Zgłoś uwagi
Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku Udostępnij materiał

Na pulpicie twojego komputera na pewno jest wiele ikon, dokumentów i folderów. Gdy porządkujesz pulpit, zakładasz foldery i gromadzisz w nich dokumenty wybrane według tematów. Dla folderów o podobnej tematyce tworzysz foldery nadrzędne. Podobnie, by orientować się wśród otaczających nas organizmów, których liczba i różnorodność jest niewyobrażalnie wielka, trzeba je pogrupować według ustalonych zasad, czyli sklasyfikować. Zajmuje się tym systematyka.

Już wiesz
  • organizmy dzielimy na grupy na przykład według środowisk, które zamieszkują, podobieństw w budowie, sposobów odżywiania, miejsca w łańcuchu pokarmowym i innych kryteriów.

Nauczysz się
  • wyjaśniać, po co organizmy dzieli się na grupy, czyli klasyfikuje;

  • wyjaśniać, czym jest gatunek biologiczny i podawać przykłady nazw gatunkowych;

  • omawiać zasady klasyfikacji organizmów;

  • przedstawiać klasyfikację wybranych organizmów;

  • oznaczać za pomocą prostego klucza wybrany organizm.

1. Próba opanowania chaosu, czyli początki systematyki

Można przypuszczać, że najwcześniejszym podziałem organizmów zastosowanym przez człowieka był podział ze względu na użyteczność, np. na jadalne i niejadalne. Później dzielono je według wielu innych kryteriów.

Próby naukowego usystematyzowania istot żywych podjął się w IV wieku p.n.e. grecki filozof i przyrodnik Arystoteles. Opisał on ponad 500 gatunków zwierząt, które podzielił na krwiste i bezkrwiste, co w przybliżeniu odpowiada dzisiejszemu podziałowi na kręgowce i bezkręgowce. Wprowadził do nauki kilkadziesiąt do dziś używanych takich pojęć, jak osobnik, gatunek, rodzaj. Przyjaciel i uczeń Arystotelesa, Teofrast, opisał około 480 gatunków roślin i skonstruował system klasyfikacji roślin oparty na porównaniu ich budowy zewnętrznej. Podzielił rośliny na cztery grupy: drzewa, krzewy, półkrzewy i zioła. W średniowieczu przyrodnicy badający rośliny do ich klasyfikowania używali kryterium użyteczności. Dzielili je na dostarczające owoców, korzeni lub innych części jadalnych.

Nauka zajmująca się opisywaniem, nazywaniem i klasyfikowaniem organizmów to systematyka. Współcześnie stosowanym kryterium klasyfikowania organizmów jest ich budowa i wzajemne pokrewieństwo.

Polecenie 1

Wymień kryteria, według których można sklasyfikować przedmioty znajdujące się w twoim szkolnym plecaku.

Wskazówka

Czy wielkość, tworzywo, z którego są zrobione, lub ich zastosowanie mogłyby służyć jako kryteria klasyfikacji?

2. Gatunek biologiczny

Podstawową jednostką w klasyfikacji organizmów jest gatunek, czyli zbiór wszystkich osobników posiadających podobne cechy i zdolnych do wydawania płodnego potomstwa. Szwedzki przyrodnik Karol Linneusz opisał około 10 tysięcy gatunków roślin i około 6 tysięcy gatunków zwierząt. Opisywanym przez siebie gatunkom nadawał dwuczłonowe nazwy w języku łacińskim, który w jego czasach był międzynarodowym językiem nauki. Do dziś naukowcy z całego świata stosują łacińskie nazewnictwo gatunków. Dzięki temu mają pewność identyfikacji organizmu niezależnie od jego lokalnej nazwy.

Nazwa każdego gatunku składa się z nazwy rodzajowej (będącej rzeczownikiem) i przymiotnika (rzadziej rzeczownika), który wraz z nią określa gatunek. Nazwami gatunkowymi są Ursus arctos, czyli niedźwiedź brunatny, i Ursus maritimus, niedźwiedź polarny. Oba niedźwiedzie należą do jednego rodzaju – Ursus, czyli niedźwiedź, ale do dwóch różnych gatunków.

Polecenie 2

Wyjaśnij, dlaczego w języku polskim drugi człon nazwy gatunkowej niektórych gatunków, jak np. wąż Eskulapa, koń Przewalskiego, pisany jest wielką literą.

Wskazówka

Od czego pochodzi drugi człon nazwy gatunkowej?

Ciekawostka

Niektórzy naukowcy wykazują się nie lada inwencją w tworzeniu nazw łacińskich. Czasami nadaną nazwą chcą okazać swoją fascynację postaciami literackimi lub filmowymi. Chrząszcze Macrostyphlus frodo i Macrostyphlus gandalf zawdzięczają swoje nazwy bohaterom trylogii Tolkiena „Władca pierścieni”, pająk Hortipes terminator– słynnemu filmowemu cyborgowi, ryba Otocinclus batmani– walczącemu ze złem człowiekowi nietoperzowi, a chrząszcz Agathidium vaderi – czarnemu charakterowi z „Gwiezdnych Wojen”, Darthowi Vaderowi. Ta tradycja sięga czasów Linneusza. Gatunki zwierząt uznawanych za brzydkie lub nieprzyjemne oraz liczne chwasty nazywał on nazwiskami swoich naukowych przeciwników. Opisana przez niego roślina wydzielająca płyn o bardzo nieprzyjemnym zapachu to Siegesbeckia– od nazwiska botanika Johanna Siegesbecka, do którego Linneusz miał pretensje za krytykowanie jego systemu klasyfikacji roślin.

Ciekawostka

Pies domowy (Canis lupus familiaris) jest udomowionym podgatunkiem wilka, którego nazwa łacińska to Canis lupus. Naukowcy, tworząc nazwy podgatunków, do nazwy gatunkowej dodają człon dopełniający, charakterystyczny dla podgatunku, przez co nazwy te są trzyczłonowe. W tym przypadku jest to przymiotnik familiaris – co po łacinie oznacza „domowy”. Podgatunek pies domowy wykazuje ogromną różnorodność. Dotyczy ona między innymi wielkości zwierząt, ubarwienia, długości sierści. Wszystkie wywodzą się od wilka, który jest ich wspólnym przodkiem.

3. Sztuczne i naturalne systemy klasyfikacji organizmów

Karol Linneusz, nazywany ojcem klasyfikacji, stworzył system porządkujący organizmy, opierający się na cechach ich budowy zewnętrznej oraz zajmowanych przez nie siedliskach. System klasyfikacji stworzony przez Linneusza, podobnie jak systemy zaproponowane przez Arystotelesa i Teofrasta, był systemem sztucznym, ponieważ opierał się tylko na podobieństwach w budowie zewnętrznej organizmów i zakładał, że wszystkie organizmy powstały równocześnie. Poszczególne jednostki taksonomiczne skupiały organizmy, które miały przynajmniej jedną wspólną cechę. Należy pamiętać o tym, że nie zawsze podobieństwo w budowie zewnętrznej świadczy o wspólnym pochodzeniu i pokrewieństwie organizmów. Często wynika ono z podobnego trybu życia. W związku z tym współcześnie stosuje się systemy naturalne oparte na wzajemnym pokrewieństwie organizmów. Stopień pokrewieństwa ustala się na podstawie cech budowy zewnętrznej i wewnętrznej organizmów oraz ich wymarłych przodków, przebiegu ich rozwoju oraz podobieństwa informacji genetycznej zawartej w ich komórkach.

Przy tworzeniu systemów naturalnych wykorzystuje się wiedzę z różnych dziedzin biologii, przede wszystkim genetyki, biochemii, biologii molekularnej, paleobiologii, biogeografii, a także botaniki, zoologii i mikrobiologii. Szybki rozwój tych nauk sprawia, że systemy naturalne stają się coraz doskonalsze, czyli coraz lepiej oddają pokrewieństwo organizmów.

Polecenie 3

Niektóre organizmy przez wiele wieków były źle klasyfikowane. Grzyby zaliczano do roślin, a żyjące pod ziemią płazy beznogie do dżdżownic. Wyszukaj w książkach i czasopismach popularnonaukowych lub w Internecie przykłady innych organizmów, które były błędnie klasyfikowane na podstawie cech ich budowy zewnętrznej.

Ciekawostka

Naturalne systemy klasyfikacji można przedstawić graficznie w postaci rozgałęziającego się drzewa zwanego drzewem rodowym. Pień takiego drzewa to gatunek będący wspólnym przodkiem wszystkich uwzględnionych w nim organizmów, a konary to poszczególne linie rozwojowe, które doprowadziły do powstania różnych jego gatunków potomnych.

4. Jednostki klasyfikacji biologicznej

Systemy klasyfikacji stosowane obecnie, podobnie jak system Linneusza, są systemami hierarchicznymi. Skupiają organizmy w coraz to wyższe jednostki taksonomiczne (systematyczne), czyli taksony, zaczynając od najniższej jednostki, jaką jest gatunek. Jednostki taksonomiczne to grupy organizmów zwykle spokrewnionych ze sobą, wyróżniających się od innych jedną lub kilkoma cechami. Łączenie organizmów w jednostki taksonomiczne według ich wspólnych cech pozwala uporządkować wiedzę na ich temat.

Najwyższy takson (jednostka taksonomiczna) to królestwo. W przypadku zwierząt dzieli się ono na typy, a typy na mniejsze jednostki – gromady. Na gromadę składają się rzędy, w skład których wchodzą rodziny. W rodzinach wyróżnia się rodzaje, a te składają się z gatunków.

Animacja przedstawia sposób klasyfikacji niedźwiedzia brunatnego. Na planszy od dołu kolejno powiększane są odpowiednie informacje.

Jednostki klasyfikacji roślin noszą nieco inne nazwy niż jednostki klasyfikacji zwierząt, ale zasady porządkowania organizmów są takie same. W królestwie roślin zamiast nazwy jednostki gromada używa się nazwy klasa, a zamiast nazwy typ – gromada. Oprócz podstawowych jednostek systematycznych istnieją także tzw. kategorie pomocnicze. Zwykle mają one przedrostki nad- (np. nadrodzina), lub pod- (np. podgatunek). Istnieją także takie, które mają osobną nazwę, np. odmiana, plemię, szczep.

Polecenie 4

Podaj nazwę gatunku biologicznego, do którego należysz.

Ciekawostka

Sunik i nartnik to owady wodne o długich odnóżach, a ich skrzydła są złożone i na ogół niewidoczne. Może dlatego niektórzy nazywają je pająkami wodnym. By się przekonać, że to nie są pająki, wystarczy policzyć odnóża kroczne. Owady mają ich trzy pary, a pająki – cztery. Liczba odnóży krocznych pozwala w tym przypadku odróżnić zwierzęta należące do różnych taksonów systematycznych.

5. Klucze do oznaczania organizmów

Klucze do oznaczania organizmów to specjalne opracowania, które umożliwiają rozpoznawanie gatunków lub wyższych jednostek taksonomicznych. Zawierają krótkie opisy poszczególnych gatunków i zestawienia ich cech: najważniejszych, charakterystycznych i łatwych do zidentyfikowania. Kolejne cechy są porównywane ze sobą na zasadzie przeciwstawności. Korzystając z klucza, na każdym etapie oznaczania należy wybrać jedną z dwóch możliwości.

Klucze do oznaczania mogą mieć postać graficzną lub numeryczną. Klucz graficzny nie jest zbyt często używany, ponieważ nie może zawierać dużej liczby gatunków. W przeciwnym razie staje się nieczytelny. Klucze numeryczne pozwalają natomiast oznaczać setki, a nawet tysiące organizmów. W konstrukcji takiego klucza po opisie cechy pojawia się liczba, która odsyła do kolejnej cechy. Należy wtedy odszukać wskazany numer, odczytać towarzyszące mu zapisy i wybrać ten, który odpowiada oznaczanemu organizmowi.

Polecenie 5

Skonstruuj klucz do oznaczania najczęściej spotykanych zwierząt domowych. Uwzględnij w nim psa, kota, rybkę akwariową, papugę, żółwia, świnkę morską, królika.

Wskazówka

Które cechy mogą być przydatne w tworzeniu takiego klucza: obecność lub brak włosów, piór, łusek, środowisko życia – woda czy ląd, wielkość ciała, długość uszu, rodzaj zjadanego pokarmu, wydawane odgłosy?

Podsumowanie

  • Klasyfikacją organizmów żywych zajmuje się nauka zwana systematyką.

  • Nazwa gatunkowa organizmu składa się z dwóch członów. Pierwszy z nich to nazwa rodzajowa, a oba razem – to nazwa gatunkowa.

  • Układ (system) jednostek taksonomicznych jest hierarchiczny. Najniższą jednostką taksonomiczną jest gatunek. Kolejne jednostki to w przypadku zwierząt odpowiednio: rodzaj, rodzina, rząd, gromada, typ oraz królestwo.

  • Wyższe jednostki systematyczne zawierają jedną lub kilka jednostek niższego rzędu.

  • Do identyfikacji gatunków używa się kluczy do oznaczania organizmów.

Praca domowa
Polecenie 6.1

1. Oznacz widoczne na ilustracji organizmy za pomocą podanego klucza.

Polecenie 6.2

2. Wyszukaj w źródłach i zapisz klasyfikację ulubionego zwierzęcia. Uwzględnij jego nazwę gatunkową po polsku i po łacinie.

Słowniczek i biogramy

biogeografia

dyscyplina biologii opisująca rozmieszczenie organizmów na kuli ziemskiej

biologia molekularna

dyscyplina biologii opisująca procesy życiowe uwarunkowane właściwościami takich cząsteczek budujących organizmy, jak białka i kwasy nukleinowe

gatunek

podstawowa, najniższa jednostka taksonomiczna; zbiór osobników posiadających podobne cechy, zdolnych do wydawania płodnego potomstwa

jednostka taksonomiczna

takson, grupa organizmów, zwykle spokrewnionych ze sobą, wyróżniająca się jedną lub kilkoma cechami, które różnią zgromadzone w niej organizmy od organizmów należących do innych grup

klucz do oznaczania

opracowanie pozwalające rozpoznać (oznaczyć) organizm i przyporządkować go do właściwego gatunku

paleobiologia

dyscyplina biologii opisująca organizmy żyjące w dawnych epokach zachowane w postaci szczątków

systematyka

nauka zajmująca się klasyfikowaniem przedmiotów i pojęć; w biologii zajmuje się klasyfikowaniem organizmów żywych

Teofrast

Był greckim filozofem i przyrodnikiem, uczniem Arystotelesa i Platona. Stworzył pierwszą zachowaną starożytną klasyfikację roślin.

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4
Ćwiczenie 5