Підручники з Біології / Біологія 9 клас / Задорожний Біологія 9 клас 2022 поглиблене

Критерії виду

У природі трапляються види-двійники, які дуже подібні між собою за зовнішньою будовою. Такі види було виявлено серед комах, риб, птахів, ссавців, рептилій, амфібій тощо. В Україні види-двійники знайшли в зелених ропух, полівок, мишаків. Тому, щоб не помилитися, для визначення виду використовують не якусь одну ознаку, а цілий комплекс критеріїв виду.

Ключова ідея

Вид — це сукупність популяцій особин, подібних між собою за будовою, функціями, місцем в угрупованнях організмів, що населяють певний ареал і вільно схрещуються між собою у природі. Найбільш поширеними концепціями виду є типологічна, номіналістична, біологічна та філогенетична. Різні види організмів розрізняють між собою за допомогою спеціальних критеріїв виду.

Перевірте свої знання

1. Що таке вид? 2. Які існують критерії виду? 3. Що характеризує екологічний критерій виду? 4. Які види називають двійниками? 5. За якими критеріями можна розпізнати види-двійники? 6. Для яких видів буде важко застосувати філогенетичну концепцію виду?

§ 49. Класифікація та номенклатура

Поміркуйте

Навіщо потрібно змінювати системи класифікацій організмів?

Згадайте

120

Що таке біологічна систематика? Що таке філогенія?

Історія розвитку систем класифікації організмів

Першою спробою класифікувати живі організми можна вважати систему Аристотеля, який виділив групи рослин і тварин. А першою науковою системою класифікації стала система Карла Ліннея (1758 р.), у якій рослини і тварини отримали статус царств. Але вже тоді стала зрозуміла значна відмінність грибів, і вони були виділені в окреме царство Отто фон Мюнхгаузеном (1763 р.). Щоправда він об’єднав їх разом із губками і коралами. Ця помилка була виправлена в системі Ноеля Жозефа де Неккера (1783 р.), в якій царство Гриби було виділено окремо. На жаль, пропозиції Мюнхгаузена й Неккера були надовго забуті.

Система царств живих організмів К. Ліннея

121

Система царств живих організмів О. Мюнхгаузена

Система царств живих організмів Н. Неккера

122

Система царств живих організмів Е. Геккеля

Система царств живих організмів Р. Уайттейкера

Учені XIX ст. вперше усвідомили, що численні мікроскопічні істоти (бактерії, найпростіші, мікроскопічні водорості) важко віднести до тварин або рослин. Наслідком цього було виникнення в системі Ернста Геккеля (1866 р.) нового царства Протисти, яке об’єднало всі одноклітинні й колоніальні форми.

123

У першій половині XX ст. внаслідок розвитку методів мікроскопії стала зрозумілою різниця між прокаріотами та еукаріотами. У системі Герберт Копленд (1938 р.) було виділено чотири царства: Монери (дроб’янки), Протоктисти (нижчі еукаріоти), Тварини і Рослини. У 1959–1969 рр. американський дослідник Роберт Уайттейкер удосконалив цю систему, виділивши гриби в окреме царство (у системі Г. Копленда їх відносили до царства Протоктисти). Ця система була найбільш поширеною до 80–90-х років XX століття, поки нові технології в цитології та молекулярній біології не дозволили створити сучасну систему класифікації живих організмів.

Принципи сучасної класифікації організмів

Сучасна наукова класифікація повинна відображати еволюційні зв’язки між живими організмами та вказувати на рівень їхньої спорідненості. Крім того, вона має бути зручною для використання і дозволяти легко включати нові, нещодавно відкриті, види. Як ви вже знаєте, основною систематичною категорією є вид. Видова назва складається з двох латинських слів (бінарна номенклатура), перше з яких є назвою роду, а друге — видовим епітетом. Споріднені види об’єднуються в більш високі таксономічні категорії — роди, роди — в родини, а ті — в іще вищі категорії.

Штучні (формальні) та природні (філогенетичні) системи живого

світу

Системи живого світу можуть бути різними. Їх поділяють на дві групи: штучні (формальні) та природні (філогенетичні). Штучними (формальними) називають системи, у яких класифікація видів базується лише на ступені їхньої подібності за вибраними ознаками. При цьому не враховується історична спорідненість організмів, які така система об’єднує у відповідні таксони.

Природними (філогенетичними) називають системи, у яких класифікація організмів будується на ступені їхньої подібності з урахуванням філогенетичної спорідненості. Так, штучна система може зараховувати до риб усіх хребетних, які живуть у воді. Тоді до риб будуть віднесені всі кити. А природна система враховує, що кити походять від наземних предків і є вторинноводними тваринами. Тому в такій системі кити належать до групи ссавці

Ключова ідея

Сучасна наукова класифікація повинна відображати еволюційні зв’язки між живими організмами та вказувати на рівень їхньої спорідненості. Основною систематичною категорією є вид. Видова назва складається з двох латинських слів

124

(бінарна номенклатура), перше з яких є назвою роду, а друге — видовим епітетом. Системи живого світу можуть бути різними. Їх поділяють на дві групи: штучні (формальні) та природні (філогенетичні).

Перевірте свої знання

1. Хто є автором першої наукової системи живих організмів? 2. Яким критеріям повинна відповідати сучасна наукова система? 3. Які системи живого світу є штучними? 4. Які системи живого світу є природними?

§ 50. Міжнародні кодекси номенклатур

Поміркуйте

У чому перевага єдиної системи назв живих організмів?

Згадайте

Що таке природна система живого світу?

Якими принципами керується сучасна класифікація організмів?

Кодекси біологічної номенклатури

Назву новим відкритим видам живих організмів дають їхні автори — ті науковці та науковиці, які їх відкрили. Аби уникнути непорозумінь і помилок, ці назви даються за певними правилами та рекомендаціями, які зібрано у спеціальних кодексах. Таких кодексів є кілька. Їх поява обумовлена особливостями історії досліджень та біологічними особливостями певних груп організмів.

На сьогодні правила та рекомендації щодо назв таксонів визначають Міжнародний кодекс ботанічної номенклатури, Міжнародний кодекс зоологічної номенклатури, Міжнародний кодекс номенклатури прокаріотів та Міжнародний комітет із таксономії вірусів. Загальною рисою всіх кодексів є використання біноміальної системи номенклатури, яку запропонував Карл Лінней.

Міжнародний кодекс ботанічної номенклатури

Цей кодекс визначає правила і рекомендації для наукових назв зелених рослин, усіх груп еукаріотичних водоростей, грибів, грибоподібних організмів та деяких інших груп (зокрема, для ціанобактерій).

Основні принципи кодексу

 Принцип незалежності номенклатур (ця номенклатура є незалежною від номенклатури тварин та прокаріотів).

125

Принцип типіфікації (таксономічні групи називаються за допомогою номенклатурних типів — зразків організмів, за якими їх було описано).

Принцип пріоритетності (номенклатура групи заснована на пріоритеті в оприлюдненні).

Принцип унікальності (таксономічна група може мати лише одну

назву).

Принцип універсальності (наукові назви вважаються латинськими незалежно від походження).

Принцип зворотної сили (сучасні правила номенклатури поширюються на всі попередні постанови).

Принцип незалежності від таксономії (правила номенклатури не залежать від поглядів окремих учених на класифікацію певної групи).

Міжнародний кодекс зоологічної номенклатури

Цей кодекс визначає правила і рекомендації для наукових назв тварин. Як і інші кодекси, він має основні засади, яких треба дотримуватися. Основна мета кодексу — забезпечити максимальну універсальність та спадкоємність наукових назв тварин та їх таксонів.

Основні засади кодексу

Засада біноміальної номенклатури (назва виду повинна складатися з двох назв — родової та видової).

Засада пріоритету (чинною назвою таксону є найстаріша з

наданих).

Засада невтручання у таксономічні судження (кодекс не визначає, які саме види або систематичні групи включати до складу таксону).

Засада типіфікації (наявність екземпляру або серії екземплярів, за якими описано вид).

Ключова ідея

Аби уникнути непорозумінь і помилок, назви видів організмів та таксонів іншого рангу подаються за певними правилами та рекомендаціями, які зібрано у спеціальних кодексах. Нині правила та рекомендації щодо назв таксонів визначають Міжнародний кодекс ботанічної номенклатури, Міжнародний кодекс зоологічної номенклатури, Міжнародний кодекс номенклатури прокаріотів та Міжнародний комітет із таксономії вірусів.

Перевірте свої знання

126

1. Які кодекси використовують для надання назв живим організмам?. 2. Якими є основні положення Міжнародного кодексу ботанічної номенклатури? 3. Якими є основні засади Міжнародного кодексу зоологічної номенклатури?

§ 51. Міжнародні банки генетичної інформації. Пошукові системи

Поміркуйте

Чи потрібен вільний доступ до генетичної інформації?

Згадайте

Які методи використовують для дослідження геному?

У яких галузях можна використовувати інформацію про гени і геноми організмів?

Генні банки

Важливе завдання збереження біорізноманяття можна виконувати багатьма способами. До традиційних способів належить створення природоохоронних територій, охорона видів, яким загрожує вимирання, штучне розведення організмів. Але в осатнні роки розвиток сучасних технологій дозволяє використовувати й інші способи.

Одним із нещодавно запропонованих способів є створення генних банків. У таких банках зберігається насіння рослин, заморожені культури тканин або статеві клітини різних видів організмів. Зазвичай, для збереження такого матеріалу широко застосовують кріоконсервування. Але використовують й інші методи. Насіння у стані спокою, наприклад, може успішно зберігатися протягом десятків років, а то й більше.

Зараз у світі створено більше 1300 генних банків рослин. З них понад 600 великих. Кожен такий банк зберігає спадковий матеріал від сотень або тисяч видів. Загальна кількість зразків у цих банках перевищує два мільйони.

А кожний із видів культурних рослин у них представлений сотнями й тисячами сортів. Збереження такого матеріалу є дуже важливим з точки зору майбутньої селекції, коли селекціонерам можуть знадобитися якісь специфічні ознаки сорту, який уже давно не використовують у практиці землеробства.

Великою проблемою є зберігання насіння тропічних рослин, яке часто не є придатним для тривалого зберігання. У таких випадках може допомогти кріоконсервування або створення культур тканин.

127

Насіння, яке зберігається у генному банку

Бази даних генетичної інформації

З розвитком такого розділу сучасної біології, як біоінформатика, були створені спеціалізовані бази даних, у яких зосереджено інформацію про нуклеотидні послідовності ДНК різних організмів. Також такі бази містять іншу інформацію щодо організмів, таких, як їх опис та систематичне положення. Частина цих баз є відкритою до безкоштовного доступу, а частина закрита.

Прикладами баз, які є відкритими, GenBank, DDBJ, ENA (European Nucleotide Archive). Указані бази містять різноманітну інформацію. Але існують і бази, інформація у яких є специфічною. Вони можуть бути присвячені окремому типу генів або білків, певній хромосомі або клітинній органелі.

Пошукові системи наукової інформації

Існують і бази даних наукової літератури, у яких знаходиться велика кількість публікацій із певної тематики.

Сучасна наука розвивається дуже швидко. Кількість публікацій, які виходять кожного року, є велетенською. Тому спеціалістам (а тим більше неспеціалістам) дуже важко знайти потрібну їм нову інформацію. Для вирішення цієї проблеми використовують спеціальні програмні продукти — пошукові системи. Вони є досить різноманітними. Частина з них вельми універсальна, а частина є більш вузько спеціалізованою.

Прикладами пошукових систем є BASE (одна з найбільш популярних систем, шукає наукові документи у вільному доступі), CWM (спеціалізована система для пошуку інформації в галузі хімії), GoogleScholar (універсальна

128

система, яка здійснює пошук наукової літератури та публікацій за різними галузями та джерелами) тощо.

Ключова ідея

Для збереження інформації про живі організми використовують як фактичне збереження біологічних об’єктів, наприклад, у генетичних банках, так і збереження інформації про них у наукових базах даних. Для пошуку наукової інформації широко використовують спеціальні пошукові системи.

Перевірте свої знання

1. Що таке генний банк? 2. Які пошукові системи можна використовувати для пошуку наукової інформації про живі організми? 3. Як можна використовувати інформацію з наукових баз даних? 4*. З яких причин певні бази наукових даних можуть бути закритими?

§ 52. Різноманітність органічного світу

Поміркуйте

Чи пов’язано біорізноманіття екосистеми з її стійкістю до дії різних факторів?

Згадайте

Які групи живих організмів вам відомі?

Які фактори можуть діяти на живі організми?

Рівні й типи біологічного різноманіття

Термін «біорізноманіття» почали застосовувати нещодавно. Поняття «біологічне різноманіття» ввів Томас Лавджой 1980 року, а скорочений варіант — «біорізноманіття» — запропонував Едвард Осборн Вілсон 1986 року.

Зараз застосовують кілька різних варіантів значення терміна «біорізноманіття». Одним із найбільш поширених є такий: біорізноманіття — це сукупність генів, видів та екосистем у регіоні. Визначення, прийняте на саміті ООН у Ріо-де-Жанейро (1992) в рамках «Конвенції про біологічне різноманіття», говорить, що біорізноманіття — це

мінливості серед живих організмів із будь-яких ареалів, включаючи, зокрема, суходольні, морські та інші водні, та серед екологічних комплексів, частинами яких вони є, що включає мінливість усередині видів, між видами та між екосистемами. Відповідно, за рівнями можна розглядати біологічне різноманіття на рівні популяції, виду, екосистеми тощо.

Розрізняють три основні типи біорізноманіття: альфа-, бетата гаммарізноманіття. Альфа-різноманіття оцінює різноманіття всередині

129