Принципы систематики в биологии
Систематика как самостоятельная биологическая дисциплина занимается проблемами классификации живых организмов и построением естественной системы живой природы.
Словосочетание естественная система живых организмов означает, что создаваемая система должна базироваться на каких-то сущностных, основополагающих свойствах классифицируемых объектов - организмов. Попробуем, в качестве аналогии, построить «естественную систему» таких объектов как книги, на примере личной библиотеки. При распределении книг по полкам книжных шкафов мы можем группировать их либо по формату, либо по цвету корешков. Но в этих случаях будет создана «искусственная система», так как «объекты» (книги) классифицируются по второстепенным, «не сущностным» свойствам. «Естественной» же «системой» будет библиотека, где книги сгруппированы в соответствии с их содержанием: на этих полках стоят книги по науке и технике, здесь - беллетристика, там - книги по искусству, а там - справочники и словари. Таким образом, мы осуществили классификацию имеющихся книг по их главному свойству, сущностному качеству - по их содержанию. Имея теперь «естественную систему», мы легко ориентируемся во множестве «объектов», ее образующих.
Фундаментальной основой современной систематики являются идеи о единстве происхождения живых организмов и эволюции органического мира, приведшей к существующему многообразию живых организмов. Руководствуясь этими идеями, современная систематика строит естественную систему на основе филогенетического родства (общности происхождения, близости и дальности родства между разными видами) анализируемых форм. Степень родственных отношений между сравниваемыми видами базируется на их морфологическом, анатомическом, биохимическом, генетическом и т.д. сходстве или различии. Для системы организмов свойственна иерархичность таксономических рангов - виды группируются в семейства, семейства - в отряды, отряды - в классы, классы - в типы, типы - в царства. Таксономическая единица более высокого ранга объединяет организмы по наиболее крупным и значительным, существенным и основополагающим признакам. Чем ниже ранг, тем более частный, подчиненный характер имеют признаки, по которым осуществляется группировка видов организмов в пределах данного таксона.
Рассмотрим, в качестве примера, какое место в системе живых организмов занимает человек как самостоятельный биологический вид.
«Визитная карточка» человека»
| Царство | Животные | |
| Тип | Хордовые | |
| Подтип | Позвоночные | |
| Класс | Млекопитающие | |
| Отряд | Приматы | |
| Подотряд | Антропоиды | |
| Секция | Узконосые | |
| Надсемейство | Высшие узконосые | |
| Семейство | Гоминиды | |
| Род | Homo (человек) | |
| Вид | Homo sapiens |
Для любого читателя, обладающего знаниями по зоологии в объеме школьного курса, не составит труда перечислить признаки человека, которые дают основание относить его к таксонам, обозначенным выше.
Сегодня систематика переживает период бурного развития. Благодаря достижениям в разных областях биологии и других естественных наук, накоплен огромный фактический материал, заставляющий подвергнуть серьезной ревизии существующие системы живых организмов. Не затрагивая множества проблем современной систематики, рассмотрим такую проблему, как построение макросистемы организмов, отвечающей современному уровню развития науки.
Напомним, что еще Аристотель разделил все множество живых существ на два царства - Растения и Животные, различая их по таким признакам: растения «неподвижны и нечувствительны», а животные - «подвижны и чувствительны». Двуцарственная система сохранилась до середины XX века, когда началась фундаментальная перестройка всей системы высших таксонов. Важным событием явилось установление принципиального отличия бактерий от всех остальных живых существ. Еще в 1934 г. Е. Шаттон предложил выделить бактерии в особое надцарство - Прокариоты. Но только в 70-е годы, благодаря электронной микроскопии и молекулярной биологии, удалось установить фундаментальные различия между прокариотными и эукариотными организмами, заключающиеся, прежде всего, в клеточной организации представителей этих двух надцарств. К этому же времени относится и выделение нового (третьего) царства эукариот - Грибы, предложенное в 1969 г. Уиттэйкером и сразу же принятое в научном мире. В настоящее время остро обсуждается вопрос о выделении еще одного царства эукариотных организмов - Протисты, которые отличаются от всех остальных эукариот тем, что не имеют настоящих тканей и представлены преимущественно одноклеточными организмами. Таким образом, к царству протистов должны быть отнесены простейшие, водоросли и зооспоровые грибы, входящие ранее в три разных царства, соответственно: животные, растения и грибы.
Около двух десятков лет тому назад в макросистеме организмов появляется новое царство прокариот - Архебактерии. Представители этого царства привлекли к себе пристальное внимание биологов, так как будучи бесспорно прокариотными организмами (т.е. не имеющими оформленного ядра в клетке), они, по организации генетического аппарата, ряду биохимических и метаболических характеристик, проявляют определенную близость к эукариотным организмам.
Обобщая все изложенные выше, можно представить современную макросистему в следующем виде
| Надцарство Прокариоты (Безядерные организмы) | Надцарство Эукариоты (Ядерные организмы) |
| 1 царство - Бактерии | 1 царство - Протисты |
| 2 царство - Архебактерии | 2 царство - Растения |
| 3 царство - Грибы | |
| 4 царство - Животные |
Принимая сегодня настоящую систему, надо иметь в виду ее несовершенство. Так, например, в ней «не нашлось места» такой группе живых организмов как вирусы. Центральное положение общепризнанной клеточной теории гласит: «клетка является структурной и функциональной единицей всего живого». Вирусы - бесспорно живые, но неклеточные организмы. Одни биологи утверждают, что вирусы - это «доклеточные формы жизни». Другие же, не менее авторитетные специалисты рассматривают их как организмы, произошедшие от предковых форм, имеющих клеточное строение, но в процессе перехода к внутриклеточному паразитизму очень сильно упростившихся и утративших клеточную организацию. И те, и другие могут оказаться правыми. Действительно, на примере многоклеточных паразитов разных царств, науке известны случаи глубокой редукции организмов. Например, цветковые растения-паразиты утрачивают корни, листья, способность к фотосинтезу. Паразитические рачки имеют мешковидное тело, не разделенное на голову, грудь и брюшко; они утрачивают конечности, пищеварительную, кровеносную, дыхательную системы. Паразитические черви (цепни) утрачивают пищеварительную систему и другие органы. Возможно, и с предками современных вирусов произошли подобные упрощения организации при переходе к паразитизму (на Земле не обнаружены вирусы, живущие свободно, вне хозяина). Сегодня мы не в состоянии однозначно ответить на вопрос о происхождении вирусов, но, возможно, завтра эта проблема будет разрешена, и вирусы займут надлежащее место в макросистеме организмов.
Очевидно, что по мере развития биологии, всех ее дисциплин и разделов, будет развиваться и систематика, будет совершенствоваться естественная система живых организмов.