Какие ученые занимались систематикой и в чем их заслуга
Какие ученые занимались систематикой и в чем их заслуга
Первые попытки классификации органического мира сделали Аристотель (384—322 до н.э.) и Теофраст (372—287 до н. э.).
Научную систему классификации растительного и животного мира создали Дж. Рей (1686—1704), К. Линней (1707-1778), завершившие огромный труд ботаников и зоологов первой половины 18 в.
Одна из главных заслуг Линнея заключается также в том, что он ввел в научную систематику принцип биномиальной номенклатуры, согласно которому вид обозначается двумя латинскими названиями (родовым и видовым), уточнил понятие “вид” и установил четкое соподчинение систематических категорий: класс, отряд (порядок), род, вид, разновидность.
Большой вклад в развитие систематики внес Ж. В. Ламарк (1744—1829), разработавший классификацию и систематику растений по естественным признакам и разделивший впервые (1794) всех животных на позвоночных и беспозвоночных.
К началу XVIII века наукой был накоплен большой объём биологических знаний, однако с точки зрения структурирования этих знаний биология существенным образом отставала от других естественных наук, активно развивавшихся в результате научной революции. Определяющим вкладом в устранении этого отставания стала деятельность шведского естествоиспытателя Карла Линнея (1707—1778), который определил и реализовал на практике основные положения научной систематики, что позволило биологии в достаточно короткие сроки стать полноценной наукой.
Чарлз Дарвин предложил понимать естественную систему как результат исторического развития живой природы. Он писал в книге « Происхождение видов »:
Это высказывание положило начало новой эпохе в истории систематики, эпохе филогенетической (то есть основанной на родстве организмов) систематики.
Революция в систематике
Сергей Владимирович Багоцкий,
кандидат биологических наук
«Химия и жизнь» №6, 2010
Систематику считают наиболее традиционным и консервативным разделом биологии. Классы, отряды, семейства, роды, виды. В эпоху молекулярной биологии кому все это интересно?
На самом деле интересно. Во все эпохи находилось некоторое число исследователей, которые занимались этим странным делом. Серьезные люди смотрели на них как на блаженных. «Он химик, он ботаник, князь Федор, мой племянник», — с иронией говорила светская дама из «Горя от ума».
В конце XIX века химики стали выглядеть более респектабельно, в то время как на «ботаников» продолжали смотреть с удивлением. При этом в общую категорию «ботаников» широкая общественность включала всех систематиков — не только растений, но и червей, насекомых, рыб, птиц и т. д.
К началу ХХ века систематика казалась полностью завершенной (как, впрочем, и классическая физика). Оставалось лишь нанести несколько заключительных мазков. Оказалось, однако, что все не так. Систематику пришлось не достраивать, а перестраивать. И на уровне самых крупных групп — царств и отделов, и на уровне групп более мелких.
Для этого, вообще говоря, были две причины. Во-первых, появилась возможность изучать достаточно тонкие детали строения клеток. Это изучение показало, что клетки разных живых организмов вовсе не так одинаковы, как казалось раньше. Особенности строения клеток стали рассматриваться как важный признак, характеризующий большие группы живых организмов.
Имелась и вторая причина. Молекулярные биологи научились определять последовательность аминокислот в белках и последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах, и это умение стали использовать в систематике.
Поговорим об этом более подробно. Предположим, что мы сравнили последовательности нуклеотидов в каком-то гене у разных животных. Эти последовательности будут похожими, но не совсем одинаковыми, поскольку достаточно длительное время виды не были генетически связанными и эволюционировали независимо друг от друга. При определенных допущениях (о которых мы здесь говорить не будем) получается, что число различий в нуклеотидных последовательностях у двух видов будет прямо пропорциональным времени, прошедшему с момента расхождения эволюционных ветвей, ведущих к этим видам.
Таким образом, сравнивая аминокислотные и нуклеотидные последовательности двух видов, мы можем сказать, насколько давно жил их последний общий предок. Если же мы проведем такое сравнение для нескольких видов, то можно будет построить эволюционное дерево для целой группы. А ветвям этого дерева присвоить ранг отрядов или семейств.
Традиционная систематика — не столько наука, сколько искусство. Специалист, занимающийся той или иной группой, должен был анализировать множество признаков и решать, какие признаки свидетельствуют о родстве, а какие — нет. Анализ нуклеотидных последовательностей породил надежды на то, что систематика в недалеком будущем превратится в строгую науку. А для успешных занятий систематикой вовсе не нужно будет видеть изучаемые объекты живьем — достаточно изучить последовательности нуклеотидов в том или ином гене.
Если этот прогноз оправдается, то будет очень жалко. Исчезнет одна из субкультур, и жизнь человеческого общества станет менее красочной.
Эту красивую схему портило постепенное осознание того факта, что клетки бактерий и клетки остальных «растений» устроены принципиально по-разному. В клетках бактерий нет отделенного от цитоплазмы ядра, совершенно по-другому устроена клеточная оболочка, нет внутриклеточных нитей, позволяющих тянуть крупные частицы, перемещая их из одного места в другое. Осознание глубины этих различий привело к появлению терминов «прокариоты» и «эукариоты». Прокариоты — это бактерии и так называемые сине-зеленые водоросли (более точно другое название — цианобактерии), в клетках которых нет отделенного от цитоплазмы ядра. Эукариоты — это все остальные.
Понятия «прокариоты» и «эукариоты» ввел в 1925 году Эдвард Шаттон, предлагавший выделить прокариот в самостоятельное царство, но потребовалось еще более четверти века для того, чтобы осознать, что различия между прокариотами и эукариотами очень глубоки, гораздо глубже, чем различия между растениями и животными. Это осознание позволило Херберту Коупланду (1947,1956) и Роберту Уиттакеру (1959) предложить новые системы животного мира.
В конце 1970-х годов научный мир обратил внимание на так называемых архебактерий. Оказалось, что существует небольшая группа прокариот, клетки которых по своему химическому составу ближе к эукариотам, чем к прокариотам. После непродолжительных дискуссий стало очевидно, что прокариот следует разделить на два царства: настоящих бактерий (эубактерий) и архебактерий. Это разделение было обосновано в работах Карла Везе.
Царств стало шесть, с вирусами семь. Революционные изменения в систематике набирали скорость. Их следующей «жертвой» сделалось царство протистов — просто устроенных эукариот.
В учебниках зоологии традиционно рассматривается тип простейших животных, который относят к царству животных. Так было до работ Коупланда и Уиттакера, так продолжается и по сей день (с той только разницей, что теперь этот тип произвели в подцарство), поскольку преподавать по старинке привычнее и удобнее. А в учебниках по ботанике рассматривается около десятка отделов водорослей, связи между которыми остаются непонятными. Иногда их относят к царству растений, а иногда и не относят. Некоторые группы организмов (эвгленовые, динофлагелляты) рассматриваются и в курсе зоологии, и в курсе ботаники, причем зоологи считают их отрядами класса жгутиконосцев, а ботаники — отделами царства растений. Полный беспорядок!
Системы Коупланда и Уиттакера попытались его устранить, назвав простейших животных и одноклеточные водоросли не растениями и животными, а протистами. Но явная сборность этой группы бросалась в глаза и побуждала систематиков создавать системы, в которых протисты были разделены на много царств.
В 1984 году Гордн Лидейл разделил мир живых организмов на 17 царств, большинство из которых возникли в результате распада царства протистов. После этого начался бум многоцарственных систем, продолжающийся и поныне.
Так сколько же царств живых организмов признает современная биология? Ответить на этот вопрос затруднительно. Каждый год выходят работы с новыми вариантами разделения на царства. Невольно вспоминается популярный в среде физиков стишок: Был этот мир глубокой тьмой окутан. Да будет свет! И вот явился Ньютон. Но Сатана недолго ждал реванша, Пришел Эйнштейн, и стало все, как раньше. Изменения происходят не только на уровне царств, но и на уровне значительно меньших систематических групп. Давайте посмотрим, что за последний десяток лет произошло с такой, казалось бы, хорошо изученной группой, как плацентарные млекопитающие. Для тех, кто забыл школьную биологию, напоминаю, что современные млекопитающие делятся на яйцекладущих (утконос, ехидна), сумчатых (опоссумы, кенгуру и другие животные, выращивающие детей в сумке) и плацентарных (всех остальных, которые рождают живых детенышей).
Исследования генов и геномов животных, проводившиеся в последние годы в разных лабораториях, неожиданно показали, что плацентарные млекопитающие делятся на четыре группы.
Первая группа получила название Laurasiotheria (азиатские звери). К ней относятся обитающие в России представители отряда насекомоядных (кроты, ежи, бурозубки и т. д.), а также представители отрядов рукокрылых (летучих мышей), хищных, непарнокопытных (лошади, носороги), парнокопытных (свиньи, олени, антилопы, быки, козы, овцы), китообразных, ластоногих, а также некоторых других мелких отрядов. По своему происхождению эта группа связана с Европой, Азией и Северной Америкой.
Вторая группа — Afrotheria (африканские звери). К ней относятся обитающие в Африке и на Мадагаскаре представители отряда насекомоядных (прыгунчики, тенреки, златокроты и т. д.), хоботные, даманы, сирены (ламантин, вымершая стеллерова корова и др.). По своему происхождению эта группа связана с Африкой.
Третью группу назвали Euarchontoglires. К ней относятся приматы, грызуны, зайцеобразные и некоторые другие.
Четвертая группа, неполнозубые, включает единственный отряд неполнозубых (ленивцы, броненосцы, муравьеды), все представители которых живут в Южной Америке.
В чем принципиальная революционность полученных результатов?
Во-первых, приказал долго жить отряд насекомоядных, объединяющий наиболее примитивных плацентарных млекопитающих. О том, что отряд насекомоядных представляет собой сборную группу и должен быть расформирован, зоологи говорили давно и не раз. Теперь под эту точку зрения подведена серьезная молекулярная база. Насекомоядных несомненно следует разделить на два отряда, которые можно условно назвать «насекомоядные-1» в группе азиатских зверей и «насекомоядные-2» в группе африканских зверей.
Непонятен статус живущего на Кубе редкого млекопитающего щелезуба. По традиционной системе он относился к насекомоядным, однако же по своим генам он не похож ни на насекомоядных-1, ни на насекомоядных-2. Достоверно отнести его в одну из четырех групп плацентарных млекопитающих не удается. Возможно, что щелезуб — это пятая группа и для него придется ввести новый отряд «насекомоядные-3».
Во-вторых, выявлено совершенно неожиданное родство приматов и грызунов. Оказывается, человек довольно-таки близок к крысе. Кто бы мог подумать?!
В-третьих, вскрылись неожиданные исторические связи внутри групп. Так, теперь известно, что по своим генам китообразные очень близки к гиппопотаму (отряд парнокопытных) и достаточно далеки от хищных, с которыми их раньше связывали. Впрочем, это не так уж необычно: например, один и тот же отряд ископаемых млекопитающих кондиляртр породил и хищных млекопитающих «первого поколения» (например, гигантского эндрюсарха), и разнообразных копытных животных. А современный отряд хищных млекопитающих имеет иное происхождение.
Традиционная зоология сближает китообразных с хищными млекопитающими. Современная зоология вносит в это сближение поправку: китообразные близки к вымершим хищникам «первого поколения», которые эволюционно близки к парнокопытным.
Вдохновенные генетической близостью китообразных и парнокопытных, некоторые зоологи предложили даже создать новый отряд китопарнокопытных.
Несколько слов насчет наших ближайших родственников. И здесь не обошлось без сенсации. Как мы знаем, сравнение генов животных, принадлежащих к разным группам, позволяет оценить, как давно разветвились веточки, ведущие к этим группам. Так вот, оказалось, что веточки, ведущие с одной стороны к человеку, а с другой стороны — к шимпанзе и горилле, разветвились всего-навсего пять (может быть, немного больше) миллионов лет назад. Сначала отделилась веточка к горилле, чуть позже — к шимпанзе. При этом в настоящее время известны находки подозрительных на прямохождение приматов, живших 6–7 миллионов лет назад (оррорин, сахелантроп). Результат допускает два объяснения. Либо шимпанзе и горилла были потомками уже прямоходящих приматов, либо оррорин и сахелантроп принадлежали к другой ветви высших обезьян, в которой тоже шла эволюция в общем направлении к человеку.
Что же касается орангутана, то исследование его ДНК никаких сюрпризов не принесло. Ветвь, ведущая к нему, отделилась от человеческой ветви где-то 12 миллионов лет назад, как и предполагалось ранее. Все это заставляет отказаться от семейства понгид (горилла, орангутан, шимпанзе), разделив его на два. В одном семействе останется орангутан, в другом — горилла и шимпанзе.
У систематики, считавшейся еще недавно старой и неинтересной отраслью знаний, началась вторая молодость. Лишнее свидетельство того, что наши представления о «современном» и «несовременном» относительны.
Биология
Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке
План урока:
История систематики
Настоящее представление о классификации живых организмов появилось не сразу; история систематики уходит своими «корнями» в древний мир. Первыми о разделении всего живого на группы задумались философы Древней Греции: Гептадор, Аристотель и Теофраст.
Аристотель, как ученый представил систематику следующим образом:
Данная классификация с небольшими изменениями (в основном дополнениями и некоторыми уточнениями) дошла до XVIII века.
В 1735 Шведский ученый Карл Линней, проанализировав все достижения и накопленные знания о мире, выпустил в свет свой труд «Система природы». В нем он подробно изложил свои взгляды на систематику живых организмов всего материального на Земле. Конечно, с позиции современности они были поверхностными и носили по большей части описательный характер. Но взгляды Линнея заложили основы для современной систематики живых существ.
Карлу Линнею принадлежит заслуга в создании такого понятия, как язык систематики. Это образное понятие, означающее правила, используемые при названии того или иного организма. Все известные (на то время) живые существа он разделил на несколько групп. Линней назвал их “рангами”. Например, всех животных он поместил в ранг “животных”, а растения – в ранг “растения”. Наивысшие ранги ученый назвал царствами.
В каждом ранге он выделил еще несколько более мелких групп. Например, хищные включали ранги поменьше: волчьи, кошачьи, медвежьи и енотовые. Данная градация (деление на ранги) сохраняется не только для систематики растений и животных. Эти группы сейчас называются таксонами.
Вся систематика ученого Карла Линнея подразумевала деление всего материального на 3 царства.
Деление рангов по Линнею
После Карла Линнея вопросами классификации и систематики занималось немалое количество ученых. Каждый из них внес определенный вклад (ввел новые «ранги», расширил понимание прежних и пересмотрел их суть), постепенно поспособствовав становлению систематики наукой о классификации.
Среди таких ученых наиболее значительный вклад внесли: Жан Батист Ламарк, Чарльз Дарвин (наиболее известен как ученый, разрабатывающий в первую очередь систематику животных), Эрнст Геккель и Карл Везе. Последний является основателем так называемой трехдоменной системы классификации живых существ (смотрите ниже). Она создана в 1977 и на сегодняшний день все больше завоевывает популярность сред ученых в разных странах.
Трехдоменная классификация
Все царства органического мира объединены в 3 домена. Их разделение основано на генетическом сходстве и различии.
Трёхдоменная классификация К. Везе
В настоящее время трехдоменная классификация находится в стадии разработки. Она постоянно уточняется и перерабатывается. Одним из ее достижений (в отличие от традиционных классификаций) считается то, что деление на прокариоты и эукариоты является не полным.
Принципы систематики. Царства органического мира
Согласно современной систематике живые организмы разделяются на 5 царств.
Типы включают несколько классов. Также выделяются по общим признакам, но имеют некоторые различия в строении и функционировании организма. Так, в типе хордовых различают классы птиц и млекопитающих, по признаку особенностей кожного покрова. Хотя те и другие теплокровные в отличие от земноводных, пресмыкающихся и рыб.
Классы делятся на отряды. Это более узкое деление. Представители одного отряда не только обладают общими чертами в строении и общности происхождения. Они имеют схожий образ жизни. Во многом это накладывает отпечаток на особенностях общих черт и внутреннего строения. Например, отряд хищных млекопитающих и травоядных различаются как по внешности, так и приспособленности к определенному образу жизни. Отряд жуков единственный из класса насекомых, кто имеет специальные жесткие щитки для крыльев. Они называются надкрылками. Для каждого царства существует несколько типичных отрядов.
Каждый отряд объединяет несколько семейств. Его представители наделены общими признаками, общностью морфологии, единым происхождением. При этом, единство их происхождения часто заметно даже при их проживании в разных климатических зонах. Например, 2 представителя семейства кошачьих: амурский тигр и ягуар, внешне очень схожи, но живут на расстоянии в несколько десятков тысяч километров.
Семейства объединяют несколько родов. Это уже более специализированная группа живых организмов. Помимо характерных признаков семейства, они обитают преимущественно на определенной территории. Например, род американских сухопутных черепах обитает исключительно в Южной Америке и близлежащих островах.
Каждый род включает несколько видов. Это самый маленький таксон. Он является основой классификации. Помимо критериев рода его представители отличаются таким важным признаком как возможность свободного скрещивания, которое дает жизнеспособное потомство. Это возможно благодаря тому, что особи одного вида имеют важный генетический критерий вида. Постоянное число комплиментарных (подходящих друг к другу) хромосом.
Систематика бактерий
Царство бактерий включает представителей самой древней группы живых организмов. Это одноклеточные организмы. Они устроены настолько просто, что даже не имеют ядра. Ученые считают, что первые их предки появились еще 3,2 миллиарда лет назад. В него включено царство археи (он же домен археи).
В царстве выделяют несколько типов. Среди них наиболее важное значение имеют следующие:
Систематика протистов
Представители царства являются одноклеточными эукариотическими (имеющими ядро) организмами. Среди них есть как организмы, способные к фотосинтезу (эвглена зеленая, волвокс), так питающиеся готовыми органическим веществами, а некоторые даже другими микроорганизмами.
Современная систематика протистов подразумевает деление их царства на несколько типов. Среди них самые значимые следующие типы:
Систематика грибов
Систематика растений
Принцип, который имеет систематика растений, похож на классификацию грибов. Вместо типа у них используется порядок. Но деление на высшие и низшие растения носит условный характер.
Различают следующие типы:
Все растения ведут прикрепленный образ жизни, обладают постоянным ростом и подавляющее большинство способны к фотосинтезу.
Систематика животных
Современная систематика живых организмов, которые называются животными, включает все современные таксоны. Отличаются возможностью к свободному передвижению (за исключением только кораллов и губок) и неспособностью синтезировать питательные вещества. Поэтому животные получают их из растений и от других живых организмов.
Царство включает несколько типов:
Значение систематики живого мира
Знание систематики живых организмов помогает лучше в нем ориентироваться. Это умение позволяет развиваться всем отраслям сельского хозяйства и животноводства.
Современная систематика организмов появилась благодаря всестороннему развитию биологических наук. Особенно это касается эволюции, палеонтологии (наука о прошлом живых организмов), геологии (наука о строении Земли как планеты). И систематика сама на них влияла и продолжает влиять. Практическое значение систематики находят не только биологические науки. Даже топливно-энергетический комплекс косвенно связан с ней. Например, разведка новых месторождений осуществлялась (и осуществляется сейчас) с использованием систематики организмов. Геологи по находкам останков древних животных и растений могут легко определить время формирования того или иного пласта земной коры. Зная, к какому времени он относится, можно предсказать наличие или отсутствие полезных ископаемых.
Словарь
Таксон — группа в классификации, состоящая из объектов, объединённых общими свойствами и признаками
Какие ученые занимались систематикой и в чем их заслуга
К истории систематики организмов
«Животные без крови» разделены на 4 подгруппы.
* ( Имеется русский перевод с древнегреческого труда Теофраста «Исследования о растениях». [М., 1951]. Из второго труда известны только фрагменты.)
Средние века не внесли нового в систематику животных и растений. В конце средних веков и в начале эпохи Возрождения вновь возник интерес к античной науке. Труды Аристотеля были переведены на латинский и современные европейские языки. Они снова становятся основой знаний.
К XVI и началу XVII в. относится появление подробных сводок и описаний отдельных групп животных. Так, в 1554 г. появилась книга Г. Ронделе (G. Rondelet) «О морских рыбах», П. Бэлона (P. Belon) «Естественная история птиц», И. Сальвиани (Salviani) «История водяных животных», Т. Моуфета (Th. Moufet) «Театр насекомых», Я. Сваммердама (I. Swammerdam) «Библия природы», а также описания фаун и флор, отдаленных от Европы стран.
Среди ботанических работ этого времени следует отметить труды И. Юнга (I. Jungius, 1587-1657), в которых он классифицировал растения по совокупности признаков, таких как характер растения в целом, строение и форма листьев, цветов, плодов и др.
* ( Биография и характеристика трудов Д. Рэя дана в интересной работе Ч. Равена [Raven, 1942].)
Значение работ Рэя для систематики велико. Он впервые установил понятие о виде как об основной естественной единице для всех организмов и показал возможность изменяемости видов. Имеются указания, что «Рэй является одним из основателей бинарной номенклатуры» [Лункевич, 1940, стр. 131].
* ( Бахман опубликовывал свои труды под латинизированным именем Rivinus.)
Второй период. Этот период в развитии систематики связан с именем выдающегося шведского натуралиста Карла Линнея (1707-1778) и обычно называется линнеевским периодом.
Трудами Линнея подведен итог работам его многочисленных предшественников. Сам Линней установил и описал 1500 новых видов растительных организмов и разработал оригинальную систему растений.
Линней много раз переиздавал свои труды и в каждой редакции в книги вносились существенные изменения. Например, сильно изменились со временем его взгляды на постоянство видов и родов. В их образовании допускалось уже участие естественных факторов и даже случая. Появление разновидностей объяснялось влиянием «неба и почвы» (т. е. среды) и скрещивания. В 10-м издании «Системы природы» Линней допускал возможность происхождения видов от одного первоначального вида. На ряде примеров из поздних изданий можно показать, что уверенность Линнея в неизменяемости видов была значительно поколеблена. Однако на самой системе животных и растений изменение взглядов Линнея не отразилось. Его система была и оставалась искусственной, что признавал и он сам, надеясь на последующие поколения ученых, которые создадут систему, выражающую подлинные отношения между организмами.
Значение трудов Линнея в разработке методов научной систематики организмов велико. Линней показал, что система организмов должна быть единой, что диагнозы таксономических единиц должны быть точными и четкими, что каждый организм должен иметь только единственное научное название. Линней прочно закрепил в науке бинарную номенклатуру. Трудами Линнея и его последователей систематизирован весь фонд фактического материала по животным и растениям, что явилось предпосылкой для идеи об изменяемости и превращении видов, а затем и учения об эволюционном развитии.
Однако нельзя не отметить, что деятельность Линнея невольно оказала и отрицательное влияние на развитие науки. Труды Линнея породили особую касту «классификаторов», которые основной целью ставили регистрацию видов, продолжение инвентаризации организмов, так успешно проведенной Линнеем. Эти классификаторы указывали, что Линней, не будучи теоретиком и экспериментатором, занимался исключительно описанием форм и их классификацией и что, следовательно, классификацией можно заниматься, зная в той или иной мере строение организмов.
Линнея иногда упрекают и в том, что он не уделял должного внимания организмам геологического прошлого. Однако ни погрешности Линнея в систематике, ни его пример «чистого классификатора» и недооценка организмов прошлого не могут затмить его заслуг перед наукой. И между прочим, как показал С. В. Ювепчук [1957], при состоянии науки в то время величайшей заслугой, а не виной Линнея, как это было принято считать, является его концепция постоянства видов.
Заслуживает внимания труд М. Адансона (1725-1806) «Семейства растений», в котором изложены результаты разработки естественной системы при помощи очень трудоемкого способа: последовательного и многократного сравнения и группировки видов, а затем и родов растений по характерным признакам. Адансон при разработке системы растений исходил из принципа равнозначности всех признаков. Он выделил ряд семейств, которые не утратили своего значения и ныне.
* ( О жизни и творчестве Э. Дарвина можно прочитать в книге К. Krause, 1880.)
* ( В скобках приведены пояснения автора.)
Вторая ступень организации. Лучистые и черви.
Третья ступень организации. Насекомые и паукообразные.
Четвертая ступень организации. Ракообразные, кольчецы, усоногие, моллюски.
Пятая ступень организации. Рыбы и рептилии.
Шестая ступень организации. Птицы и млекопитающие.
Особо выделены: двурукие. Человек (Homo).
Такая стройная система, основанная на определенных принципах и идеях, оказала большое влияние на дальнейшее развитие систематики животных и эволюционного учения, что признавалось в дальнейшем крупнейшими учеными, в том числе Ч. Дарвином (см. Ч. Дарвин. Происхождение видов, 1937, стр. 95, 96). Надо отметить, что Ламарк, указывая на трудность классификации организмов, считал все систематические единицы искусственными: «Можно утверждать, что в действительности природа не образовывала среди своих произведений ни константных классов, ни отрядов, ни семейств, ни родов, ни видов, но исключительно особей» [Ламарк, 1933, стр. 33].
* ( Эти группы, или «ответвления», имели характер типов. Однако название «тип» было введено А. Влэнвиллем позже (М. Н. Ducrotay de Blainville, 1778—1850).)
III. Членистые животные (Articulata). 4 класса: кольчецы (в том числе и Scaphopoda), ракообразные, паукообразные, насекомые.
IV. Лучистые животные (Radiata). 5 классов: иглокожие, интестинаты (Polyzoa, круглые черви, немертины, плоские черви), стрекающие (медузы, ктенофоры, сифонофоры), полипы (остальные целентераты и губки), инфузории (простейшие и коловратки).
Переходы между указанными группами невозможны, так как группы параллельны и имеют свойственный только им тип организации. Эта система полностью отрицает эволюционный принцип, положенный Ламарком в основу разработанной им системы.
* ( Не в систематическом смысле.)
A. Внутренностные животные.
Б. Мясистые животные.
6. Класс. Нервные животные. Птицы.
B. Чувствующие животные.
7. Класс. Млекопитающие.
Нельзя не упомянуть и о системе, предложенной немецким врачом и анатомом Карлом Карусом (1789-1864) в «Учебнике зоотомии» (С. Cams, 1818-1834). В его системе 4 основные группы.
I. Яйцевые животные (Oozoa).
Класс простейшие, кишечнополостные, иглокожие.
II. Туловищные животные (Corpozoa).
Класс брюшные животные (Gasterozoa), т. е. моллюски.
III. Головные животные (Cephalozoa).
Класс головно-половые животные (рыбы).
Класс головно-брюшные животные (амфибии и рептилии).
Класс головно-грудные животные (млекопитающие).
3. Кольчатые (Annulosa). Насекомые (без превращения, грызущие, сосущие), паукообразные, ракообразные.
Были и другие попытки построения систем животного мира, основанные на принципе удобства определения или на принципе главенствующего значения отдельных органов, либо отдельных систем органов. Следует упомянуть системы А. Швейгера (A. Schweigger, 1793-1821), К. А. Рудольфи (К. A. Rudolphi, 1771-1832), X. Эренберга (Ch. Ehrenberg, 1795-1876). В 1811 г. немецкий зоолог И. Спикс [Spix, 1811] произвел обзор известных к тому времени систем и дал четкое разграничение понятий искусственная и естественная система.
I. Периферический тип. Некоторые инфузории, ризостомы, медузы, морские звезды. Тип в общих чертах соответствует лучистым прежних схем.
II. Удлиненный, или членистый, тип «представлен вибрионами, волосатиками, кольчецами и целым рядом членистых животных».
III. Тип массивный, или моллюсков, «представлен всеми моллюсками, и я причисляю к нему из низших форм коловраток, а также тех инфузорий, у которых тело закручено, так что их нельзя отнести ни к периферическому, ни к симметрическому типу».
IV. Тип позвоночных.
Крупный французский зоолог Анри Мильн-Эдвардс (Н. Milne-Edwards, 1800-1885) в своих работах, а особенно в учебниках зоологии [Мильн-Эдвардс, 1838-1839], пропагандировал разработанную им систему животных:
I. Зоофиты (Zoophyta).
Саркодовые: 1) инфузории, 2) губки.
Лучистые: 3) кораллы (полипы), 4) акалефы (медузы), 5) иглокожие.
II. Мягкотелые (Malacozoa, Mollusca).
Моллюсковидные: 6) мшанки, 7) оболочники.
Моллюски: 8) безголовые (+ плеченогие), 9) брюхоногие, 10) крылоногие, 11) головоногие.
III. Членистые животные (Entomozoa, Annelides).
Черви: 12) коловоротки, 13) плоские черви, 14) турбелярии, 15) паразитные черви, 16) кольчатые черви.
Членистоногие: 17) ракообразные, 18) паукообразные, 19) многоножки, 20) насекомые.
IV. Костистые животные (Osteozoa, Vertebrata).
К этому же времени относится опубликование первого варианта схемы Ю. Каруса (I. Y. Cams, 1823-1903). Эта схема в 1863 г. была значительно переработана. Интересная и важная схема Каруса будет рассмотрена ниже.
Третий период. Этот период связан с появлением и дальнейшей разработкой эволюционной теории Ч. Дарвина. Систематика теперь получила ту недостающую теоретическую базу, отсутствие которой являлось причиной многих ошибочных систематических построений. Сказанное отнюдь не является утверждением, что с появлением эволюционной теории Дарвина все систематики стали сразу же последовательными дарвинистами, а предложенные им схемы отображали естественные соотношения организмов. Прежде всего следует отметить, что учение Дарвина было воспринято далеко не сразу и не всеми исследователями. Были и есть сторонники этого учения, сомневающиеся и ярые его противники. Во-вторых, следует отметить появление у систематиков интереса к филогенетическим построениям, которые в ряде случаев (из-за отсутствия необходимого материала, недостаточной глубины изучения и предвзятого мнения) носили спекулятивный характер. Кроме того, увлечение филогенетическими построениями иногда препятствовало выяснению ряда закономерностей в развитии и соотношении организмов, что не способствовало уточнению систематики отдельных групп организмов. Наконец, следует всегда помнить, что и к систематике приложимо диалектическое представление об истине.
Интересно, что эволюционные представления Дарвина сочетаются с отрицанием объективных границ вида. В его представлении вид, как и любая другая таксономическая категория, является искусственным сочетанием особей, создаваемым для удобства.
Первой попыткой построения естественной системы животного мира на основе учения Ч. Дарвина была система, разработанная Ю. Карусом и Герштеккером [Carus, Gerstaecker, 1863] и опубликованная через четыре года после появления книги Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» [Darwin, 1859]. Эта система, конечно, содержит недостатки, зависящие от неполноты знаний, но она в какой-то мере уже приближается к естественной. Авторы системы разделили животный мир на 8 типов, из которых 7 типов и 27 классов объединяют беспозвоночных.
Тип I. Простейшие. Protozoa.
Тип II. Кишечнополостные. Coelenterata.
Тип III. Иглокожие. Echinodermata.
Тип IV. Черви. Vermes.
Тип V. Членистоногие Arthropoda.
Тип VI. Моллюсковидные. Molluscoidea.
Тип VII. Моллюски. Mollusca.
Не менее активный проповедник и защитник учения Дарвина Т. Гексли (Th. Huxley, 1825-1895), известный по многим важным работам в области зоологии, палеонтологии, антропологии, сравнительной анатомии и эмбриологии, отделил иглокожих от кишечнополостных, оболочников от моллюсков, объединил гидрополипов с гидромедузами, иглокожих с низшими червями. Гексли различал 8 типов животных.
Тип 1. Простейшие (Protozoa). Корненожки, споровики, губки.
Тип 2. Инфузории (Infusoria). Инфузории, жгутиковые.
Тип 3. Кишечнополостные (Coelenterata).
Тип 4. Кольчатовидные (Annuloida). Плоские черви, круглые черви, коловратки, иглокожие.
Тип 5. Кольчатые (Annulosa). Кольчецы, членистоногие.
Тип 6. Моллюсковидные (Molluscoidea). Плеченогие, мшанки, оболочники.
Тип 7. Моллюски (Mollusca).
Тип 8. Позвоночные (Vertebrata).
Однако увлечение филогенетическими схемами приводило, да иногда и сейчас приводит, к подмене углубленных исследований спекулятивными построениями. Это особенно опасно при изучении палеонтологического материала, когда пытаются строить филогенетические схемы по ничтожно малому количеству материала, допускающего различные представления. Примером могут служить работы того же Э. Геккеля. Этот исследователь неоднократно предлагал системы животных, и в каждой из них были свои, обусловленные домыслом, а не фактическим материалом, слабые звенья. Например, Геккелем [Haeckel, 1894-1896] аннелиды помещены в тип членистых животных; низшие хордовые, за исключением оболочников, образующих отдельный тип, отнесены к червям; к червям же отнесены и «моллюсковидные». В работе по теории гастреи Геккель [Haeckel, 1873] классифицировал животных только по характеру дробления яйца. Эта классификация совершенно не отражала естественных соотношений животных.
Одновременно с Э. Геккелем изучением главным образом кишечнополостных и ракообразных занимался Карл Клаус (С. Glaus, 1835-1899). Им написан труд «Основы зоологии» [Клаус, 1898], в котором применена система животных, предусматривающая 9 типов: простейшие, кишечнополостные, иглокожие, черви, членистоногие, моллюски, моллюсковидные, оболочники, позвоночные. Система К. Клауса была воспринята с некоторыми изменениями многими исследователями, в том числе И. Леунисом, Г. Людвигом, Р. Гартвигом, А. Лангом и В. М. Шимкевичем [1925].
То же можно сказать и об общих схемах систематики растений. После схемы Декандоля были попытки построения новых схем и усовершенствования схемы Жюссье и Декандолей, но лишь схема Адольфа Энглера (A. Engler, 1844-1930) получила почти всеобщее признание. Схема Энглера была принята и в издании «Флора СССР», Эта схема (в первоначальном варианте 1907 г.) такова:
В незначительно измененном виде эта схема была принята и известным русским ботаником Н. А. Бушем (1869-1941).
Нельзя не остановиться еще на одном важном моменте в истории систематики организмов. Вторая половина XIX в. была временем необычайного расцвета наук биологического цикла. Подавляющее большинство биологов занималось почти исключительно систематикой. Их трудами накоплен огромный материал, который служил основанием для создания различной величины систематических групп и различных классификационных схем. Это было время синтеза материала. Однако вскоре более углубленное изучение ряда выделенных групп показало их гетерогенность, а следовательно, и необходимость разделения на генетически однородные части. Параллельно с синтезом возникла дезинтеграция не только крупных систематических единиц, но и родов, а главное видов. Появилась целая плеяда «дробителей».
Одни из них были настоящими учеными, для которых дробление групп не являлось самоцелью. Они или видели в группах гетерогенность, или были убежденными сторонниками узкого понимания систематических единиц. Другие, не будучи способными к творческой работе, свою карьеру в науке строили на выделении из уже существующих групп не только новых видов, но и новых родов, семейств и даже отрядов, а иногда и классов. Появились «специалисты по схемам», т. е. любители строить классификационные схемы и «выращивать» филогенетические древеса без достаточного предварительного изучения организмов, а часто даже без надлежащих знаний. Как правило, такие схемы являются «калифами на час» из-за сугубой искусственности. «Дробители» (в плохом смысле) и «специалисты по схемам» нанесли большой урон престижу систематики. К большому сожалению, подобные «специалисты» существуют и в наши дни.
С такой периодизацией трудно согласиться. Первый период не может быть назван периодом изучения местных фаун, а тем более периодом описания и наименования видов (альфа-систематика). Уже в глубокой древности, как свидетельствуют находки раковин моллюсков и скелетных остатков других животных среди палеолитического и особенно неолитического материала, человек совершал отдаленные путешествия, где его внимание привлекали особенности фауны и флоры. Весьма отдаленные путешествия совершали вавилоняне, финикийцы, египтяне, китайцы. Им были известны животные и растения не только своей родины, но и чужеземных стран. Египтяне до подробностей знали цикл развития скарабея (священного навозного жука) и его экологию в различные стадии развития. Древним китайцам был известен образ жизни тутового шелкопряда. Древние народы Индии знали различия фаунистических комплексов ряда провинций.
Впервые эволюционная теория была разработана Ламарком. Его система животного мира после линнеевской была большим шагом вперед. Также признавал эволюцию, но представлял иначе развитие животного мира Этьен Жоффруа Сент-Илер. Его работы по систематике червей, насекомых и некоторых позвоночных (в том числе и ископаемых ящеров) заслуживают большого внимания. Этот исследователь является основателем тератологии. Он показал различие условий возникновения тератологических и нормальных признаков животных, что имеет важное значение в систематике. Не чужда идея эволюции была и Э. Дарвину, Л. Окену, К. Бэру, X. Пандеру, К. Фогту, Ф. Дюжардену, А. Мильн-Эдвардсу, Омалусу д’Аллуа, Ф. Мюллеру, Д. Соколову, К. Эйхвальду и многим другим крупным систематикам до дарвинского периода, чьи исследования способствовали разработке близкой к естественной системы животного мира.
Изучение морских глубоководных организмов, организмов пещер и тропических лесов показывает, что очень многие формы в связи с их явным своеобразием необходимо описывать как новые виды и роды по весьма ограниченному количеству особей. Еще сложнее положение с ископаемым материалом. Неравномерность изучения групп здесь предельно велика и далеко не во всех группах как по условиям сохранности, так и из-за недостаточности сборов возможно изучение внутривидовой изменчивости, а тем более выяснение закономерностей филогенетических взаимоотношений. Как видно, неравномерность изучения групп организмов лишает установление третьего периода должной основы.
В заключение обзора истории систематики надо упомянуть о том, что некоторые зарубежные систематики выделяют период с 1940 г. (год опубликования сборника «Новая систематика» с редакционной статьей Гексли) по наши дни как период новой систематики.