полягає в створенні практичної можливості орієнтуватися в безлічі існуючих видів тварин (близько 1,5 млн.), рослин (близько 350—500 тис.) і мікроорганізмів. Це відноситься і до вимерлих видів. Систематика тварин і систематика рослин мають одні завдання і багато загального в методах дослідження. В той же час їм властиві і деякі специфічні особливості, пов'язані з самим характером організмів. Проте ці приватні відмінності не стосуються теоретичних основ і цілей, які однакові як в С. рослин, так і в С. тварин.

  С. в біології часто розділяють на таксономію, розуміючи під нею теорію класифікації організмів, і власне С. у вказаному вище широкому сенсі. Термін «таксономія» вживають інколи як синонім С.

  Вигляд як конкретна форма існування органічного світу і основне поняття с істематіки. Всі організми належать до тих або іншим видам (лат. species). Уявлення про вигляд істотно мінялося впродовж історії біології. Серед систематиків і зараз існують деякі розбіжності з питання про те, що таке вигляд, проте в значній мірі в цьому кардинальному питанні досягнута одностайність. З позиції сучасної С., вигляд — це генетично обмежена група популяцій особини одного вигляду характеризуються сукупністю визначених, лише ним властивих ознак (особливостей і властивостей), здатні вільно схрещуватися, даючи плідне потомство, і займають певний географічний простір — ареал . Кожен вид по своїх морфологічних і фізіологічних ознаках відокремлений від всіх інших видів, у тому числі і від найбільш схожих з ним, свого роду «розривом» (хиатусом), тобто поступового переходу характерних ознак одного вигляду в характерні ознаки іншого зазвичай немає. Найбільш важлива форма такого розриву полягає в тому, що в природних умовах особини різних видів не схрещуються між собою. Окремі випадки міжвидових схрещувань в природі не порушують самостійності і ізольованості кожного з видів. Ета репродуктивна (генетична) ізоляція головним чином і підтримує самостійність вигляду і його цілісність в оточенні близьких, спільно з ним існуючих видів. Т. о., кожен вид реальний не лише в тому сенсі, що складається з якогось числа конкретних особин, але головне — він відмежований (ізольований) від всіх інших видів. Лише у двох випадках кордону між видами нерізання або важко помітні: 1) вигляд, що знаходиться в процесі становлення і «відділення» від материнського вигляду, ще не досяг повної самостійності і досконалою репродуктивній автономності; географічні кордони таких форм стикаються або їх ареали частково перекриваються; у цій зоні можуть зустрічатися гібриди; організми на цьому етапі відообразованія зазвичай об'єднують в «напіввид», а разом з «материнською» або «сестринською» формою — в «надвид»; 2) в разі «видів-двійників» дві форми володіють повною репродуктивною ізоляцією, але по морфологічних і зазвичай деяким іншим ознакам практично невиразні або ледве помітні. Істотні видові відмінності при цьому часто полягають в особливостях каріотипу (наборі і будові хромосом), що виключають або утрудняють здобуття плідного потомства при схрещуванні (див. Каріосистематика ) . Інколи грають роль і інші ізолюючі механізми — особливості поведінки, перш за все шлюбної, і т. п. При всіх умовах види-двійники при спільному проживанні і тісному спілкуванні поводяться в природі як генетично самостійні незалежні види.

  Кожен вид — результат тривалої еволюції і походить від іншим вигляду шляхом перетворення його на новий (філетична еволюція) або від частини вигляду (окремій популяції) дорогою його дивергенція (розділення на два види або більш — кладогенез ) . вигляд, що Склався, відносно стабільний в часі, причому ця стабільність далеко виходить за рамки масштабів людської історії.

  Вигляд, будучи якісним етапом процесу еволюції і в цьому сенсі основною одиницею живої природи, в той же час неоднорідний. У його межах розрізняють внутрівидові систематичні категорії, серед яких основною і загальновизнаною є підвид, або географічна раса. Утворення підвиду пов'язане з особливостями місця існування, тобто підвиди є формою пристосування вигляду до умов існування на різних територіях або в різних умовах. Ознаки одного підвиду в більшості випадків поступово переходять в ознаки іншого, тобто розриву між підвидами немає. Їх ареали зазвичай не перекриваються, і два підвиди одного вигляду спільно не зустрічаються. Особини різних підвидів одного вигляду, як правило здатні вільно схрещуватися: гібридизація між підвидами зазвичай відбувається в пограничних зонах, ніж значною мірою і пояснюється «перехід» між ознаками підвидів. Більшість видів, відносно широко поширених, політіпічни, тобто складаються з ряду підвидів — від двох до декількох десятків. Деякі види, не створюючі підвидів, — монотіпічни. В той же час утворення підвидів — це початкові стадії дивергенції вигляду, тобто підвиди, принаймні в потенції, є види, що «зароджуються».

  Вивчення внутрівидової (перш за все географічною) мінливості, внутрівидових форм, які на ранніх стадіях розвитку С. залучали мало уваги, на початку 20 ст стало посилено розвиватися. Це привело до повної перебудови колишнього, в основному морфологічного, уявлення про вигляд і до вироблення сучасної концепції політіпічеського, точніше, синтетичного вигляду, т. до., окрім морфологічних властивостей вигляду, враховуються його фізіологічні, біохімічні, генетичні, цитогенетичні, популяції, географічні і деякі інші властивості. Вигляд розглядається вже не як монолітна одиниця, а як якась складна система, відмежована від інших аналогічних біологічних систем. Сучасна концепція вигляду — важливе загальнобіологічне узагальнення, що збагатило уявлення про сам процес освіти і становлення видів і що відкрило широкі можливості їх вивчення (див. Відообразованіє, Мікроеволюція ) .

  Одна з важливих особливостей сучасною С. полягає в подоланні неправильного, але для свого часу природного представлення Ч. Дарвіна про умовність кордонів вигляду (тобто нереальності вигляду), про відсутність принципової різниці між виглядом і «різновидом» і певних кордонів між видами.

  Розробка в 20 ст концепції політіпічеського вигляду, т.з. широке трактування вигляду, в зоології мала, зокрема, своїм слідством зміна уявлення про число видів, складових різні групи. Велике число видів, які раніше вважалися сповна самостійними, виявилися лише підвидами і увійшли до складу політіпічеських видів. Це привело до того, що в деяких, краще вивчені групи, не дивлячись на відкриття нового вигляду, стали включати менше число видів, чим визнавали раніше. Так, замість 18—20 тис. видів птиць (1914) прийняли всього біля 8600 (1955), замість 6000 видів ссавців — близько 3500 (1953). Серед ботаніків існує тенденція розуміти вигляд дуже вузько (проти чого висунуті істотні заперечення), тому в С. рослин було описано дуже багато «дрібних видів», що по суті є підвидами або іншими внутрівидовими формами. Підрозділи вигляду дрібніші чим підвид, ботаніки тлумачать по-різному і відносять їх то до «форм», то до «різновидів».

  Таксономічні категорії і природна система. Аналізуючи всі форми схожості і спорідненості, перш за все морфологічні, С. виділяє у всьому різноманітті видів найбільш близькі і тісно родинні їх групи — пологи . Подальше розширення круга видів і використання широких узагальнювальних ознак приводять до виділення усе більш узагальнених груп і до класифікації їх в супідрядні групи, тобто до ієрархічної системи органічного світу. Проста схема таксономічних категорій, використовуваних в класифікації, є наступний ряд (від нижчих до вищих): пологи об'єднують в сімейства, сімейства — в загони (у тварин) або порядки (в рослин), загони або порядки — в класи, класи — в типів (phylum) в С. тварин і відділи (divisio) в С. рослин. У міру пізнання систематичних (філогенезі) стосунків вводилися проміжні ланки між названими категоріями. Так, в С. тварин застосовується понад 20 категорій, у тому числі підрід, тріба, підродина, підряд і ін.

  Всі типи кінець кінцем об'єднують в царства, яких з часів Ліннея приймалося два — царство тварин і царство рослин. З середини 20 ст все більше прибічників набуває уявлення про 4 царства органічного світу (див. Система органічного світу ) .

  що Увійшов в 40-х рр. 20 ст у вживання терміном таксою позначають реальну таксономічну групу будь-якого систематичного рангу і об'єму. Так, сімейство котячих, рід солов'їв, вигляд будинковий горобець — реальні таксони. Що зустрічається інколи інше вживання терміну (у сенсі ранг або категорія) неправильне.

  Встановлюючи «схожість» видів і груп видів і об'єднуючи їх по цьому ознаці, С. має на увазі схожість не загальної подоби або окремих частковостей, а самого плану будови організмів. Схожість з точки зору С. відображає, т. о., кровну спорідненість і міру цієї спорідненості, велику або меншу спільність походження. Наприклад, при всій схожості кажана з птицею за планом будови кажан залишається ссавцем, тобто відноситься до іншого класу; в той же час якщо порівнювати птиць і ссавців з іншими, віддаленішими організмами що відносяться, наприклад, до іншого типа, виступає вже не відмінність, а спільність плану їх будови як хребетних тварин. Деякі кактуси і кактусовидні молочаї, не дивлячись на схожість, відносяться до різних сімейств; проте всі вони об'єднуються в клас дводольних рослин.

  Спроби дати систему органічного світу (або систему лише тваринних або рослин) робилися в античний час, в середньовіччі і в пізніший період, але ці спроби були малонаучни. Основи сучасною С. як науки закладені в роботах англійського ученого Дж. Рея і знаменитого швед.(шведський) натураліста До. Ліннея . Через сто років після Ліннея учення Ч. Дарвіна додало такою, що вже склалася С. еволюційний вміст. У подальші десятиліття головним напрямом в розвитку С. стало прагнення можливо повніше і точніше встановити і відобразити в еволюційній (філогенезом) системі генеалогічні стосунки, що існують в природі. В той же час з різних причин, головним чином по недоліку знань, в системах незрідка мали місце неправильна оцінка родинних стосунків різних груп, неправильне об'єднання деяких груп в одну і т. п. Такі випадки додають системі або її частині характер штучності. У міру накопичення знань такі помилки поступово виявляються і виправляються, і система наближається до філогенезу, тобто адекватно тієї, що відображає родинні стосунки організмів, що об'єктивно існують в природі. Ускладнення системи, яке відбувається постійно, і відмінності в системах, більш менш загальноприйнятих в різні періоди розвитку науки, не випадкові, — це закономірний наслідок загального прогресу біологічних знань. Т. о., оскільки С. при побудові системи грунтується на сумі відомостей зі всіх галузей біології, вона по суті є їх синтез.

  Система надвідових груп зазвичай іменується «макросистемою»; соответств. напрям в С. називається «макросистематикою». При побудові макросистем використовуються дані головним чином морфології сучасних і вимерлих груп і ембріології.

  Методи і значення біологічної систематики. Основним методом С., найбільш поширеним при дослідженні всякої групи, залишається самий старий — порівняльно-морфологічний, за допомогою якого були вироблені загальнобіологічні виводи С. Для копалин тварин він, ймовірно, назавжди залишиться основним. В той же час в морфологічну С. широко проникають сучасні наукові методи. Використання електронного і скануючого мікроскопів відкрило нові можливості вивчення клітинних структур. Введення в С. вивчення каріотипів і у ряді випадків тонкої будови хромосом привело до розвитку каріосистематики; у результаті було показано існування видів-двійників, а деякі форми, які по рівню їх фонетичних відмінностей вважали підвидами, були визнані самостійними видами (наприклад, замість одного вигляду сірої полівки, Microtus arvalis, що мешкає в СРСР, визнано принаймні 3 види). У С. стали застосовувати і деякі експериментальні прийоми — природну і штучну гібридизацію і розведення. Їх використовують головним чином при вивченні видових таксонов ссавців, а також і інших груп.

  З середини 20 ст в С. стали використовувати дані біохімії (хемосистематіка, або хемотаксономія). Порівняльне вивчення в різних груп організмів найважливіших білків (наприклад, гемоглобінів, цитохромів і ін.), нуклеотідного складу дезоксиріоонуклєїнових кислот (ДНК), т.з. молекулярна гібридизація (геносистематіка) і іншим дозволяють доповнювати систематичну характеристику і з'ясовувати взаємини груп. Більше значення для С. набувають етологичеськие показників, тобто особливості видового стереотипу поведінки, зокрема шлюбної (звукова сигналізація птиць, земноводних, прямокрилих і ін.), які інколи виявляються характернішими ознаками видів, чим морфологічні. Почалося широке вивчення структури популяції вигляду, пов'язане з розвитком біосистематики . Швидке накопичення інформації в С. і суміжних науках веде до необхідності використання ЕОМ(електронна обчислювальна машина) для збору, зберігання і обробки цієї інформації.

  Неодноразово, особливо в 40—60-і рр., з метою здобуття можливо об'єктивніших показників робилися спроби ввести в таксономію деякі математичні прийоми (т.з. чисельна, або нумерічеськая, С.). Проте, будучи часто необхідним інструментом при вивченні видових і міжвидових стосунків математичні методи в застосуванні до надвідовим угрупувань у багатьох систематиків викликають скептичне відношення: показуючи схожість, вони не розкривають спорідненості. Думка про співвідносні ранги надвідових таксонов, тобто створення макросистеми, вимагає обширних знань в різних областях, загостреного почуття міри і співвідносності — всього того, що іськоні називається «Духом систематика» і дається великим досвідом і школою. Маючи можливість об'єктивно оцінювати види, автори майже неминуче вносять до створення макросистеми якусь долю суб'єктивності, пов'язану з відмінністю поглядів на роль і сенс системи. Проте поступово досягається більша єдність поглядів і, отже, є реальна можливість побудови дійсно природної загальноприйнятої системи органічного світу.

  До початку 20 ст навіть серед біологів було поширено представлення о С. як про науку, що вивчає зовнішні, часом випадкові і незначні ознаки тварин і рослин, завдання якої лише описувати, давати назви і класифікувати з тим, щоб орієнтуватися в різноманітті і великій кількості органічних форм. Ця вистава давно залишена. Визнана роль С. як загальнобіологічної науки.

  Окрім самостійного значення, С. служить базою для багатьох біологічних наук. Вивчення якого б то не було об'єкту з боку його будови і розвитку (анатомія, гістологія цитологія, ембріологія і т. д.) вимагає раніше всього знання положення цього об'єкту в крузі інших, а також його стосунків філогенезу з ними. На обліку цих зв'язків заснована генетика; уявлення про систематичні стосунки видів і груп обов'язково і для біохімії. Особливо важлива С. в біогеографія і в екології, де в полі зору дослідника повинна знаходитися маса видів. Реальне уявлення про біоценозі (екосистемі) неможливо без точного знання всіх складових його видів: стратіграфія і геологічна хронологія засновані перш за все на С. копалин тварин і рослин (див. Палеонтологія ) .

  Велика і чисто утилітарна роль С. Никакая практична робота з твариною і рослинним світом неможлива без точного знання і розрізнення видів. Це стосується, наприклад, шкідників сільського і лісового господарства і тваринництва; паразитів домашніх і диких тварин, рослин і людини, рибного господарства, морських і мисливських промислів; збудників, переносників і охоронців хвороб людини, домашніх і диких тварин; охорона природи і т. п. То ж відноситься і до рослин (лісові з.-х.(сільськогосподарський), засмічені, лікарські рослини і т. п.). Все це пояснює зростаючий інтерес до С., який спостерігається з середини 20 ст, а також розквіт практичною і теоретичною С. в 60—70-х рр.

  Наукові центри, суспільства, видання. Прогрес С. пов'язаний з розвитком польових досліджень і збором колекцій. Починаючи з 18 ст органічний світ досліджують експедиції систематиків, в різних частинах світу працюють стаціонарні біологічні і краєзнавчі організації і ведуть збори багаточисельні любителі. Робота систематика неможлива без зоологічних музеїв і гербаріїв, що зберігають десятки, інколи сотні тисяч (окремі навіть мільйони) колекційних екземплярів, по яких вивчається тваринний і рослинний світ. Особливо багаті американські музеї — Вашингтонський, Нью-йоркський, Чикаго, найбільші музеї Європи — Британський музей (Лондон) і Національний музей природної історії (Париж). У СРСР головні наукові сховища — Зоологічний інститут АН(Академія наук) СРСР, Зоологічний музей МГУ(Московський державний університет імені М. Ст Ломоносова) і гербарії Ботанічного інституту АН(Академія наук) СРСР (Ленінград) і МГУ(Московський державний університет імені М. Ст Ломоносова). З 50-х рр. 20 ст в розробці загальних питань С. (перш за все макросистематики) беруть участь і біохімічні центри і лабораторії АН(Академія наук) (у СРСР, наприклад, роботи по хемосистематіке, початі А. Н. Белозерським, ведуться на біологічному факультеті МГУ(Московський державний університет імені М. Ст Ломоносова)).

  В 1951 в США було засновано перше Суспільство систематичної зоології, що видає спеціальний теоретичний журнал «Systematic Zoology» (Wash., з 1952); існує аналогічний ботанічний журнал «Taxon» (Utrecht, з 1951). Велика кількість статей по загальних і приватних питаннях С. друкують зоологічні і ботанічні журнали всього світу, а до СРСР — «Зоологічного журналу», «Ботанічного журналу» і загальнобіологічних видань (наприклад, «Журнал загальної біології» АН(Академія наук) СРСР). У 1973 в США (р. Боулдер, штат Колорадо) відбувся 1-й Міжнародний конгрес з систематичної і еволюційної біології. Див. також статті Система органічного світу . Систематика тварин, Систематика рослин, Філогенез, Еволюційне учення і літ.(літературний) при цих статтях.

  Літ.: Майр Е., Систематика і походження видів з точки зору зоолога, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1947; його ж, Зоологічний вигляд і еволюція, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1968; Тахтаджян А. Л., Біосистематика: минуле, сьогодення, майбутнє, «Ботанічний журнал», 1970 № 3; його ж, Наука про різноманіття живої природи, «Природа», 1973 №6; його ж. Розвиток систематики в СРСР, «Вісник АН(Академія наук) СРСР», 1972 № 6; Будова ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) і положення організмів в системі. [Сб. ст.], М., 1972; Mayr Е., The role of systematics in biology, «Science», 1968, v. 159 № 3815; його ж, The challenge of diversity, «Taxon», 1974, v. 23 № 1; Chemotaxonomy and serotaxonomy, Proceedings of а symposium held at the Botany Departement, N. Y. — L., 1968; Hennig W., Phylogenetic systematics, Chi., 1966; Turner B. L., Chemosystematics: recent developments, «Taxon», 1969, v. 18 № 2; Systematic biology, [Wash.], 1969; Crowson R. A., Classification and biology, L., 1970; Computers in biological systematics, а new university course, «Taxon», 1971, v. 20.

  Ст Р. Гептнер.