Систематика как наука объект, предмет, разделы и методы систематики. Связь с другими науками

Систематика водорослей, грибов, грибоподобных организмов и слизевиков - это наука об их многообразии, классификации. Животные и растения в традиционном понимании рассматриваются в настоящее время не как таксономические группы, а как типы организации, различающиеся по физиологии питания. По современным представлениям зеленые и красные водоросли относятся к царству растений; царство настоящие грибы включает пять самостоятельных отделов (зигомикота, аскомикота, базидиомикота, анаморфные грибы и лишайники). Отдел оомикота относится к царству грибоподобные организмы (Chromista) наряду с желто-зелеными, диатомовыми и бурыми водорослями. Слизевики отнесены к царству Protozoa.

Многообразие организмов представляет объект систематики. Задачей систематики является классификация организмов и построение системы.

Основные разделы систематики - таксономия, номенклатура и филогенетика. Таксономия - это раздел, задачей которого является классификация, т. е. разделение на таксономические (систематические) группы, или таксоны. Номенклатура - это раздел, задачей которого является установление названий для вновь открытых видов или новых названий для уже известных видов. Филогенетика - это раздел, задачей которого является установление родственных связей между таксонами.

Систематика тесно связана с различными областями биологических и других наук. Она является основой для всех биологических наук и отраслей хозяйства, связанных с живыми организмами, продуктами их жизнедеятельности. А.Л. Тахтаджян назвал систематику наукой синтетической. С одной стороны, она базируется на данных всех других биологических наук, с другой - является базой многих общетеоретических наук и прикладных исследований. «Систематика есть одновременно и фундамент, и венец биологии, ее начало и конец. Без систематики мы никогда не поймем жизни в ее изумительном многообразии, возникшем в результате долгой эволюции».

Методами систематики являются - сравнительно-морфологический, морфогенетический, сравнительно-эмбриологический, флорогенетический, кариологический, географический, биохимический, палеоботанический, нумерический, математический.

Сравнительно-морфологический метод заключается в сопоставлении морфологических структур организмов для установления их сходства и различий. Сущность этого метода состоит в составлении морфогенетических рядов.

Палеоботанический метод основан на использовании ископаемого материала для выяснения филогении и происхождения таксонов. Недостатком этого метода является то, что многие растительные организмы плохо фоссилизутся, т.е. сохраняются в ископаемом состоянии. Этот метод позволил получить многие достоверные факты, необходимые для понимания общего хода эволюции.

Морфогенетический (онтогенетический) метод заключается в сравнительном изучении индивидуального развития организмов, процессов спорогенеза и гаметогенеза. Он опирается на основной биогенетический закон Мюллера-Геккеля, суть которого состоит в том, что на отдельных этапах индивидуального развития могут воспроизводиться прообразы предковых форм.

Географический метод заключается в сравнительном изучении ареалов таксонов. Он используется при установлении филогенетических связей. На основании размера и формы ареала можно судить о возрасте изучаемых систематических групп.

Биохимический (хемосистематический) метод основан на изучении химических соединений различных организмов. Данные о химическом составе используются для подтверждения родственных связей, моделирования филогенетических рядов.

Кариологический метод основан на изучении числа и структуры хромосом. Сопоставление кариограмм дает ценный материал не только для установления степени родства, но во многих случаях позволяет устанавливать общие линии происхождения и развития близкородственных таксонов.

Нумерический метод заключается в парном сравнении всех таксонов для установления сходства их друг другом и расчета структуры сходств. Статистический анализ позволяет осуществить проверку гипотез о родстве таксонов.

Математический метод состоит в обработке обширного фактического материала на основе математических методов и вычислительной техники.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМАТИКИ РАСТЕНИЙ И ГРИБОВ

Возникновение систематики растений как науки связано с именем К. Линнея. В 1753 г. в книге «Виды растений» К. Линней в 24-м классе системы растений (класс тайнобрачные, Cryptogamia) объединил грибы, печеночные мхи, лишайники, губки и собственно водоросли. К. Линней описал всего четыре рода водорослей - Chara, Fucus, Ulva, Conferva. С 1800 по 1875 г. рядом авторов (отец и сын Агарды, Кютцинг) было описано подавляющее большинство известных в настоящее время родов водорослей. Первые попытки сгруппировать роды в семейства и порядки основывались на внешних признаках таллома (например, нитчатые водоросли объединялись вместе независимо от состава пигментов). Окраску таллома в качестве основного признака для выделения крупных таксономических групп выдвинул английский ученый В. Гарвей (1836).

С середины XIX в. начинает бурно развиваться новое направление в изучении водорослей, связанное с исследованием клеточного строения и онтогенеза. Вплоть до середины XIX в. господствовало мнение, что половой процесс у водорослей отсутствует. Наблюдаемые в 1807 г. зооспоры у водоросли вошерия были истолкованы ученым Трентеполем как «превращение растения в животное». Лишь в 1854-1855 гг. французским альгологом Ж. Тюрэ и немецким ученым Н. Принсгеймом было экспериментально доказано оплодотворение у родов фукус и вошерия. Новый период истории систематики водорослей наступил в начале XX в. Он ознаменовался разработкой учения о происхождении различных групп водорослей из разных групп окрашенных жгутиковых и объяснением явления параллелизма в развитии отдельных таксонов водорослей. Разработкой этих вопросов занимался чешский альголог А. Пашер.

С 1945 г. начинается современный период в истории систематики водорослей. Для него характерно использование электронной микроскопии для изучения ультраструктуры водорослей и развитие методов искусственного выращивания водорослей в условиях лаборатории.

Взгляды на место грибов в системе живого мира, а также их система за последние годы претерпели существенные изменения. До 70-х годов XX века грибы включали в царство растения. С начала 70-х годов XX века грибы стали рассматривать как самостоятельное царство живых организмов (царство Fungi), включающее согласно одной из систем три отдела: отдел слизевики (Myxomycota), отдел настоящие грибы (Eumycota), отдел лишайники (Lichenes). В 90 - х годах XX века грибы были разделены Т. Кавалье-Смитом по трем царствам. Организмы, ранее объединенные в группу миксомицеты, были включены в качестве четырех отделов в царство Protozoa. Два класса из отдела Eumycota (классы Гифохитридиомицеты и Оомицеты) наряду с бурыми, золотистыми и желто-зелеными водорослями были включены в царство Chromista. В царстве настоящих грибов оставлены четыре отдела, имеющие ранее ранг классов -Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota.

Особенностью современного этапа формирования взглядов на систему и филогенез грибов является интенсивное использование методов молекулярной биологии. В качестве критерия родства организмов используется степень сходства в первичной структуре 16/18S рибосомальной РНК (сравнение нуклеотидных последовательностей).