Реферат на тему систематика
Обновлено: 02.07.2024
Система́тика расте́ний — раздел ботаники, занимающийся естественной классификацией растений.
Растения, имеющие сходные признаки, объединяют в группы, называемые видами. Если у вида нет близких сородичей, он образует самостоятельный, так называемый монотипный род.
Файлы: 1 файл
Ботаника 2.docx
Система́тика расте́ний — раздел ботаники, занимающийся естественной классификацией растений.
Растения, имеющие сходные признаки, объединяют в группы, называемые видами. Если у вида нет близких сородичей, он образует самостоятельный, так называемый монотипный род.
Систематика растений представляет собой иерархическую систему из групп различного ранга, то есть из семейств составляются порядки, а из порядков — классы. Независимо от ранга каждая такая группа называется таксоном. Принципами выделения и классификацией таксонов занимается особая научная дисциплина — таксономия.
Систематика — необходимая основа любой отрасли ботаники, так как она характеризует взаимосвязи между разнообразными растениями и даёт растениям официальные названия, позволяющие специалистам различных стран обмениваться научной информацией.
Легко заключить, что в ботанической систематике возможны лишь два раздела: 1) флористическая систематика, включающая таксономию, и 2) филогенетическая систематика. Может, однако, идти речь о систематике культивируемых (культурных) растений как об особом отделе науки,, поскольку, во-первых, возделываемые растения часто имеют особое происхождение, а во-вторых, их описывают и классифицируют почтя всецело яа внутривидовом уровне, включая сортовой. Все это 'связано с фвшегшем важнейших задач селекционно-генетичсской и растениеводческой практики, а потому и с разработкой особых методов работы.
Значение систематики и флорографии для смежных наук, особенно сельскохозяйственных, исключительно велико. Изучение растительных сообществ (геоботаника или. фитоценология) и природных комплексов экологических систем немыслим© без точного определения формирующих их видов растений. Экологические и физиологические работы теряют всякую значимость без всестороннего знания тех видов растений, свойства и особенности которых изучаются. Геологическая хронология и стратиграфия основаны на точном определении видов. Сравнительная биохимия растений и молекулярная биология также опираются на знание систематического положения изучаемых таксонов. Общеизвестно, что систематика внесла большой вклад и в -теоретическую биологию, изучая механизмы и закономерности процесса видообразования и т. п. Современные филогенетические системы позволяют перенести выводы, сделанные при изучении признаков и свойств одних видов, на признаки и свойства видов, еще не исследованных, что особенно важно для рационального планирования поисков лекарственных и других полезных растений, обнаружения физиологически активных веществ растительного происхождения.
Таким образом, с помощью систематики можно делать достаточно достоверные прогнозы при поисках природных групп хозяйственно ценных растений. Большое значение систематика растений имеет для работ в области иммунологии, селекции, гибридизации и интродукции растений. Разработка научных основ селекции и генетики, интродукции и растениеводства невозможна без знания филогении тех родов и семейств, куда относят виды, интересующие экспериментатора.
Эволюционная теория была сформулирована, как известно, еще Ж. Ламарком и Ч. Дарвином. Важнейшая задача современного этапа развития науки — представить реальный ход эволюции конкретных природных — родственных групп растений. При изучении какой-либо группы растений, представляющей народнохозяйственный или научный (или тот и другой) интерес, становится задача установить ход ее исторического развития. В каждом отдельном случае, например для изучения истории развития видов свеклы или роз, ставятся одинаковые задачи: выяснить частные, свойственные данной группе закономерности и пути исторического развития, его движущие силы. Зная все это, можно в каждом отдельном случае прогнозировать дальнейший ход эволюции и, что особенно важно, влиять на этот ход — убыстрять или замедлять его — методами селекционно-генетической практики. Таким образом, эволюционная систематика и морфология составляют научную основу растениеводства, в частности селекции, а также интродукции растений.
Систематика культурных растений
В перечень задач систематики культурных растений входят:
инвентаризация (каталогизация) видовых систем,
таксономия - установление системы иерархически соподчинённых единиц,
классификация – выстраивание таксонов в единственно правильном порядке и их правильное наименование (номенклатура).
Многочисленные методы, используемые специалистами для построения филогенетических систем, можно отнести к нескольким традиционным группам: биологические, палеоботанические, топологические и вспомогательные. Последние десятилетия характеризуются активным использованием новых подходов и усовершенствованных методов систематики – биохимических, цитогенетических, серологических и др[1].
Принципы таксономии
Систематические границы принято называть таксонами (англ. taxon, во множественном числе taxa). Каждое растение принадлежит к серии таксонов последовательно соподчинённых рангов.
Иерархия таксонов и правила наименования растений (номенклатура) регулируются обязательным для всех ботаников Международным кодексом ботанической номенклатуры. Это исключительно важный документ, вносить изменения в который правомочны только международные ботанические конгрессы.
Основные ранги таксонов — вид, род, семейство , класс, отдел. Следовательно, каждое растение должно обязательно принадлежать к определённому виду, роду, семейству, классу, отделу (принадлежность к царству растений (Plantae) подразумевается сама собой). В случае необходимости, если система группы очень сложна, можно использовать категории подотдел, подкласс, подпорядок и т. д. вплоть до подформы. Иногда используют такие категории, как надкласс, надпорядок или добавляют дополнительные категории, если только это не вносит путаницу или ошибку, но при всех обстоятельствах соотносительный порядок перечисленных выше рангов не может быть изменён.
Кроме рода, вида и внутривидовых категорий таксоны рангом до семейства несут специальные окончания, прибавляемые к основе: название семейства оканчивается на асеае, подсемейства — oideae, трибы — еае и подтрибы — inae, например, род Камнеломка (Saxifraga), Sa xifragaceae, Saxifragoideae, S axifrageae, Saxifraginae.
Таксонам рангом выше семейства рекомендуется давать названия со следующими окончаниями: отдел — phyta, подотдел — phytina, класс — opsida (у водорослей —phyceae), подкласс — idae (у водорослей — phycidae), порядок — ales, подпорядок — ineae. Это очень удобно, поскольку по окончании названия можно сразу судить о ранге группы.
Отдел Риниеобразные (Риниофиты) – Rhyniophyta
К отделу принадлежат самые древние из известных высших растений (рис. 2). Названия рода Риния (Rhynia) происходит от деревни Райни (недалеко от г. Абердина) в Шотландии, близ которой были обнаружены остатки этих примитивных растений в кремнистых породах врачом У. Макки в 1912 г. Эти отложения представляют собой пропитанные растворами кремниевой кислоты окаменевшие девонские торфа. У. Макки в свободное от медицинской практики время увлекался геологией. Свои материалы по ископаемым таксонам он передал шотландскому палеоботанику Р. Кидстону, который совместно с профессором Манчестерского университета У. Лангом опубликовали в 1917–1921 гг. результаты изучения растений ископаемой флоры. Они заложили начало систематическому изучению группы древнейших и наиболее примитивных высших растений
Древнейшие наземные растения раньше объединяли в один таксон под названием Псилофиты. Теперь разными исследователями предлагается 3 таксона на уровнях отделов. Многие объединяют их в отдел Риниеобразные – Rhyniophyta, насчитывающий около 20 родов и большое число видов. Единство их подтверждается рядом важных общих признаков, отражающих начальную ступень в эволюции высших растений. Единство их подкрепляемся также наличием родов, которые сочетают признаки трех отмеченных групп.
Отдел включает самые древние достоверные и по мнению большинства исследователей – самые примитивные травянистые высшие растения. Они появились приблизительно 430 млн. лет назад в силурийском периоде палеозойской эры. Геологическая история отдела заканчивается в девоне (около 370 млн. лет назад). Они дали начало другим группам высших растений.
Вегетативное тело спорофита риниофотов представлено безлистными цилиндрическими дихотомически ветвящимися, первично васкуляризованными осевыми структурами. Наземные оси выполняли в первую очередь функцию воздушного питания. Их конечные ответвления – теломы (от греч. telos – конец), а соединяющие их части, расположенные между точками ветвления – мезомы (от греч. mesos – средний). Одни теломы были стерильными, другие – фертильными и заканчивались спорангиями (рис 2). Стерильные теломы осуществляли только функцию фотосинтеза. Горизонтально расположенные на поверхности или в почве влажных местообитаний теломы получили название ризомоиды (т. е. корневищеподобные). От них отходили многочисленные простые (несептированные) одноклеточные ризоиды, осуществляя функцию минерального питания. Ризомоид – прототип корня, ризоиды – прототипы корневых волосков. Наличием проводящих пучков теломы принципиально отличались от структур водорослей.
Таким образом, теломы, мезомы и ризомоиды были первыми конструктивными элементами спорофита наземных растений. Возникновение этих элементарных органов было крупным ароморфозом в эволюции растительного мира. Это сильно повысило уровень организации растений, увеличило их пластичность и открыло более широкие возможности дальнейшего эволюционного развития.
Ветвление надземных вертикальных осей спорофита риниофитов характеризовалось равной и неравной дихотомией. Вследствие резко выраженной анизофилии, ветвление приобретало характер псевдомоноподиального. Поверхность надземных осей была голой или покрыта многочисленными выростами в виде энаций (в т.ч. шипиками, зубчиками).
Риниофиты – первые растения суши. Как наземные растения, в отличие от водорослей, они были покрыты типичной эпидермой, характеризовались наличием проводящей системы. Наружные стенки клеток эпидермы утолщены и покрыты слоем кутикулы. Имелись немногочисленные просто устроенные устьица (доказательство их наземного существования) – с двумя замыкающими клетками и устричной щелью. Они были лишены побочных клеток. Наличие устьиц в первую очередь отличает эпидерму высшего растения от наружного слоя клеток многоклеточных талломов (слоевищ) водорослей. Проводящая система слабо развита и построена по типу гаплостели, которая была началом развития всех остальных типов стели. Ксилема состояло из трахеид с кольчатыми, спиральными или реже лестничными утолщениями. Риниофты не обладали способностью к вторичному росту (камбий отсутствовал, как и перицикл). Меристема только верхушечная. В отличие от большинства сосудистых растений отсутствовали также и механические (опорные) ткани. Их функции выполняла толстая кора.
В начале 19 в. ботаника была главным образом описательной наукой. Ученые занимались описанием признаков растений и группированием организмов в соответствии с этими признаками. Это упорядочивание организмов в (иерархические) группы на основе их сходства или различия называется классификация, а процесс расположения – классифицирование.
Систематика растений: основные термины и понятия
Продукт классификации – система. Выделяют три основных типа классификаций: Искусственные (artificial) – в большинстве своем ранние классификационные системы, основанные на нескольких удобных признаках, и удобстве для использования (например, Линней). Естественные (natural) – основанные на комплексах признаков, стремящиеся отразить естественные взаимоотношения между организмами или таксонами. Филогенетические – использующие все известные критерии для интерпретации филогении (эволюции) таксона.
Термин таксономия был введен швейцарским ботаником de Candolle (1813) и обозначал теорию классификации растений. Позже термин стал более широко использоваться для методов и принципов классификации любых групп организмов. Например, Ч. Дарвином (1859) термины таксономия и систематика рассматривались как синонимы. И в настоящее время некоторыми ботаниками таксономия и систематика рассматриваются как синонимы, некоторыми различаются.
Классификация – расположение объектов (организмов, видов и т.д.) на основе общих свойств, группирование организмов в иерархической системе. Таксономия – теоретическая основа классификации, правила, на основании которых таксоны располагаются в системе. Таксономические ключ и – метод анализа, основанный на признаках, полученных при классификации, однако необходимо помнить, что сами ключи не являются классификационными системами.
После того как группы организмов были классифицированы, этим группам должны быть даны названия. Выбор названия групп организмов и правила выбора этих имен называется номенклатурой. Номенклатура регламентируется Кодексом ботанической номенклатуры.
Рассмотрим еще несколько терминов: Определение (идентификация) – отнесение индивидуального образца к уже классифицированной и названной группе (организма – к виду, вида – к роду и т.д.). В том случае если организм ранее не был классифицирован (отнесен к известной группе организмов), организм описывается, ему в соответствии с правилами номенклатуры дается имя, а затем он относится к какой–либо уже известной группе.
Описание – перечисление признаков (как правило, морфологических) организмов или групп организмов. Диагноз – короткое сравнительное описание, подчеркивающее те признаки, которые отделяют таксон от его близких родственников того же ранга, дается, как правило, при описании новых видов (родов и т.д.). В диагнозе, в соответствии с правилами, указывается родство (affinity) и взаимоотношения (relationships) – некоторая степень предполагаемой генетической или эволюционной близости, как правило, выражающаяся в морфологическом сходстве.
Систематика – одна из отраслей биологии, целью которой является описание все современного разнообразия видов растений и их эволюция. И это очень важно в свете изучения биологического разнообразия на планете, сохранение которого является сейчас одной из главных проблем. Кроме этого, систематика тесно связана с другими науками.
Структура таксономии
Систематика выработала систему понятий и терминов, свой язык, служащий для классификации организмов. Как любая система, используемая для классификации, эта система иерархическая, то есть состоит из ряда соподчиненных единиц. Для обозначения систематических единиц любого ранга в систематике используется принятый на Международном Ботаническом Конгрессе в 1950 году термин " таксон " (taxon).
Таксон – объект исследования систематики. Как и вид, таксон является одновременно категорией (рангом или уровнем в иерархической классификации) и определенной группой организмов. Таксоны – обособившиеся в процессе эволюции, иерархические надиндивидуальные уровни биоты (части биоты), характеризующиеся некоторой устойчивостью во времени и пространстве до наступления критического для каждого конкретного таксона периода в его истории. Любой таксон (в том числе вид) характеризуется суммой морфофизиологических признаков и определенным ареалом.
Что же такое вид? Хочу оговориться сразу, наука до сих пор не пришла к единому мнению и споры по поводу того, что же такое вид, до сих пор весьма горячи. Рассмотрим наиболее общепринятые представления.
Во–первых, вид – фундаментальная категория в таксономической иерархии, т.к. каждый специалист независимо от его специализации имеет дело с видами, любая другая таксономическая категория определена и описана на основе вида. Так род – группа видов, подвид – часть вида.
Во–вторых, вид – основная структурная единица в системе живых организмов, качественно обособленная форма живого вещества, основная единица эволюционного процесса. В зависимости от принимаемой концепции, определяемая как “наименьшая природная популяция, постоянно отделенная от любой другой посредством определенной прерывности в серии или биотипы” (du Rietz, 1930) (типологический вид). Совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определенный ареал, обладающих рядом общих морфо– и физиологических признаков и типов взаимоотношений с абиотической и биотической средой; и – отделенных от других таких же групп особей практически полным отсутствием гибридных форм (биологический вид).
Основные концепции вида – номиналистическая, таксономическая (эссенциалистическая или типологическая), биологическая и филогенетическая.
Таксономические единицы в систематике и принципы классификации
Ни классификация, ни узнавание растений невозможны без закрепления за ними определенных названий. Перечень названий организмов и категорий, употребляемых в классификационных системах, составляет ботаническую номенклатуру. Существует обязательный свод правил (Кодекс международной ботанической номенклатуры), регулирующих установление и использование названий для ныне живущих и ископаемых растений, грибов. Согласно правилам ботанической номенклатуры, устанавливаются таксономические категории (единицы) — определенные ранги или уровни классификации. Таксономическими категориями считаются: вид — species, род — genus, семейство — familia, порядок — ordo, класс — classis, отдел — divisio.
Вид — понятие генетическое, это биологически обособленная в процессе эволюции совокупность клонов и популяций, свободно скрещивающихся между собой, дающая вполне плодовитое потомство и отделенная от других видов барьером трудной половой совместимости. Внутри вида скрещивание происходит обычно свободно, между видами оно затруднено или полностью отсутствует. Вид занимает определенную площадь земной поверхности, так называемый ареал вида, где имеются необходимые условия для его жизни. Виды реально существуют, тесно взаимосвязаны с окружающей средой и другими живыми организмами, но не являются чем-то неизменным и постоянным.
Под влиянием главным образом изменяющейся внешней среды внутри вида возникают изменения, которые закрепляются естественным отбором, что приводит к появлению в пределах вида подвидов, разновидностей и даже новых видов. Следовательно, в процессе эволюции одни виды вымирают, другие возникают вновь.
По определению академика В.Л. Комарова, вид есть совокупность поколений, происходящих от одного общего предка и под влиянием среды и борьбы за существование обособленных отбором от остального мира живых существ; вместе с тем вид представляет собой определенный этап в процессе эволюции. Таксономические категории абстрактны. Совокупность реально существующих или существовавших организмов, отнесенных к определенной таксономической категории, называется таксоном.
Таксон — понятие конкретное. Например, род и вид являются таксономическими категориями, а род сосна (Pinus) и вид сосна обыкновенная (P. sylvestris) — два конкретных таксона. Научное название всех так-сонов, относящихся к таксономическим категориям выше вида, состоит из одного латинского слова, название вида — из двух.
Правило давать видам двойное название — бинарная номенклатура — введено К.Линнеем в 1753 г. Название каждого вида со стоит из двух латинских слов: родового названия и видового эпитета, например береза пушистая — Betula pubescens. Названия таконов в (кроме вида и рода) имеют определенные окончания. Название семейства образуется путем присоединения окончания асеае к основе названия одного из входящих в него родов, например, Семейство Сосновые — Pinaceae. Название порядка происходит от названия одного из семейств и имеет окончание а1ез. Классы различаются между собой более резко, чем порядки. Для высших растений классы имеют окончания opsida, для водорослей— phyceae, для грибов — mycetes. Отделы различаются особенностями строения и развития растений. Названия отделов водорослей и высших растений оканчиваются на phyta, грибов — на mycota.
Кроме указанных таксонов, для удобства изучения всего многообразия растений принимается деление всех растений на две большие группы: низшие растения, талломные, или слоевищные,— Thallobionta; высшие растения, или листостебельные, — Embryo-bionta, или Cormobionta.
Низшие растения возникли на более ранних этапах развития органического мира. Тело их не расчленено на ткани и органы, называется талломом, или слоевищем. Высшие растения листо-стебельные, тело их расчленено на ткани и органы: стебель, лист и у большинства есть корень.
Среди живых организмов имеются доядерные так называемые прокариоты — Procaryota и ядерные — эукариоты — Eucaryota.
К прокариотам относятся бактерии и синезеленые водоросли. Они представляют собой две филогенетически родственные группы, от всех остальных живых существ отличаются отсутствием в их клетках ядра. ДНК лежит в их клетках свободно и не отделена от цитоплазмы ядерной мембраной. В их клетках нет внутриклеточных мембранных систем и оформленных органелл (хлоропластов, митохондрий, аппарата Гольджи, эндоплазматической сети). Это Фвидетельствует о сохранении ими древнейшей организации клетки.
У всех остальных организмов (животных и растений) в клетках имеется ядро, окруженное ядерной мембраной и отграниченное от цитоплазмы. Данные организмы называют эукариотами.
ГОСТ
Понятие о систематике, ее цели и задачи
Со времени античных натурфилософов происходило накопление описаний различных живых организмов – растений, животных, грибов. Люди видели, что одни организмы похожи между собой, другие – нет. Объяснить это с научной точки зрения они не могли. Но возникла необходимость упорядочить накопленную сумму знаний (объем информации). Поэтому полностью закономерным стало возникновение такой отрасли естествознания, как систематика.
Систематика – это наука, изучающая многообразие организмов на Земле, их классификацию и эволюционные взаимоотношения.
Главной задачей систематики было создание стройной системы видения органического мира с учетом взаимосвязей живых организмов, их происхождения и развития.
Успешное развитие систематики позволяет ученым предположить наличие тех или иных черт живых организмов на основе их принадлежности к определенной группе (таксону). Благодаря успехам современной систематики мы можем прогнозировать развитие живых организмов в будущем.
Развитие систематики
Как и любая отрасль человеческих знаний, систематика прошла длительный период развития и становления как науки. В прошлом систематика основывалась на констатации внешних морфологических признаков живых организмов и их географическом распространении. В настоящее время систематики широко используют также признаки внутреннего строения растений и животных, особенности строения клеток, их хромосомного аппарата, а также химический состав и экологические особенности живых организмов.
Это была первая естественная система, которая отражала упорядоченность, имеющуюся в природе.
Готовые работы на аналогичную тему
Эпоха Великих Географических Открытий обогатила ученый мир знаниями о новых формах живых организмов, существенно расширив границы человеческих знаний.
Английский ученый Джон Рей заложил теоретические основы научной классификации живых организмов. Он предложил систематизировать их по схожести и отличиям, обнаруженным в процессе изучения.
Выдающуюся роль в создании стройной системы органического мира сыграл шведский ученый Карл Линней.
Карл Линней. Краткая историческая справка
Родился Карл Линней $23$ мая $1707$ года в Швеции, в семье деревенского священника. Уже в детские годы маленький Карл проявлял интерес к растениям. Родители хотели, чтобы их сын стал священником. Но юноша не проявлял никакого желания стать пастором. Поэтому родители разрешили ему изучать медицину в Лундском, затем – в Уппсальдском университетах.
По окончании университета Линней преподавал в ботаническом саду Уппсальского университета, изучал флору Лапландии, Голландии, островов Балтийского моря и южной Швеции, написал ряд работ по систематике растений. За свои заслуги Карл Линней в $1761$ году был произведен в дворянское сословие. Скончался Линней $10$ января $1778$ года.
Идеи Карла Линнея позволили создать единую систему классификации растений и животных. Предложенные им принципы классификации отличались простотой и удобством. Поэтому они широко использовались ботаниками и зоологами разных стран.
Систематика Линнея. Ее значение
Основой своей системы Карл Линней считал вид как элементарную единицу живой природы. Будучи верующим человеком, он считал виды живых организмов созданными творцом и неизменными. Правда, в конце жизни, Линней допускал возможность некоторых вариаций видов.
Карл Линней описал примерно $10$ тысяч видов растений. Почти $1500$ из них были открыты им самим. Кроме того он описал более $4000$ видов животных.
Линней окончательно ввел в систематику унифицированную бинарную (двойную) номенклатуру. Он сформулировал четкое представление о виде, как основной единице классификации, о дискретности вида и его устойчивости.
Виды Линней объединял в роды, роды – в отряды, отряды – в классы. За основу в классификации растений было взято строение цветка (количество тычинок). Всего Линней выделил $24$ класса растений и $6$ классов животных. Кроме того он разработал систему описания – четкие критерии, что существенно облегчило систематизацию.
Бинарная номенклатура, предложенная Линнеем, состояла из двух слов. Первое слово означало название рода, второе – видовое название. Но ради справедливости следует сказать, что предложенная Линнеем классификация была искусственной. Он часто брал не комплекс признаков. А всего один. Это приводило к тому, что он объединял в одну группу растения, которые не имели ничего общего. Например, морковь объединил со смородиной (пять тычинок в цветке), а злаковые он отнес к разным классам из-за разного количества тычинок.
По своим убеждениям он был креационистом и метафизиком. Он отвергал возможность изменения видов и их количества. Но это не умаляет заслуги Карла Линнея перед наукой. Наверное лучшей оценкой наследия Карла Линнея стали слова К.И. Тимирязева:
Систематика. Основы систематики организмов
- 7.1. Систематика как биологическая наука
- 7.2. Империя неклеточные организмы (Noncellulata). Царство вирусы (Virae)
7.1. Систематика как биологическая наука
Систематика – это наука о разнообразии организмов, определяющая их место в системе органического мира. Существует систематика животных, микроорганизмов, грибов, растений.
В задачи любой систематики входит выявление, описание, идентификация, классификация и группирование организмов (от древнейших и примитивных до современных и самых сложных) в систему, в которой было бы однозначно определено положение каждого таксона.
Со времени К. Линнея (XVIII в.) в науке господствовала система двух царств: растений (Plantae) и животных (Animalia). В XX в. с открытием вирусов, а также обнаружением ряда важных различий в процессах обмена веществ и ультраструктуре клетки у разных групп организмов привело к пересмотру устоявшихся взглядов. В настоящее время общая схема филогенетических (родственных) отношений между основными группами живых организмов выглядит следующим образом (рис. 7.1).
Рис. 7.1. Филогенетические отношения между основными группами живых организмов.
Империя неклеточные организмы (Noncellulata) – не имеют морфологически оформленной клетки. Империя включает одно царство вирусы (Virae).
Империя клеточные организмы (Сellulata) –имеют морфологически оформленную клетку. Включает две подимперии.
1. Подимперия доядерные (Procaryota) – не имеют морфологически оформленного ядра. Объединяет два царства:
а) Царство архебактерии (Archaebacteria) – в основе клеточных стенок кислые полисахариды (муреина нет);
б) Царство настоящие бактерии, или эубактерии (Eubacteria) – в основе клеточных стенок – муреин.
2. Подимперия ядерные, или эукариоты (Eucaryota) – имеют морфологически оформленное ядро. Подразделяется на четыре царства:
а) Царство протоктисты (Protoctista) – автотрофы или гетеротрофы; тело не расчленено на вегетативные органы; отсутствует стадия зародыша; гаплоидные или диплоидные организмы; включает водоросли и грибоподобные организмы.
б) Царство животные (Animalia) – гетеротрофы; питание путем заглатывания или всасывания; отсутствует плотная клеточная стенка; диплоидные организмы; имеется чередование ядерных фаз.
в) Царство грибы (Fungi, Mycota) – гетеротрофы; питание путем всасывания; имеется плотная клеточная стенка, в основе которой хитин; гаплоидные или дикарионтические организмы; тело не расчленено на органы и ткани.
г) Царство растения (Plantae) – автотрофы; питание за счет процесса аэробного фотосинтеза; имеется плотная клеточная стенка, в основе которой целлюлоза; характерно чередование полового (гаметофит) и бесполого поколения (спорофит) с преобладанием диплоидного поколения. К растениям относятся – отделы риниофиты и зостерофиллофиты (ныне вымершие), моховидные, хвощевидные, плауновидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные.
До недавнего времени грибы, водоросли и высшие растения рассматривались в одном большом царстве растений. И, кроме того, среди растений существовало подразделение на две категории – низшие и высшие. К низшим относили: бактерии, грибы, лишайники и водоросли, к высшим: риниофиты, зостерофилловые, псилотовидные, моховидные, хвощевидные, плауновидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые).
Разделы систематики
Таксономические категории и таксоны, бинарная номенклатура.
Современная систематика подразделяется на несколько связанных между собой разделов:
- таксономия – теория и практика классификации организмов, при которой распределяется все множество вновь выявленных и уже известных организмов в соответствии с их сходством и различиями или предполагаемым родством по определенной системе соподчиненных категорий;
- номенклатура – вся совокупность названий таксонов;
- филогенетика – устанавливает родство организмов в историческом плане (филогения) и ход исторического развития мира живых организмов (филогенез) как в целом, так и для отдельных систематических групп.
Над видом располагаются род (genus), семейство (familia), порядок (ordo), подкласс (subclassis), класс (classis), отдел (divisio) и царство (regnum) (таблица).
Основные таксономические ранги систематики высших растений и примеры таксонов
Внутри вида могут быть выделены более мелкие систематические единицы: подвид (subspecies), разновидность (varietas), форма (forma); для культурных употребляется категория – сорт.
Таксон – это реально существовавшие или существующие группы организмов, отнесенные в процессе классификации к определенным таксономическим категориям.
Научные названия всех таксонов, относящихся к таксономическим категориям выше вида, состоят из одного латинского слова (униноминальны) и имеют определенные окончания, которые указывают ранг данного таксона (таблица). Название вида состоит из двух латинских слов (биноминальны). Первое слово – это родовое название, второе – видовой эпитет. Например, сосна лесная (обыкновенная) – Pinus sylvestris.
Правило давать видам растений двойные названия известно как бинарная номенклатура. Введена бинарная номенклатура Карлом Линнеем в1753 г.
Материалы для работы систематиков
Материалом для работы систематиков служат живые растения (или их части), а также растения, которые высушены или фиксированы тем или иным способом.
Обширные коллекции живых растений сосредоточены в ботанических садах. В Европе ботанические сады начали создаваться уже с XIV в.
Фиксируют растения и их части и в специальных жидких фиксаторах сложного состава (со спиртом или формалином). Используют зафиксированные таким образом растения и их части при анатомических, эмбриологических, цитологических и др. исследованиях.
Методы систематики
Сравнительно-морфологический метод (основной метод систематики) – основан на данных сравнительной морфологии и дает наибольшую информацию о родстве таксонов на уровне вида и рода; с помощью данного метода изучают макроструктуру организмов; метод не требует сложного оборудования.
Сравнительно-анатомический, эмбриологический и онтогенетический методы (варианты сравнительно-анатомического метода) – с их помощью изучают микроскопические структуры тканей, зародышевых мешков, особенности гаметогенеза, оплодотворения и развития зародыша, а также характер последующего развития и формирования отдельных органов растений; данные методы требуют совершенной техники (электронной и сканирующей микроскопии).
Сравнительно-цитологический и кариологический методы – позволяют анализировать признаки организмов на клеточном уровне, помогая устанавливать гибридную природу форм и изучать популяционную изменчивость видов.
Палинологический метод – использует данные палинологии (наука, изучающая строение оболочек спор и пыльцевых зерен растений) и позволяет, по хорошо сохраняющимся оболочкам спор и пыльцы, устанавливать возраст вымерших растений.
Эколого-генетический метод – связан с опытами по культуре растений; дает возможность вне зависимости от факторов природной среды изучать изменчивость, подвижность признаков и устанавливать границы фенотипической реакции таксона.
Гибридологический метод – основан на изучении гибридизации таксонов; важен при решении вопросов филогении и систематики.
Географический метод – дает возможность анализировать распространение таксонов и возможную динамику их ареалов (область географического распространения), а также изменчивость организмов, которая связана с географически меняющимися природными факторами.
Помимо указанных выше методов, в систематике используют иммунохимические и физиологические методы, а также данные энтомологии, археологии и лингвистики, которые дают информацию о насекомых вредителях и местах введения в культуру важнейших сельскохозяйственных растений.
7.2. Империя неклеточные организмы (Noncellulata). Царство вирусы (Virae)
Вирусы – это группа ультрамикроскопических облигатных внутриклеточных паразитов, которые размножаются только в клетках живых организмов. Открыты вирусы были в 1892 году русским ботаником Д.И. Ивановским. Данное открытие произошло во время изучения болезни табака, которая проявлялась в появлении пятен на листьях. Болезнь была вызвана вирусом табачной мозаики (рис. 7. 2. 1).
Рис. 7.2.1. Вирус табачной мозаики (А – электронная микрофотография, Б – модель).
Вирусная частица (вирион) состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной белковой оболочкой – капсидом, состоящим из капсомеров. Размеры вириона различных вирусов – от 15 до 400 нм (большинство видны лишь в электронный микроскоп).
Вирусы обладают следующими характерными особенностями:
- не имеют клеточного строения;
- не способны к росту и бинарному делению;
- не имеют собственных метаболических систем;
- содержат нуклеиновую кислоту только одного типа – ДНК или РНК;
- для их воспроизводства нужна только нуклеиновая кислота;
- используют рибосомы клетки-хозяина для образования собственных белков;
- не размножаются на искусственных питательных средах и могут существовать только в организме хозяина;
- не задерживаются бактериологическими фильтрами.
Кроме того, вирусы паразитируют только на определенных хозяевах (растениях, животных, человеке, микроорганизмах); не размножаются в почве, но могут долго сохраняться в ней, если условия исключают их инактивацию; по типу нуклеиновой кислоты, а также биологическим, химическим, физическим свойствам их разделяют на РНК-содержащие и ДНК-содержащие.
Вирусы микроорганизмов названы фагами. Так, существуют бактериофаги (вирусы бактерий), микофаги (вирусы грибов), цианофаги (вирусы цианобактерий). Фаги обычно имеют многогранную призматическую головку и отросток (рис. 7.2.2.).
Рис. 7.2.2. Модель фага.
Головка покрыта оболочкой из капсомеров и содержит внутри ДНК. Отросток представляет собой белковый стержень, покрытый чехлом из спирально расположенных капсомеров. Через отросток ДНК из головки фага переходит в клетку поражаемого микроорганизма. После попадания фага бактерия утрачивает способность к делению и начинает производить не вещества собственной клетки, а частицы бактериофага. В итоге клеточная стенка бактерии растворяется (лизируют), из нее выходят зрелые бактериофаги. Лизировать бактерии способен только активный фаг. Недостаточно активный фаг может существовать в клетке микроорганизма, не вызывая лизиса. При размножении пораженной бактерии возможен переход инфицированного начала в дочерние клетки. Фаги встречаются в воде, почве и других природных объектах. Некоторые фаги используют в генетической инженерии, в медицине для профилактики заболеваний.
Читайте также: