какой метод стал основой систематики карла линнея
Развитие биологии в додарвиновский период.Система К. Линнея
Вопрос 1. Что было известно о живой природе в Древнем мире?
В эпоху Античности некоторые древнегреческие философы выделяли материальное начало, которое рассматривали как первоисточник всего живого. Фалес Милетский (ок. 625—547 до н. э.) таким первоисточником считал воду. Живший на полвека позже Анаксагор (ок. 500—428 до н.э.) утверждал, что живые организмы произошли из воздуха. Демокрит (ок. 470 или 460 до н.э. — умер в глубокой старости) был уверен, что основой зарождения жизни является ил. Серьезный вклад в развитие представлений о жизни внес Аристотель (384—322 до н.э.), создавший теорию непрерывного и постепенного развития живого из неживого, первую систематику животных, а также «лестницу существ».
Вопрос 2. Чем можно объяснить господство представлений о неизменности видов в XVIII в.?
В XVIII в. в Европе господствовало мировоззрение, основанное на догматах христианской церкви. Ученые считали, что поскольку все живые организмы созданы Богом, то они совершенны, отвечают цели своего существования и неизменны во времени. Такое метафизическое направление в биологии получило название «креационизм».
Вопрос 3. Что такое систематика?
Систематика — это наука о классификации живых организмов. В древности существовало множество разнообразных систем классификации. Основы современной систематики были заложены в XVIII в. шведским естествоиспытателем Карлом Линнеем (1707— 1778).
Вопрос 4. По какому принципу построена классификация организмов К. Линнея?
Основой классификации К. Линнея является принцип иерархичности таксонов (групп организмов), когда несколько более мелких таксонов объединяются в более крупный. Виды объединяются в род, роды — в отряд и т. д. Самой крупной таксономической единицей в системе К. Линнея являлся класс. Для обозначения видов К. Линней использовал бинарную (двойную) номенклатуру: первое слово названия обозначало род, второе — видовую принадлежность. Например, Ноmo sapiens — человек разумный, Convallaria majalis — ландыш майский, Ursus arctos — медведь бурый.
Вопрос 5. Поясните мысль, высказанную К.Линнеем: «Система — это ариаднина нить ботаники, без нее гербарное дело превращается в хаос».
В XVIII в. было уже известно множество видов растений. При отсутствии строгой классификации становилось все сложнее работать с ними, отделять один вид от другого, объединять родственные виды в группы, определять степень их родства. Иными словами, как нить Ариадны вывела героя Тезея из Лабиринта, так и систематика помогла навести порядок в том хаосе знаний, которые накопили ученые до Линнея.
Биология. 11 класс
Многообразие организмов и их классификация
Многообразие органического мира
Необходимо запомнить
Всю жизнь великий ученый Карл Линней посвятил систематизации живой и неживой природы. Основной его труд — «Система природы», в котором он описал огромное для того времени число видов растений и животных. В первом издании этой книги было лишь 13 страниц, а в последнем, двенадцатом — 2335. Если бы мы сегодня попытались описать все известные нам виды растений, животных, грибов, микроорганизмов, уделив каждому виду по 10 строк, то описания заняли бы 10 тыс. таких книг, как «Система природы».
КАРЛ ЛИННЕЙ (1707–1778)
Шведский натуралист, врач. Основоположник принципов и методов систематики органического мира. Основатель и первый президент Шведской академии наук. Почетный член Санкт-Петербургской академии наук.
Карл Линней впервые ввел в науку систему двойных латинских названий живых организмов, так называемую бинарную номенклатуру, которая позволила установить порядок в описании новых видов. Введение латыни для научных наименований живых организмов существенно облегчило общение ученых разных стран. Каждый организм должен в соответствии с требованиями бинарной номенклатуры именоваться сначала родовым названием (пишется с прописной буквы), а затем видовым (пишется со строчной буквы).
В разных районах нашей страны одного и того же зверька – степного сурка называют по-разному: байбак, бабак, бабачок, тарбаган, свиц, свистун, суур, сугур, эксачок. Научное же латинское название этого вида – Marmota bobak (сурок-байбак) – является единственным, которым пользуются зоологи.
Искусственная и естественная системы. Если нам нужно установить порядок в книгохранилище, то мы можем исходить из самых разных принципов. Можем классифицировать книги, например, по цвету обложки или формату. Подобная классификация книг искусственна, так как она не отражает главного — содержания книг.
Система Линнея была во многом искусственной. В основу классификации он положил сходство организмов по некоторым наиболее легко отличимым признакам. Но эти сходные признаки не всегда означают их общее происхождение. Линнею еще не были известны очень многие научные факты, позволяющие оценить степень родства тех или иных организмов. Объединив растения по числу тычинок, по характеру опыления, Линней в ряде случаев создал совершенно искусственные группы. Так, в класс растений с пятью тычинками он объединил морковь, лен, лебеду, колокольчики, смородину и калину. Из-за различий в числе тычинок ближайшие родственники, например брусника и черника, попали в разные классы. Зато в другом классе (однодомных растений) встретились осока, береза, дуб, ряска, крапива и ель. Однако, несмотря на эти очевидные просчеты, искусственная система Линнея сыграла огромную роль в истории биологии, так как помогала ориентироваться в огромном многообразии живых существ. Когда К. Линней и его последователи группировали близкие виды в роды, роды – в семейства и т. д., они брали за основу внешнее сходство форм. Причины такого сходства оставались нераскрытыми.
Решение этого важнейшего вопроса принадлежит Ч. Дарвину, который показал, что причиной сходства может быть общность происхождения, т. е. родство. Со времен Дарвина систематика стала эволюционной наукой. Если теперь зоолог-систематик объединяет роды собак, лисиц и шакалов в единое семейство псовых, то он исходит не только из внешнего сходства форм, но и из общности их происхождения (родства). Общность происхождения доказывается изучением исторического развития и строения ДНК описываемых видов.
Для того чтобы построить систему той или иной группы, ученые используют совокупность наиболее существенных признаков: изучают ее историческое развитие по ископаемым остаткам, исследуют сложность анатомического строения современных видов, особенности размножения, сложность организации (неклеточные – клеточные, безъядерные – ядерные, одноклеточные – многоклеточные), сравнивают их эмбриональное развитие, особенности химического состава и физиологии, изучают тип запасающих веществ, современное и прошлое распространение на нашей планете. Это позволяет определить положение данного вида среди остальных и построить естественную систему, отражающую степень родства между группами организмов.
Система безъядерных организмов оставалась искусственной вплоть до второй половины XX столетия. Это объясняется тем, что в распоряжении ученых еще не было точных методов определения степени родства микроорганизмов. Применение современных методов молекулярной биологии позволило положить в основу систематики прокариот строение их геномов. Результаты оказались впечатляющими. Стало очевидным, что многие прокариоты, ранее объединявшиеся в те или иные систематические группы, совсем не родственны друг другу. Хорошо известная ранее группа экстре-мофильных (живущих в экстремальных условиях) прокариот оказалась настолько отличной от бактерий, что их пришлось выделить в отдельное царство – археи. Ранее включавшиеся в царство растений синезеленые водоросли оказались совсем не растениями, они составляют подцарство цианобактерий в царстве бактерий. Вот как выглядит упрощенная схема соподчинения систематических единиц, используемых для естественной классификации:
ИМПЕРИЯ (неклеточные и клеточные)
НАДЦАРСТВО (прокариоты и эукариоты)
ПОДЦАРСТВО (одноклеточные, многоклеточные)
ТИП (например, членистоногие или хордовые)
Система классификации Линнея
Все живые существа можно классифицировать с помощью иерархической системы, в основе которой лежат категории рода и вида.
Карл Линней, шведский физиолог, был профессором медицины в университете города Упсала. Он заведовал большим ботаническим садом, который был нужен университету для проведения научных исследований. Люди присылали ему растения и семена со всего света для выращивания в ботаническом саду. Именно благодаря интенсивному изучению этой огромной коллекции растений Карл Линней сумел решить задачу систематизации всех живых существ — сегодня ее назвали бы задачей таксономии (систематики). Можно сказать, что он придумал категории для популярной в Америке викторины «Двадцать вопросов», в которой первым делом спрашивают, относится ли предмет к животным, растениям или минералам. В системе Линнея действительно все относится либо к животным, либо к растениям, либо к неживой природе (минералам).
Чтобы легче понять принцип систематизации, представьте, что вы хотите классифицировать все дома в мире. Можно начать с того, что дома в Европе, например, больше похожи друг на друга, чем на дома в Северной Америке, поэтому на первом, самом грубом уровне классификации необходимо указать континент, где расположено здание. На уровне каждого континента можно пойти дальше, отметив, что дома в одной стране (например, во Франции) больше похожи друг на друга, чем на дома в другой стране (например, в Норвегии). Таким образом, вторым уровнем классификации будет страна. Можно продолжать в том же роде, рассматривая последовательно уровень страны, уровень города и уровень улицы. Номер дома на конкретной улице будет той конечной ячейкой, куда можно поместить искомый объект. Значит, каждый дом будет полностью классифицирован, если для него будут указаны континент, страна, город, улица и номер дома.
Линней заметил, что подобным образом можно классифицировать живые существа в соответствии с их характеристиками. Человек, например, больше похож на белку, чем на гремучую змею, и больше похож на гремучую змею, чем на сосну. Проделав те же рассуждения, что и в случае домов, можно построить систему классификации, в которой каждое живое существо получит свое уникальное место.
Следующая категория классификации — класс. Человек является представителем класса млекопитающих — теплокровных животных с шерстью, живородящих и выкармливающих своих детенышей молоком. Этот уровень различает человека и таких животных, как пресмыкающиеся и птицы. Следующая категория — отряд. Мы относимся к отряду приматов — животных с бинокулярным зрением и руками и ногами, приспособленными для хватания. Классификация человека как относящегося к приматам отличает нас от других млекопитающих — таких, например, как собаки и жирафы.
Следующие две категории классификации — семейство и род. Мы относимся к семейству гоминид и роду Homo. Впрочем, это разграничение мало что значит для нас, поскольку других представителей нашего семейства и нашего рода больше нет (хотя в прошлом они существовали). У большинства животных каждый род содержит несколько представителей. Например, белый медведь — это Ursus maritimis, а медведь гризли — Ursus horibilis. Оба эти медведя относятся к одному роду (Ursus), но к разным видам — они не скрещиваются.
Последняя категория в классификации Линнея — вид — обычно определяется как популяция особей, которые могут скрещиваться между собой. Человек относится к виду sapience.
При описании животных принято указывать род и вид. Поэтому человек классифицируется как Homo sapiens («Человек разумный»). Это не означает, что другие категории классификации не важны — они просто подразумеваются, когда говорят о роде и виде. Главный вклад Линнея в науку состоит в том, что он применил и ввел в употребление так называемую бинарную номенклатуру, согласно которой каждый объект классификации обозначается двумя латинскими названиями — родовым и видовым.
Классифицируя таким способом живую природу, система Линнея определяет каждому организму свое собственное уникальное место в мире живых существ. Но успех зависит в первую очередь от того, насколько правильно систематик выделит важные физические характеристики, и здесь возможны неверные суждения и даже ошибки — Линней, к примеру, отнес бегемота к отряду грызунов! В настоящее время при систематизации все больше учитывается генетический код отдельных организмов или история их эволюции — генеалогическое древо (этот подход называется кладистикой).
Шведский ботаник и врач. Родился в Росхульте, изучал медицину в Лундском университете, а с 1728 года — в Упсальском университете. Впоследствии начал заниматься систематизацией растений, а затем — животных и минералов. Осознал родовое сходство между различными группами, классифицировав китов как млекопитающих и поместив человека и приматов в один класс. В 1741 году Линней стал профессором Упсальского университета. Исследование коллекции растений университетского ботанического сада привело его к созданию бинарной классификации растений. После смерти Линнея эта коллекция и тематическая библиотека были куплены английским натуралистом Джеймсом Смитом, а позже приобретены лондонским Линнеевским обществом.
Детство и образование
В городе Росхульте проживала семья пастора Николаса Ингемарсона. А 23 мая 1707 года в ней появился маленький Карл. Мальчик с детства увлекался ботаникой, хотя родители хотели видеть его священником. Он выращивал цветы и решил поменять свою фамилию на латинизированное слово Линнеус — по названию большой липы.
В двухлетнем возрасте Карл вместе с родителями переехал в Стенброхульт, но образование получил в Векше. Здесь он окончил грамматическую школу и гимназию. Богословие и древние языки мальчик учил неохотно, а математика и биология давались ему легко. Карл старался изучать растения в естественной среде, поэтому часто прогуливал уроки. Латинский язык он выучил только благодаря тому, что захотел прочитать труды Плиния в оригинале.
Доктор, который преподавал ему медицину и логику, посоветовал родителям позволить сыну получить специальность врача. И в 1727 году Карл поступил в Лундский университет, где сблизился с профессором Стобеусом. Преподаватель систематизировал знания Линнея, помог ему заполнить белые пятна в памяти. Юный ботаник продолжал изучать растения и в первый год студенческой жизни создал каталог редких представителей флоры.
Но в Лундском университете Карл не задержался — он перевелся в Упсальский. Хотя и здесь уровень образования его не устраивал, и парню пришлось учиться самостоятельно с помощью наблюдений и опытов. С 1730 году он начал работать демонстратором в ботаническом саду, пользовался успехом у слушателей.
Университет принес Линнею полезные знакомства: он начал общаться с О. Цельсием и У. Рудбеком-младшим. Первый помогал ему хорошими советами и деньгами, второй порекомендовал Карлу отправиться в научную экспедицию.
Путешествия биолога
В 1732 году студент побывал в Лапландии, где изучал три царства природы — животных, растения и минералы. Он собирал информацию об аборигенах и их культуре, а по возвращении домой написал краткую работу с обозрением своих исследований. Через пять лет он издал ее в полном объеме. В 1734 биолог отправился в Делекарлию, затем переехал в Фалун, где изучал минералы.
Через год Карл оказался на берегах Северного моря в качестве соискателя диплома доктора медицины. Настоял на этом путешествии его будущий тесть. Позже Линней побывал в разных местах:
Он изучал кабинеты естествознания в Голландии, труды Карла Линнея публиковались в Лейдене. Здесь впервые узнали о классификации растений на 24 вида по расположению пестиков и тычинок, величине и количеству. При жизни ученый успел создать 12 изданий.
Систематика позволила без труда идентифицировать представителей флоры и фауны даже тем, кто совершенно не разбирается в зоологии и ботанике. Автор учений называл себя творцом, осознавал свое истинное предназначение, искал соответствующие знаки в собственной биографии. В Голландии Карл написал три работы:
В первом труде собрана литература о растениях, второй содержит описание родов, а в третьем классы флоры сопоставлены с системой природы Линнея.
После возвращения в Швецию Карл переехал в Стокгольм и быстро попал в королевский двор — он вылечил нескольких фрейлин травяными отварами. В медицине он постоянно использовал растения. Собственными усилиями Линней создал Королевскую академию наук, стал ее президентом.
В 1742 году ученый занял должность профессора в своем университете. Кафедра ботаники за 30 лет его работы стала уважаемой во всех учебных заведениях. Карл собрал растения для оформления Ботанического сада. Его труды были популярны среди современников, но после переезда в имение Гаммарба Линней отошел от медицинской практики. Он полностью посвятил себя науке, открыл новые виды лекарственных трав и сумел внести их в полноценный справочник. Двадцать пять лет Карл работал над трудом под названием «Система растений», который издал в 1753 году.
Вклад в биологию
Карл Линней стал основоположником современной биноминальной номенклатуры, что и стало его наибольшей заслугой. Каждое растение он обозначал двумя названиями — видовым и родовым. К его достижениям относится и распределение систематических категорий — класс, отряд, род, вид, вариация. Он изучил и описал более 1500 растений, разделил их на 24 класса.
Животные организмы также были для него интересными. Их Линней делил на шесть классов:
Земноводных и пресмыкающихся он отнес к амфибиям, а всех беспозвоночных — к червям и насекомым. Человека Карл включил в класс млекопитающих наряду с приматами. С современной точки зрения такое разделение считается искусственным, так как не отражает реального родства между различными формами. Линней «Человека разумного» поместил в отряд приматов вместе с обезьянами, так как находил большое сходство в строении двух организмов.
Для своей системы он выделял только один-два основных признака, что тоже неверно с учетом современных научных взглядов. Именно поэтому в классификации Линнея ряска, ель, крапива и дуб были в одном отряде. Но все же его систематику многие последователи считали образцом изящной простоты и венцом искусственного разделения.
Но Карл не учел одного факта эволюции: чем ближе разные виды расположены друг к другу в системе, тем более общий предок у них. Это и называется естественной классификацией, более известной в истории. Изучением растений деятельность Линнея не ограничивалась. Он написал несколько сообщений о минералах и почвах, болезнях и человеческих расах. После него остались труды в области медицинской практики и теории, ботаники и зоологии.
Коллекции Линнея
После себя биолог оставил не только научные труды. Всю жизнь он собирал различные материалы, которые сохранились в его коллекции:
Вся его жизнедеятельность была направлена на изучение растений и животных. В своих письмах жене он просил ее опубликовать великую коллекцию после его смерти. А умер он неожиданно — 1 ноября 1783 года от инсульта. Согласно завещанию, все его собрания должны перейти к наследникам. Но жена хотела как можно быстрее избавиться от этого достояния, поэтому связалась с сэром Бэнксом, хотя и его коллекция больше не могла пополняться. И он предложил купить собрание Линнея Дж. Э. Смиту.
Но появились и другие желающие приобрести его, поэтому ученые из университета решили оставить коллекцию в Швеции. Хотя образцы и книги все же покинули страну в сентябре 1784 года, их перевезли в Англию. Из-за этого разразился скандал, научные сотрудники искали виновных в этой потере. Но в Швеции в то время не было короля — он находился в Италии, поэтому не смог запретить вывоз собрания Линнея.
Смит был удивлен многообразием коллекции, ведь он ожидал получить небольшой набор гербария и насекомых. Карл Линней успел за свою жизнь собрать множество артефактов:
Коллекционер основал Лондонское линнеевское общество, которое занималось развитием науки и истории Ирландии и Великобритании. Смит получил должность президента, позже его пожаловали в дворяне за активную общественную деятельность и высокое положение в кругах ученых. А после его кончины общество выкупило остатки коллекции у вдовы Карла за огромную сумму — 3 150 фунтов, супруга получила все деньги только к 1861 году. Но до сегодняшнего дня не сохранилась библиотека, кораллы и минералы, так как они были проданы другим коллекционерам еще при жизни Дж. Смита.
Потомки ученого
В 1734 году Карл познакомился с Сарой Лизой Морене, которая позже стала его законной супругой. Девушка была дочерью доктора Фалуна, настоявшего на поездке своего зятя в Лапландию. Отношения развивались стремительно, всего через две недели после знакомства биолог сделал своей избраннице предложение. Обручение произошло в 1735, а после Линней уехал в Амстердам, где защитил диссертацию.
Свадьбу пара сыграла только через четыре года. Это было скромное торжество в фамильном хуторе Сары. У супругов появилось семеро детей: два мальчика и пять девочек. Но 2 из них умерли еще в младенческом возрасте. В честь жены и ее фамилии Карл назвал род Ирисовых растений, которые растут в Южной Африке, Мореа.
Эволюционные открытия и труды Линнея того времени не отставали от развитых наук — математики, химии и физики. Бинарная номенклатура, которую он ввел, используется и до сих пор. А его классификация растений стала основой для современной систематизации. Биолог смог упорядочить всю хаотичную информацию о растениях и животных, что была собрана до него. Без его усилий и стараний, а также многочисленной коллекции современная биология не смогла бы так далеко продвинуться.
Развитие систематики. Систематика Линнея
Вы будете перенаправлены на Автор24
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.
Одними из первых предприняли попытку классифицировать все разнообразие живых организмов представители античной науки Гептадор, Аристотель, Теофраст. Они объединяли все живые организмы в соответствии со со своими философскими убеждениями. Растения они разделили на деревья и травы, а животных разделили на две группы – «холднокровных» и «теплокровных».
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
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.
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.
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:
«Венцом и, вероятно, последним словом подобной классификации была и до сих пор не превзойденная в своей изящной простоте система растительного царства, предложенная Линнеем».