Hoe dieren worden geclassificeerd
De geschiedenis van wetenschappelijke classificatie
Foto Lauri Rotko / Getty Images.
Eeuwenlang is de praktijk van het benoemen en classificeren van levende organismen in groepen een integraal onderdeel van de studie van de natuur geweest. Aristoteles (384BC-322BC) ontwikkelde de eerste bekende methode voor het classificeren van organismen, groepering organismen door hun vervoermiddelen zoals lucht, land en water. Een aantal andere naturalisten volgden met andere classificatiesystemen. Maar het was een Zweedse botanicus, Charles (Carl) Linnaeus (1707-1778) die wordt beschouwd als de pionier van de moderne taxonomie.
In zijn boek Systeem van de natuur , voor het eerst gepubliceerd in 1735, introduceerde Carl Linnaeus een nogal slimme manier om organismen te classificeren en te benoemen. Dit systeem, nu aangeduid als: Linnaeaanse taxonomie , is sindsdien in verschillende mate gebruikt.
Over Linnaeaanse taxonomie
Linnaeaanse taxonomie categoriseert organismen in een hiërarchie van koninkrijken, klassen, orden, families, genereren en soorten op basis van gedeelde fysieke kenmerken. De categorie phylum werd later aan het classificatieschema toegevoegd, als een hiërarchisch niveau net onder het koninkrijk.
Groepen aan de top van de hiërarchie (koninkrijk, stam, klasse) zijn ruimer gedefinieerd en bevatten een groter aantal organismen dan de meer specifieke groepen die lager in de hiërarchie staan (families, geslachten, soorten).
Door elke groep organismen toe te wijzen aan een koninkrijk, phylum, klasse, familie, geslacht en soort, kunnen ze vervolgens uniek worden gekarakteriseerd. Hun lidmaatschap van een groep vertelt ons over de eigenschappen die ze delen met andere leden van de groep, of de eigenschappen die hen uniek maken in vergelijking met organismen in groepen waartoe ze niet behoren.
Veel wetenschappers gebruiken het classificatiesysteem van Linnae tot op zekere hoogte nog steeds, maar het is niet langer de enige methode om organismen te groeperen en te karakteriseren. Wetenschappers hebben nu veel verschillende manieren om organismen te identificeren en te beschrijven hoe ze zich tot elkaar verhouden.
Om de wetenschap van classificatie zo goed mogelijk te begrijpen, helpt het om eerst een paar basistermen te onderzoeken:
Soorten classificatiesystemen
Met een goed begrip van classificatie, taxonomie , en systematiek, kunnen we nu de verschillende soorten classificatiesystemen onderzoeken die beschikbaar zijn. U kunt bijvoorbeeld organismen classificeren op basis van hun structuur, en organismen die op elkaar lijken in dezelfde groep plaatsen. Als alternatief kunt u organismen classificeren op basis van hun evolutionaire geschiedenis, waarbij organismen met een gedeelde voorouders in dezelfde groep worden geplaatst. Deze twee benaderingen worden fenetica en cladistiek genoemd en worden als volgt gedefinieerd:
In het algemeen gebruikt Linnaean taxonomie phenetics organismen te classificeren. Dit betekent dat het afhankelijk is van fysieke kenmerken of andere waarneembare eigenschappen om organismen te classificeren en rekening houdt met de evolutionaire geschiedenis van die organismen. Houd er echter rekening mee dat vergelijkbare fysieke kenmerken vaak het product zijn van een gedeelde evolutionaire geschiedenis, dus de Linnaeaanse taxonomie (of fenetica) weerspiegelt soms de evolutionaire achtergrond van een groep organismen.
Cladistiek (ook wel fylogenetica of fylogenetische systematiek genoemd) kijkt naar de evolutionaire geschiedenis van organismen om het onderliggende raamwerk voor hun classificatie te vormen. Cladistiek verschilt daarom van fenetiek doordat het is gebaseerd op: fylogenie (de evolutionaire geschiedenis van een groep of afstamming), niet op de waarneming van fysieke overeenkomsten.
Cladogrammen
Bij het karakteriseren van de evolutionaire geschiedenis van een groep organismen, ontwikkelen wetenschappers boomachtige diagrammen die cladogrammen worden genoemd. Deze diagrammen bestaan uit een reeks takken en bladeren die de evolutie van groepen organismen door de tijd weergeven. Wanneer een groep zich in twee groepen splitst, toont het cladogram een knoop, waarna de tak vervolgens in verschillende richtingen verder gaat. Organismen bevinden zich als bladeren (aan de uiteinden van de takken).
Biologische classificatie
Biologische classificatie is voortdurend in beweging. Naarmate onze kennis van organismen zich uitbreidt, krijgen we een beter begrip van de overeenkomsten en verschillen tussen verschillende groepen organismen. Die overeenkomsten en verschillen bepalen op hun beurt hoe we dieren aan de verschillende groepen toewijzen (taxa).
taxon (pl. taxa) - taxonomische eenheid, een groep organismen die is genoemd
Factoren die de taxonomie van hoge orde vormden
De uitvinding van de microscoop in het midden van de zestiende eeuw onthulde een minuscule wereld vol met talloze nieuwe organismen die eerder aan classificatie waren ontsnapt omdat ze te klein waren om met het blote oog te zien.
Gedurende de afgelopen eeuw hebben snelle vorderingen in evolutie en genetica (evenals een groot aantal verwante gebieden zoals celbiologie, moleculaire biologie, moleculaire genetica en biochemie, om er maar een paar te noemen) ons begrip van hoe organismen zich verhouden tot een een ander en werpt een nieuw licht op eerdere classificaties. De wetenschap reorganiseert voortdurend de takken en bladeren van de levensboom.
De enorme veranderingen in een classificatie die zich in de geschiedenis van de taxonomie hebben voorgedaan, kunnen het best worden begrepen door te onderzoeken hoe de taxa op het hoogste niveau (domein, koninkrijk, phylum) door de geschiedenis heen zijn veranderd.
De geschiedenis van taxonomie gaat terug tot de 4e eeuw voor Christus, tot de tijd van Aristoteles en voordien. Sinds de eerste classificatiesystemen ontstonden, die de wereld van het leven in verschillende groepen met verschillende relaties verdelen, hebben wetenschappers geworsteld met de taak om de classificatie synchroon te houden met wetenschappelijk bewijs.
De volgende paragrafen geven een samenvatting van de veranderingen die hebben plaatsgevonden op het hoogste niveau van biologische classificatie in de geschiedenis van de taxonomie.
Twee Koninkrijken (Aristoteles, tijdens de 4e eeuw voor Christus)
Classificatiesysteem op basis van: Observatie (fenetiek)
Aristoteles was een van de eersten die de verdeling van levensvormen in dieren en planten documenteerde. Aristoteles classificeerde dieren op basis van observatie, hij definieerde bijvoorbeeld groepen dieren op hoog niveau op basis van het feit of ze al dan niet rood bloed hadden (dit weerspiegelt ruwweg de verdeling tussen gewervelde dieren en ongewervelde dieren die tegenwoordig worden gebruikt).
Drie Koninkrijken (Ernst Haeckel, 1894)
Classificatiesysteem op basis van: Observatie (fenetiek)
Het systeem met drie koninkrijken, geïntroduceerd door Ernst Haeckel in 1894, weerspiegelde de al lang bestaande twee koninkrijken (Plantae en Animalia) die kunnen worden toegeschreven aan Aristoteles (misschien eerder) en voegde het derde koninkrijk toe, Protista, dat eencellige eukaryoten en bacteriën (prokaryoten) omvatte. ).
Vier Koninkrijken (Herbert Copeland, 1956)
Classificatiesysteem op basis van: Observatie (fenetiek)
De belangrijke verandering die door dit classificatieschema werd geïntroduceerd, was de introductie van de Kingdom Bacteria. Dit weerspiegelde het groeiende begrip dat bacteriën (eencellige prokaryoten) heel anders waren dan eencellige eukaryoten. Voorheen werden eencellige eukaryoten en bacteriën (eencellige prokaryoten) gegroepeerd in het Koninkrijk Protista. Maar Copeland verhief Haeckels twee Protista-phyla tot het niveau van koninkrijk.
Vijf Koninkrijken (Robert Whittaker, 1959)
Classificatiesysteem op basis van: Observatie (fenetiek)
Robert Whittaker's classificatieschema uit 1959 voegde het vijfde koninkrijk toe aan de vier koninkrijken van Copeland, de Kingdom Fungi (enkelvoudige en meercellige osmotrofe eukaryoten)
Zes Koninkrijken (Carl Woese, 1977)
Classificatiesysteem op basis van: Evolutie en moleculaire genetica (cladistiek/fylogenie)
In 1977 breidde Carl Woese Robert Whittaker's Five Kingdoms uit om Kingdom-bacteriën te vervangen door twee koninkrijken, Eubacteria en Archaebacteria. Archaebacteria verschillen van Eubacteria in hun genetische transcriptie- en translatieprocessen (in Archaebacteria leken transcriptie en translatie meer op eukaryoten). Deze onderscheidende kenmerken werden aangetoond door moleculair genetische analyse.
Drie domeinen (Carl Woese, 1990)
Classificatiesysteem op basis van: Evolutie en moleculaire genetica (cladistiek/fylogenie)
In 1990 bracht Carl Woese een classificatieschema naar voren dat eerdere classificatieschema's ingrijpend veranderde. Het door hem voorgestelde systeem met drie domeinen is gebaseerd op moleculair-biologische studies en resulteerde in de plaatsing van organismen in drie domeinen.