Основи еволюційної філогенії та систематики
Скільки
ж усього видів живих істот живе на Землі? Згідно з дослідженнями 2016
р. на Землі існує близько 1 трильйона видів, з яких вивчено лише 0,001
%. Автори дослідження підкреслюють, що підрахунок кількості видів є
одним із найскладніших завдань біології. Які причини такого різноманіття
видів?
ЗМІСТ
Яке значення для Землі має її біорізноманіття?
БІОРІЗНОМАНІТТЯ
- це розмаїття організмів, видів та їхніх угруповань. Поняття
біорізноманіття застосовується з 1988 р., коли відомий американський
біолог Е. Вілсон видав книжку «Біорізноманіття». Вивченням
закономірностей формування та еволюції біорізноманіття займається
диверсикологія.
Основними
типами біорізноманіття є: генетичне (різноманітність генів усіх
організмів), видове (різноманітність видів клітинних організмів) та
екосистемне (різноманітність біотопів й біоценозів у різних ділянках
Землі). Всі типи біорізноманіття пов’язані між собою.
Нині
внаслідок антропогенного впливу людини біорізноманіття скорочується.
Більшість вчених вважають, що в наш час відбувається шосте - найбільше -
вимирання видів, спровоковане людським чинником. Вимирання видів -
нормальне явище природи, але, за оцінками науковців, його нинішні темпи
перевищують природні в 2 - 10 разів. Не менш вразливою є різноманітність
природно-кліматичних зон. З метою привернення уваги громадськості до
проблем скорочення біорізноманіття Генеральна Асамблея ООН проголосила
22 травня Міжнародним днем біорізноманіття.
Основними
чинниками, що загрожують біорізноманіттю, є: 1) скорочення ареалів
існування через діяльність людини; 2) надмірна експлуатація біоресурсів
(наприклад, рибальство знищило до 80 % рибної біомаси); 3) забруднення
середовища (наприклад, тисячі морських птахів і черепах щорічно гинуть
через дрібне пластмасове сміття); 4) вторгнення чужорідних видів
(наприклад, азійський короп у водоймах Європи).
Яке
ж значення біорізноманіття для Землі? Живі організми та їхні
угруповання забезпечують: стійкість та розвиток біосфери, біологічний
колообіг речовин й потік енергії, регуляцію кліматичних процесів на
Землі, потреби людини в біоресурсах (їжі, сировині, ліках) та
ін. Біорізноманіття - це величезний генофонд планети, і чим він
різноманітніший, тим легше наша Земля адаптується до нових умов.
Біорізно-маніття сучасного органічного світу - результат історичного
розвитку упродовж 3,3 - 4,2 млрд років.
Отже, генетичне, видове та екосистемне біорізноманіття є основою життя на Землі.
Які основні принципи біологічної систематики?
Біосистематика
(від грец. біос - життя і система - упорядкування) - наука про
різноманітність організмів. Термін було запропоновано К. Ліннеєм.
Сучасна систематика розвивається в тісному зв’язку з еволюційною
морфологією, біохімією, екологією, анатомією, молекулярною біологією,
генетикою, біогеографією тощо.
Основною метою біосистематики є побудова системи органічного світу.
Загальними принципами біосистематики, що упорядковують й організовують дослідження видового різноманіття, є такі.
•
Для визначення місця виду в системі органічного світу використовуються
систематичні (таксономічні) категорії: домен, царство, тип (відділ),
клас, ряд (порядок), родина, рід і вид (іл. 138).
•
Основною і найменшою одиницею класифікації є вид, а найбільшою одиницею
класифікації є домен - категорія, що включає декілька царств.
• Кожен вид слід обов’язково класифікувати -визначити ступінь його подібності й відмінності від інших, порівнявши з ними.
•
На основі окремих ознак подібності ґрунтується побудова штучних
(формальних) систем (систем організмів, у класифікації яких
не враховується історична спорідненість різних таксонів).
•
Природні (філогенетичні) системи - це системи організмів, у яких
класифікація видів ґрунтується на їх ступені подібності та відображає
філогенетичну спорідненість між систематичними групами.
Іл. 138. Основні таксономічні категорії
•
Для класифікації живих організмів використовується подвійна (бінарна)
номенклатура, яку запровадив ще К. Лінней. Бінарна номенклатура -
подвійна назва видів, перше слово якої вказує на родову належність, а
друге - на видову. Наприклад, пес свійський (Canis familiaris).
•
Для зведення правил біологічної номенклатури існують
спеціальні номенклатурні кодекси (наприклад, «Міжнародний кодекс
ботанічної номенклатури» (ICBN), «Міжнародний кодекс
зоологічної номенклатури» (ICZN).
Отже,
основними завданнями сучасної біосистематики є опис й упорядковування
різноманітних існуючих і вимерлих видів, класифікація та визначення
еволюційних зв'язків для створення природної (філогенетичної) системи
органічного світу.
Яке значення еволюційної філогенії у дослідженні біорізноманіття?
Еволюційна
філогенія (або філогенез) (від. грец. філо - рід і генезіс - породжую) -
розділ еволюційної біології, що вивчає шляхи історичного розвитку
біорізноманіття Землі. Термін філогенез ввів у науку німецький учений Е.
Геккель у 1866 р. Ним він визначав історичний розвиток окремих видів,
систематичних груп та органічного світу в цілому. В сучасному розумінні
поняття філогенія застосовується і для досліджень еволюції молекул,
клітин, органів, систем органів, популяцій, окремих видів, екосистем та
біосфери в цілому. Метою еволюційної філогенії є реконструкція
походження і послідовності еволюційних перетворень та побудова природної
системи органічного світу.
Вихідним
методом для досліджень філогенезу був метод «потрійного паралелізму» з
використанням знань морфології, ембріології та палеонтології. Сучасна
еволюційна філогенія використовує дані генетики, біохімії, молекулярної
біології та багатьох інших наук. Важливу інформацію для науковців дають
методи молекулярної філогенетики, що досліджують філогенетичні відносини
молекул ДНК, РНК і білків різних організмів. Так, було з’ясовано, що
для встановлення еволюційних зв’язків між царствами і типами живих
організмів найбільше значення має рРНК. Причина криється в тому, що ця
молекула виникла на ранніх етапах становлення життя і є в усіх живих
організмів.
Для
ілюстрації філогенії еволюційних зв’язків між групами організмів
застосовують філогенетичні дерева. Це зображення філогенетичних відносин
у будь-якій природній групі організмів або в межах всього органічного
світу.
Результати
досліджень еволюційної філогенії найширше використовуються в
біосистематиці для класифікації організмів, в біогеографії -для вивчення
поширення, в етології - для дослідження еволюції поведінки, в медицині -
для розуміння шляхів виникнення хвороботворних мікроорганізмів та ін.
Отже,
предметом досліджень еволюційної філогенії є еволюційні зв'язки між
організмами на різних рівнях організації живого та шляхи історичного
розвитку біорізноманіття на Землі.
ДІЯЛЬНІСТЬ
Завдання на застосування знань
Розгляньте
філогенетичне дерево, застосуйте знання організмів та заповніть
таблицю. Зробіть висновок про єдність органічного світу.
Біологія + Геологія
Перед
вами на світлині шматок балтійського бурштину із застиглим грибним
комаром, на ніжці якого пилковий мішечок (поліній). За допомогою цієї
знахідки науковцям вдалося визначити, що адаптації орхідей до запилення
за участі комах вже були у них 45 - 55 млн років тому. Що
таке
бурштин? Які склад та властивості цієї смоли, що приносить для
палеонтологів такі цінні відомості з давніх геологічних часів?
Немає коментарів:
Дописати коментар