Leer hoe dieren worden geclassificeerd

Eeuwenlang was de praktijk van het benoemen en classificeren van levende organismen in groepen een integraal onderdeel van de studie van de natuur. Aristoteles (384BC-322BC) ontwikkelde de eerste bekende methode voor het classificeren van organismen, groeperen organismen door hun transportmiddelen zoals lucht, land en water. Een aantal andere naturalisten volgde met andere classificatiesystemen. Maar het was een Zweedse botanicus, Carolus (Carl) Linnaeus (1707-1778) die wordt beschouwd als de pionier van de moderne taxonomie.

In zijn boek Systema NaturaeCarl Linnaeus, voor het eerst gepubliceerd in 1735, introduceerde een nogal slimme manier om organismen te classificeren en te benoemen. Dit systeem, nu aangeduid als Linnaean taxonomie, is sindsdien in verschillende mate gebruikt.

Linnaean taxonomie categoriseert organismen in een hiërarchie van koninkrijken, klassen, orden, families, geslachtenen soorten op basis van gedeelde fysieke kenmerken. De categorie phylum werd later toegevoegd aan het classificatieschema, als een hiërarchisch niveau net onder het koninkrijk.

Groepen bovenaan de hiërarchie (koninkrijk, phylum, klasse) zijn breder van definitie en bevatten een groter aantal organismen dan de meer specifieke groepen die lager in de hiërarchie staan ​​(families, geslachten, soorten).

Door elke groep organismen toe te wijzen aan een koninkrijk, stam, klasse, familie, geslacht en soort, kunnen ze vervolgens uniek worden gekenmerkt. Hun lidmaatschap van een groep vertelt ons over de eigenschappen die ze delen met andere leden van de groep, of de eigenschappen die hen uniek maken in vergelijking met organismen in groepen waartoe ze niet behoren.

Veel wetenschappers gebruiken het Linnaean classificatiesysteem nog steeds tot op zekere hoogte, maar het is niet langer de enige methode voor het groeperen en karakteriseren van organismen. Wetenschappers hebben nu veel verschillende manieren om organismen te identificeren en te beschrijven hoe ze zich tot elkaar verhouden.

Om de classificatiewetenschap zo goed mogelijk te begrijpen, zal het helpen om eerst enkele basisbegrippen te onderzoeken:

• classificatie - het systematisch groeperen en benoemen van organismen op basis van gedeelde structurele overeenkomsten, functionele overeenkomsten of evolutionaire geschiedenis
• taxonomie - de wetenschap van het classificeren van organismen (beschrijven, benoemen en categoriseren van organismen)
• systematiek - de studie van de diversiteit van het leven en de relaties tussen organismen

Met begrip van classificatie, taxonomieen systematiek kunnen we nu de verschillende soorten classificatiesystemen bekijken die beschikbaar zijn. U kunt bijvoorbeeld organismen classificeren op basis van hun structuur, waarbij u organismen die op elkaar lijken in dezelfde groep plaatst. Als alternatief kunt u organismen classificeren op basis van hun evolutionaire geschiedenis, door organismen met een gedeelde afkomst in dezelfde groep te plaatsen. Deze twee benaderingen worden fenetica en cladistiek genoemd en worden als volgt gedefinieerd:

• fenetica - een methode voor het classificeren van organismen die is gebaseerd op hun algemene overeenkomst in fysieke kenmerken of andere waarneembare kenmerken (er wordt geen rekening gehouden met fylogenie)
• cladistics - een analysemethode (genetische analyse, biochemische analyse, morfologische analyse) die relaties tussen organismen bepaalt die uitsluitend gebaseerd zijn op hun evolutionaire geschiedenis

Over het algemeen gebruikt Linnaean-taxonomie fenetica om organismen te classificeren. Dit betekent dat het vertrouwt op fysieke kenmerken of andere waarneembare eigenschappen om organismen te classificeren en rekening houdt met de evolutionaire geschiedenis van die organismen. Maar onthoud dat vergelijkbare fysieke kenmerken vaak het product zijn van gedeelde evolutionaire geschiedenis, dus Linnaean taxonomie (of fenetica) weerspiegelt soms de evolutionaire achtergrond van een groep organismen.

Cladistics (ook wel fylogenetica of fylogenetische systematiek genoemd) kijkt naar de evolutionaire geschiedenis van organismen om het onderliggende raamwerk voor hun classificatie te vormen. Cladistics verschilt daarom van fenetica doordat het is gebaseerd op fylogenie (de evolutionaire geschiedenis van een groep of afstamming), niet op het waarnemen van fysieke overeenkomsten.

Bij het karakteriseren van de evolutionaire geschiedenis van een groep organismen, ontwikkelen wetenschappers boomachtige diagrammen die cladogrammen worden genoemd. Deze diagrammen bestaan ​​uit een reeks takken en bladeren die de evolutie van groepen organismen door de tijd vertegenwoordigen. Wanneer een groep zich in twee groepen splitst, geeft het cladogram een ​​knooppunt weer, waarna de tak in verschillende richtingen verder gaat. Organismen bevinden zich als bladeren (aan de uiteinden van de takken).

De biologische classificatie is voortdurend in beweging. Naarmate onze kennis van organismen groter wordt, krijgen we een beter begrip van de overeenkomsten en verschillen tussen verschillende groepen organismen. Die overeenkomsten en verschillen bepalen op hun beurt hoe we dieren toewijzen aan de verschillende groepen (taxa).

taxon (mv. taxa) - taxonomische eenheid, een groep organismen die is genoemd

De uitvinding van de microscoop halverwege de zestiende eeuw onthulde een minuscule wereld gevuld met talloze nieuwe organismen die voorheen aan de classificatie waren ontsnapt omdat ze te klein waren om met het blote oog te zien oog.

Gedurende de afgelopen eeuw, snelle vooruitgang in evolutie en genetica (evenals een groot aantal aanverwante gebieden zoals celbiologie, moleculaire biologie, moleculaire genetica en biochemie, om er maar een paar te noemen), veranderen voortdurend ons begrip van hoe organismen zich tot elkaar verhouden en werpen nieuw licht op eerdere classificaties. De wetenschap reorganiseert voortdurend de takken en bladeren van de levensboom.

De enorme veranderingen in een classificatie die in de geschiedenis van de taxonomie zijn opgetreden, kunnen het beste zijn begrepen door te onderzoeken hoe de taxa van het hoogste niveau (domein, koninkrijk, phylum) overal zijn veranderd geschiedenis.

De geschiedenis van de taxonomie gaat terug tot de 4e eeuw voor Christus, tot de tijd van Aristoteles en voordien. Sinds de eerste classificatiesystemen zijn ontstaan, is de levenswereld verdeeld in verschillende groepen met verschillende relaties, hebben wetenschappers het moeilijk gehad om de classificatie synchroon te houden met wetenschappelijk bewijs.

De volgende secties geven een overzicht van de veranderingen die hebben plaatsgevonden op het hoogste niveau van biologische classificatie in de geschiedenis van de taxonomie.

Classificatiesysteem gebaseerd op: Observatie (fenetica)

Aristoteles was een van de eersten die de verdeling van levensvormen in dieren en planten documenteerde. Aristoteles classificeerde dieren volgens observatie, hij definieerde bijvoorbeeld groepen van hoog niveau door of ze al dan niet rood bloed hadden (dit weerspiegelt ruwweg de scheiding tussen gewervelde en ongewervelde dieren vandaag).

• Plantae - planten
• Animalia - dieren

Classificatiesysteem gebaseerd op: Observatie (fenetica)

Het systeem met drie koninkrijken, geïntroduceerd door Ernst Haeckel in 1894, weerspiegelde de al lang bestaande twee koninkrijken (Plantae en Animalia) die kunnen worden toegeschreven aan Aristoteles (misschien eerder) en derde koninkrijk toegevoegd, Protista met eencellige eukaryoten en bacteriën (prokaryoten).

• Plantae - planten (meestal autotrofe, meercellige eukaryoten, reproductie door sporen)
• Animalia - dieren (heterotrofe, meercellige eukaryoten)
• Protista - eencellige eukaryoten en bacteriën (prokaryoten)

Classificatiesysteem gebaseerd op: Observatie (fenetica)

De belangrijke wijziging die door dit classificatieschema werd geïntroduceerd, was de introductie van de Koninkrijksbacteriën. Dit weerspiegelde het groeiende besef dat bacteriën (eencellige prokaryoten) heel anders waren dan eencellige eukaryoten. Eerder werden eencellige eukaryoten en bacteriën (eencellige prokaryoten) gegroepeerd in de Kingdom Protista. Maar Copeland verhoogde de twee Protista phyla van Haeckel tot het niveau van het koninkrijk.

• Plantae - planten (meestal autotrofe, meercellige eukaryoten, reproductie door sporen)
• Animalia - dieren (heterotrofe, meercellige eukaryoten)
• Protista - eencellige eukaryoten (gebrek aan weefsels of uitgebreide celdifferentiatie)
• Bacteriën - bacteriën (eencellige prokaryoten)

Classificatiesysteem gebaseerd op: Observatie (fenetica)

Robert Whittaker's classificatieschema uit 1959 voegde het vijfde koninkrijk toe aan de vier koninkrijken van Copeland, de Kingdom Fungi (enkelvoudige en meercellige osmotrofe eukaryoten)

• Plantae - planten (meestal autotrofe, meercellige eukaryoten, reproductie door sporen)
• Animalia - dieren (heterotrofe, meercellige eukaryoten)
• Protista - eencellige eukaryoten (gebrek aan weefsels of uitgebreide celdifferentiatie)
• Monera - bacteriën (eencellige prokaryoten)
• Schimmels (enkelvoudige en meercellige osmotrofe eukaryoten)

Classificatiesysteem gebaseerd op: Evolutie en moleculaire genetica (cladistiek / fylogenie)

In 1977 breidde Carl Woese de vijf koninkrijken van Robert Whittaker uit om de koninkrijksbacteriën te vervangen door twee koninkrijken, Eubacteria en Archaebacteria. Archaebacteria verschillen van Eubacteria in hun genetische transcriptie- en vertaalprocessen (in Archaebacteria lijken transcriptie en vertaling meer op eukaryoten). Deze onderscheidende kenmerken werden aangetoond door moleculair genetische analyse.

• Plantae - planten (meestal autotrofe, meercellige eukaryoten, reproductie door sporen)
• Animalia - dieren (heterotrofe, meercellige eukaryoten)
• Eubacteria - bacteriën (eencellige prokaryoten)
• Archaebacteria - prokaryoten (verschillen van bacteriën in hun genetische transcriptie en vertaling, meer vergelijkbaar met eukaryoten)
• Protista - eencellige eukaryoten (gebrek aan weefsels of uitgebreide celdifferentiatie)
• Schimmels - enkelvoudige en meercellige osmotrofe eukaryoten

Classificatiesysteem gebaseerd op: Evolutie en moleculaire genetica (cladistiek / fylogenie)

In 1990 bracht Carl Woese een classificatieschema uit dat eerdere classificatieschema's ingrijpend veranderde. Het door hem voorgestelde systeem met drie domeinen is gebaseerd op studies van moleculaire biologie en resulteerde in de plaatsing van organismen in drie domeinen.

• Bacteriën
• Archaea
• Eukarya