základy taxonomie a systematiky
Systematická biologie je věda o rozmanitosti organizmů
(E. Mayr 1969: Principles of systematic zoology. Mac Graw ­ Hill Book Co.,
New York X+428 p.).
Základním posláním systematiky je tuto rozmanitost
(= variabilitu, = biodiverzitu p.p.):
* registrovat = studovat a popsat
* kauzálně ji vysvětlovat = objasňovat její příčiny a následky
Jedním z prvoplánových cílů systematiky je vytvořit a spravovat klasifikační
systém.
Metodologie systematická čili taxonomie vymezuje v teoretické
rovině systematické kategorie, pravidla a způsoby klasifikace a
pojmenování organizmů.
Základním analytickým prvkem taxonomie je znak
typ znaku příklad
morfologický počet tyčinek
anatomicko-cytologický přítomnost pyrenoidu
v buňkách
chemický přítomnost alkaloidů
karyologický počet chromosomů
molekulární sekvence nukleotidů
genetický vzájemná křížitelnost
Objekty taxonomického studia ­ taxony ­ jsou klasifikovány
na základě syntézy pokud možno co nejvíce znaků.
Klasifikační systém
Systematika chápe klasifikační systém jako uspořádání objektů,
v našem případě druhů do soustavy hierarchických kategorií (obecně
logických tříd, v našem případě zvaných jednotky) podle určitých
třídících kritérií.
Druh sám je přitom jednou z těchto kategorií (tedy jednotek)
a to tou nejdůležitější.
Druhy
Základními objekty klasifikace rostlin jsou druhy. To že o nich
hovoříme jako o objektech znamená, že uznáváme jejich
reálnou existenci ­ tedy z obecného hlediska existenci zcela
nezávislou na nás samotných.
Ostatní jednotky klasifikační jako rody, čeledě atd. jsou do
značné míry lidskými artefakty ­ abstrakcemi ­ tedy za reálně
neexistující.
Klasická Mayrova definice "biologického druhu" (biospecies)
říká, že "druhem rozumíme soubor aktuálně nebo
potenciálně se křížících populací oddělených od
reprodukční bariérou od ostatních takových souborů.
Takovouto definici lze pochopitelně vztáhnout pouze na
sexuálně se množící ­ tzv. biparentální organismy. Takových
je většina např. mezi živočichy. U rostlin splňují toto kriterium
pouze rostliny obligátně allogamické.
Hierarchická klasifikace
Samotný proces třídění (tedy vytváření oněch
logických tříd; etymol.: z lat. classis = třída)
nazýváme klasifikace hierarchická.
Tvůrcem metody hierarchické klasifikace je řecký
filosof Aristoteles.
Vytvořil tímto způsobem první
systém živočichů v díle Historia animalium.
Determinace a identifikace.
Klasifikaci nesmíme zaměňovat s jiným procesem založeným
na manipulaci se znaky ­ determinací (určováním) ­ tj. se
zařazováním daného objektu do již existujícího klasifikačního
systému.
Aristoteles
384 - 322 B. C.
Doména Eukarya
Říše (regnum): Plantae
Oddělení (divisio): ­ phyta Magnoliophyta
pododdělení (subdivisio): ­ phytina
Třída (classis): ­ opsida Magnoliopsida
podtřída (subclassis): ­ idae Rosidae
Řád (ordo): ­ ales Rosales
nadřád (superordo): ­ anae
Čeleď (familia): ­ aceae Fabaceae
podčeleď (subfamilia): ­ oideae
Rod ­ genus Trifolium
Druh ­ species Trifolium repens
subspecies
varietas
rozdíly mezi klasifikačními jednotkami živočišných a rostlinných
druhů ­ kmen vs oddělení
Klasifikační jednotky
Systém přirozený a umělý
Klasifikovat lze obecně vzato mnoha způsoby ­ např. třídíme-li
známky můžeme tak činit podle země původu, stáří, zobrazeného
motivu, ale i třeba podle poškození, velikosti, tvaru atd. pokaždé
dostaneme jiný výsledek klasifikace ­ jiný klasifikační systém.
Výsledek klasifikace tedy velmi záleží na vztahu mezi objekty, který
si zvolíme jako hlavní klasifikační kriterium.
Přirozený systém je takový, který existuje nezávisle na
klasifikátorovi ­ jeho principem u organizmů je uspořádání podle
podobnosti nebo nepodobnosti založeném na studiu pokud možno
maximálního počtu dostupných znaků ­ do jisté míry pouze ideální
vlastnost ke které se můžeme jen víceméně blížit.
Jeho protikladem je systém umělý, založený na kriteriu
vytvořeném klasifikátorem, které není odrazem jejich reálného
vztahu. Např. na absolutizaci významu jediného znaku.
Systémy
* umělé systémy ­ vytvořené na základě pouze několika náhodně
zvolených znaků
- vyvrcholení umělých systému: Carl von Linné (1707 ­ 1778)
- dílo Species plantarum (1753) binomická nomenklatura - starting
point pro cévnaté rostliny
* přirozené systémy ­ na základě velkého množství znaků, v podstatě
odrážejí příbuznost taxonů
* Charles Darwin (1809 ­ 1882) zavedení rozměru do systematiky; od
této doby snaha odrážet fylogenetické vztahy
* fylogenetické systémy ­ A. Tachtadžjan (1910 - ), A. Cronquist
(1919-1992)
­ kladistické systémy ­objektivizace tvorby systémů, konstrukce
nejpravděpodobnějšího vývojového stromu ­ kladogram
připouští se pouze monofyletické taxony
Systém evoluční
V případě evolučního
(fylogenetického) systému
rostlin je klasifikačním
kriteriem
míra evoluční příbuznosti.
Konkrétní akt klasifikace
spočívá pak v pojmenování
(v duchu pravidel), přiřazení
stupně (úrovně jednotky) a
taxonomickém zdůvodnění.
Binární nomenklatura
* zakladatel Carl von Linné (1753)
* pojmenování druhů je dvojslovné (názvy vyšších
hierarchických úrovní jsou jednoslovné)
* vědecká jména druhů jsou latinská (nebo se za ně
považují)
př. Verbena officinalis L.
rodové jméno druhové epiteton
český překlad akceptuje také binární nomenklaturu
sporýš lékařský
současná platná vědecká a česká pojmenování:
Kubát K. (ed.): Klíč je květeně České republiky. Academia,
Praha, 2002.
Principy botanické nomenklatury
- botanická nomenklatura je nezávislá na
nomenklatuře zoologické a bakteriologické
- názvy taxonomických skupin vycházejí z
taxonomických typů (př. čeleď Ranunculaceae typ
rod Ranunculus; typem pro druh a nižší
jednotku je herbářová položka)
- pojmenování taxonomické skupiny se zakládá na
principu priority uveřejnění
- každá taxonomická skupina může mít pouze
jediné správné jméno (existují výjimky)
principy kladistiky neboli fylogenetiky
hierarchie v přírodě je poznatelná a můžeme ji vyjádřit pomocí
rozvětveného diagramu (kladogramu, dendrogramu)
znaky mění svůj význam v závislosti na hierarchické úrovni, ve
které se vyskytují. Znaky, které se projevují u všech členů studované
skupiny, nebo ty, jejichž rozšíření přesahuje rámec studované skupiny,
nejsou pro vztahy uvnitř studované skupiny významné (pleziomorfní
znaky)
shoda znaků je rozhodujícím kritériem pro odlišení homologie,
od znaků nehomologických (analogických). V biologii rozumíme
homologií skutečnou podobnost mezi orgány srovnávaných rostlin,
které jsou odvozeny a vyvinuly se ze společného primitivního předka
parsimonie (úspornost) ­ pravidlo o zbytečném nerozšiřování
počtu příčin určitého jevu. Z několika možných kladogramů volíme ten,
jehož konstrukce vyžaduje nejmenší počet evolučních změn
Jedinou přirozenou skupinou ve smyslu fylogenetiky je skupina
monofyletická. Taková skupina je ve fylogenetice považována za
základní taxon, který se nazývá větev neboli klad.
obecná struktura kladogramu