Wydział Biologii Uniwersytet Warszawski

Kalendarz herbarysty

Znów zadanie dla ambitnych: rodzaj Carex czyli turzyce. Kto potrzebuje materiału porównawczego, pod zamieszczonym linkiem znajdzie kolekcję ponad 5 tysięcy turzyc z kolekcji W. Lackowitza. Rośliny zbierane były w XIX wieku głównie z terenu Polski i Niemiec. Link: https://1drv.ms/f/s!AqaTMZaM1FRZxRVF3mH5yxem9-ut

Klasyfikacja biologiczna

Klasyfikowanie – wrodzona skłonność człowieka

Klasyfikowanie to wrodzona skłonność człowieka. Nie potrafimy funkcjonować bez klasyfikowania. Cała nasza wiedza o otaczającym świecie ma formę klasyfikacji (a w zasadzie bardzo wielu klasyfikacji), czyli klasyfikacja to system katalogowania wiedzy. Jeśli bierzemy do ręki książkę, to znaczy, że bierzemy prostokątny przedmiot składający się z bardzo dużej liczby zadrukowanych kartek papieru, złączonych razem z jednej strony. Zadrukowane kartki odróżniają książkę od zeszytu, który ma kartki czyste. Duża liczba kartek odróżnia książkę od np. broszury.

Łatwo zauważyć, że podobną funkcję mają stosowane w klasyfikacji biologicznej nazwy określające grupy organizmów. Ssaki to grupa zwierząt kręgowych, które odżywiają swoje młode mlekiem. Rośliny nasienne to grupa roślin, które rozmnażają się i rozprzestrzeniają dzięki nasionom. Oczywiście możemy podać znacznie dłuższe charakterystyki ssaków i roślin nasiennych. Nazwy stosowane w klasyfikacji biologicznej, jak „ssaki” i „nasienne”, mają taką samą funkcję, jak nazwy potoczne typu „książka” i „jabłko” – służą do komunikowania się, do skrótowego przekazywania naszej wiedzy. Każda klasyfikacja jest systemem katalogowania wiedzy. Wiedzy, a nie obiektów samych w sobie. Przykładowo, ssaki zostały przez nas wyróżnione na podstawie wiedzy o ich budowie i fizjologii, mówi o tym nawet ich nazwa. Gdybyśmy nic nie wiedzieli o ssakach, to nie moglibyśmy ich wyróżnić.

Prognostyczność klasyfikacji

Dobra klasyfikacja pozwala przewidywać właściwości obiektów na podstawie ich pozycji w systemie. Sięgając po przedmiot, który identyfikujemy jako jabłko malinówkę, wiemy nie tylko, że jest smaczne, ale także, jakiego dokładnie smaku mamy się spodziewać. Podobnie funkcjonuje klasyfikacja biologiczna. Jeśli odkryjemy nieznany gatunek zwierzęcia i zidentyfikujemy go jako ssaka, to możemy bez specjalnych badań bardzo dużo o nim powiedzieć. Ma to kapitalne znaczenie w badaniach biologicznych, np. w paleontologii. Pozwala bowiem na odtworzenie wymarłego organizmu na podstawie niezbyt dokładnie zachowanych szczątków. Tę właściwość klasyfikacji, czyli możliwość przewidzenia cech obiektów na podstawie ich miejsca w systemie, nazywamy prognostycznością. Tym lepsza klasyfikacja, im bardziej prognostyczna.

Identyfikacja organizmów

Identyfikacja to rozpoznanie określonego obiektu jako należącego do znanej nam klasy obiektów – o poznanych już wcześniej cechach, na podstawie których tę klasę wyróżniliśmy. Tym samym uzyskujemy wiedzę o identyfikowanym obiekcie (a zakres tej wiedzy zależy od prognostyczności klasyfikacji). Do identyfikacji służą klucze do oznaczania. Zauważmy ważną zależność między identyfikowaniem a klasyfikowaniem. Klasyfikowanie to tworzenie katalogu obiektów na podstawie ich właściwości – identyfikowanie zaś to rozpoznawanie nieznanego obiektu poprzez porównanie jego cech z cechami znanych już obiektów.

Cechy klasyfikacji biologicznej

Formalna klasyfikacja biologiczna ma pewne szczególne cechy. Po pierwsze, jest hierarchiczna. Co to oznacza? Klasyfikację hierarchiczną można porównać do szaf, w których są szuflady, w szufladach są pudełka, a w pudełkach pudełeczka. W każdym pudełeczku zaś poukładane są sklasyfikowane obiekty, np. kamienie. Dlaczego to jest ważne? Otóż dzięki takiej klasyfikacji pozycja określonego obiektu w klasyfikacji jest jednoznaczna – ten sam kamień nie może być w dwóch szafach naraz! Znajduje się albo w jednej, albo w drugiej. Po drugie, klasyfikacja biologiczna ma ściśle określoną postać. Jest silnie sformalizowana, zawiera bowiem ściśle określoną liczbę podstawowych rang taksonomicznych. Takich rang jest siedem: królestwo, typ (albo, opcjonalnie, gromada u roślin i grzybów, co jednak może być mylące, gdyż zoologowie stosują tę nazwę dla innej rangi), gromada (albo klasa u roślin), rząd, rodzina, rodzaj i gatunek. W razie potrzeby wprowadza się dodatkowe rangi, nie są one jednak obowiązkowe.

Takson i ranga taksonomiczna

Takson to każdy zbiór organizmów, który jest przedmiotem klasyfikowania. Zdziwienie może budzić słowo „każdy”, ale tak jest w istocie. Taksonem mogą być nawet tak „egzotyczne” grupy, jak grzyby i ssaki razem. Od dawna już jednak wiemy, że taki takson jest sztuczny (polifiletyczny) i stratą czasu jest zajmować się nim. Systematycy poszukują taksonów monofiletycznych, ponieważ tylko takie (przynajmniej w teorii) powinny znajdować się w systemie klasyfikacji biologicznej. Ranga taksonomiczna jest to pozycja, jaką w klasyfikacji biologicznej nadajemy danemu taksonowi.

Aby pokazać różnicę między taksonem a nadaną mu rangą, rozpatrzmy przypadek roślin nagonasiennych. Co to są nagonasienne? Możemy na to pytanie odpowiedzieć, definiując tę grupę albo za pomocą cech morfologicznych, anatomicznych, fizjologicznych, albo poprzez wyliczanie organizmów do niej zaliczanych. Nagonasienne to właśnie takson. Ale w różnych systemach klasyfikacji temu taksonowi przypisuje się odmienną rangę. Niekiedy są samodzielną gromadą (czyli odpowiednikiem typu w klasyfikacji zwierząt), czasem podgromadą w obrębie roślin nasiennych, a niekiedy są dzielone na cztery taksony: iglaste, gniotowe, sagowcowe i miłorzębowe (które też mają różne rangi w różnych systemach klasyfikacji). Takson wciąż ten sam, rangi różne.

Dobrym przykładem jest także miłorząb dwuklapowy. Jest to gatunek drzewa, które rośnie dziko jedynie w Chinach, a jest sadzone na całym świecie z uwagi na walory ozdobne. Wszystkie miłorzęby dwuklapowe tworzą takson. Miłorzęby krzyżują się bez problemu, dlatego uważamy je za jeden gatunek. Taksonowi temu nadajemy zatem rangę gatunku. Ale ten gatunek nie ma współcześnie żadnych bliskich krewnych, a zatem jest jedynym gatunkiem w rodzaju miłorząb, w rodzinie miłorzębowatych, w rzędzie miłorzębowców i w klasie miłorzębowych.

Systematyka, taksonomia i florystyka

Systematyka jest dyscypliną biologii zajmującą się klasyfikowaniem organizmów. Autorem terminu taksonomia jest szwajcarski botanik Augustin Pyramus de Candolle. Termin ten jest często używany wymiennie z określeniem systematyka. Niektórzy uważają jednak, że są to odrębne dyscypliny. W takim węższym ujęciu taksonomia zajmuje się jedynie samymi metodami klasyfikowania obiektów, nie tylko biologicznych. Bliższa jest zatem matematyce niż biologii. Można to podsumować w następujący sposób – żaden systematyk raczej nie zaprotestuje przeciwko nazywaniu go taksonomem, ale wielu taksonomów nie jest systematykami.

Bardzo często wiele osób (w tym i zawodowych biologów) myli systematykę roślin z florystyką. Dobry florysta zna doskonale rośliny z różnych grup taksonomicznych lub potrafi je szybko oznaczyć, co pozwala mu badać florę określonego terenu. Zazwyczaj jednak nie zajmuje się badaniami nad systematyką tych gatunków, czyli nie tworzy lub nie koryguje systemu klasyfikacji. Florysta jest doskonale wyćwiczonym użytkownikiem systemu klasyfikacji, ale nie jest jego twórcą. Natomiast systematyk może się słabo znać na roślinach – np. może być specjalistą od bardzo małej grupy roślin – ale w swoim zakresie kompetencji stara się dociec relacji pokrewieństwa między gatunkami i stworzyć jak najlepszą ich klasyfikację.

autor: prof. Krzysztof Spalik