PRZYRODNICZE „CO JEST CZYM”

Pomimo oszałamiającej różnorodności form życia, jakie spotykamy wokół nas, zauważamy w naturze pewien porządek i organizację. Przyrodnicy tacy jak Linneusz klasyfikowali organizmy w grupy w ten sposób, że członków każdej z nich łączyło coś wspólnego. Podobnie w klasach szkolnych uczniowie pogrupowani są według wieku, a w książce telefonicznej sklepy są spisane według rodzaju towarów, które sprzedają. Nauka o grupowaniu organizmów i sposobach zaliczania ich do poszczególnych grup nazywa się taksonomią.
Istnieje wiele sposobów klasyfikowania, ten jest jednym z nich, akceptowanym przez większość badaczy, chociaż nie utworzono, jak dotąd, jednolitego i zadowalającego wszystkich systemu. W każdej systematyce podział zaczyna się od grup głównych; grupy dzieli się na podgrupy, podgrupy z kolei na mniejsze grupy itd. Podział ten przebiega aż do osiągnięcia najniższego poziomu, jakim jest gatunek.

Dawni badacze dzielili organizmy żywe na dwie podstawowe grupy: rośliny i zwierzęta, im więcej jednak dowiadywaliśmy się o żywym świecie, tym bardziej widoczne było, że stary podział na dwa królestwa nie wystarcza. Współczesna systematyka wyróżnia pięć królestw. Roślinami nazywamy takie organizmy, które wykorzystują energię słoneczną i odżywiają się na drodze fotosyntezy. Wykorzystują przy tym zielony barwnik zwany chlorofilem; rzadziej inne, podobne substancje. Zwierzęta z kolei to organizmy, które przyjmują pokarm ze środowiska zewnętrznego, wprowadzając go do swego wnętrza. Trzecie królestwo stanowią grzyby — „trawią” one swój pokarm na zewnątrz ciała, a następnie absorbują go w formie płynu przez pokrywy ciała. Dwa pozostałe królestwa stanowią mikroskopijne, jednokomórkowe organizmy. Pierwotniaki są organizmami, które posiadają jądra komórkowe; nie mogą być zaliczane do roślin ani do zwierząt, gdyż niektóre potrafią przestawiać się z fotosyntezy na odżywianie zewnętrzne i odwrotnie, zależnie od okoliczności. Należące do piątej grupy monery nie posiadają nawet jąder. Są to najprostsze organizmy, podobne do najwcześniejszych form życia, jakie pojawiły się na Ziemi.

Przydatność odgadywania co jest czym

Możliwość pogrupowania i właściwego nazwania roślin i zwierząt jest dla przyrodnika ważna z dwóch powodów. Po pierwsze systematyka tworzy uniwersalny język naukowy. Dzięki niemu naukowcy z całego świata, mówiący różnymi językami, mogą mieć pewność, że odwołując się do jakiegoś organizmu czy grupy organizmów mają na myśli dokładnie to samo. Drugi powód to ujawnianie ewolucji i jej efektów. Zanim ukształtowana została i zaakceptowana teoria ewolucji, Linneusz i inni przyrodnicy klasyfikowali rośliny i zwierzęta do grup na podstawie ich wspólnych cech. Wszystkie rośliny kwiatowe, dla przykładu, zaliczone zostały do jednej grupy, podobnie zwierzęta grupowano np. według liczby nóg. Przed Darwinem nikt nie uświadomił sobie w pełni, że podobieństwo organizmów należących do jakiejś wspólnej grupy wiązało się z istniejącym pomiędzy nimi pokrewieństwem — co oznacza, że organizmy te posiadały wspólnego przodka. Było to tak, jakby zgrupowano wszystkich ludzi o nazwisku Durrell tylko dlatego, że mają takie samo nazwisko, a nie dlatego, że są ze sobą spokrewnieni. Teoria Darwina pozwoliła odkryć prawdziwe przyczyny podobieństwa pomiędzy pewnymi roślinami czy zwierzętami — a mianowicie ich pokrewieństwo powstałe w procesie ewolucji.

Współcześni systematycy jako podstawę klasyfikowania organizmów przyjmują wspólne cechy charakterystyczne, pamiętając jednak, że najważniejsze są te cechy, które pokazują w jaki sposób organizmy są ze sobą spokrewnione. Wracając do analogii z nazwiskami, jest całkiem możliwe, że ktoś nazywa się Durrell całkiem niezależnie, a zatem nie mając żadnego związku z moją rodziną, pomimo tego samego nazwiska, nie ma pomiędzy nami śladu pokrewieństwa. Podobne sytuacje zdarzać się mogą w naturze i systematycy muszą podchodzić z dużą uwagą do takich przypadków. Weźmy dla przykładu nietoperze (które są ssakami) i ptaki. Obie grupy posiadają skrzydła, jednak dla systematyków taka cecha wspólna jak „obecność skrzydeł” nie stanowi wystarczającego powodu do zaklasyfikowania nietoperzy i ptaków do jednej grupy systematycznej. Na podstawie materiałów kopalnych mogą oni stwierdzić, że jakkolwiek ssaki i ptaki mają wspólnych przodków (pochodzą od gadów), skrzydła ich rozwinęły się dopiero po rozpoczęciu ewolucji w oddzielnych grupach.

Dobry schemat systematyczny może pomóc przyrodnikowi w skonstruowaniu drzewa ewolucyjnego, jeśli zaś posiadamy książkę o paleontologii, sami potrafimy takie drzewo narysować. Istnieje zależność pomiędzy wysokością drzewa a upływem czasu. Przedstawione tu drzewo obejmuje 500 min lat, to znaczy okres od momentu pojawienia się kręgowców pośród znajdowanych zwierząt kopalnych. Każdy konar i gałąź odchodzące od głównego pnia odpowiadają oddzielnej, rozwijającej się grupie, wskazując od jak dawna i od jakiego przodka pochodzą. Dla przykładu możemy zobaczyć, że pierwszymi kręgowcami były przedziwne ryby bezszczękowe, bardzo podobne do współczesnych minogów. Stwierdzamy też, że przodkowie dzisiejszych płazów (żab, ropuch i salamander) rozwinęli się z rybokształtnych zwierząt około 400 min lat temu, a prymitywne płazy 50 min lat później dały początek różnorodnej masie gadów. Część z nich przetrwała do dziś w postaci żółwi, węży i jaszczurek. Wiele gadów wprawdzie wyginęło (dotyczy to m.in. dinozaurów), z nich jednak wywodzą się ptaki i ssaki, pojawiające się około 180 min lat temu. Przedstawione drzewo przedstawia ewolucję tylko głównych gromad kręgowców, możemy jednak wziąć pod uwagę jedną gałąź — np. ssaki — i badać gałązki od niej odchodzące. Zobaczymy wówczas ewolucję nietoperzy i naczelnych, gryzoni, drapieżników i kopytnych. Końce gałązek położonych na szczycie drzewa ewolucyjnego odpowiadają gatunkom żyjącym we współczesnym świecie.

Wiedząc jak stosować zasady klasyfikowania, przyrodnik może rozpoznać, do jakiego gatunku należy badany przez niego osobnik. Rozumiejąc, na czym polegało tworzenie układu systematycznego potrafi wyjaśnić miejsce danego organizmu w ewolucyjnej historii życia. Dla przykładu wielu ludzi wciąż uważa, że Darwin powiedział, iż ludzie pochodzą od szympansów. W rzeczywistości stwierdził on, że zarówno człowiek jak i współcześnie żyjące wielkie małpy mają wspólnego, podobnego do małp przodka, od którego rozwinęły się w formie oddzielnych gałęzi — szympansy, goryle, a także ludzie.

Ewolucja kręgowców

Biolodzy często posługują się rysunkiem w kształcie drzewa dla pokazania, w jaki sposób spokrewnione są różne grupy zwierząt, które posiadają wspólnych przodków. Rysunki takie traktować jednak możemy tylko jako ogólny schemat. Przyjmuje się tu pewną konkretną drogę ewolucji jako ustalony fakt, co w rzeczywistości nie jest prawdą. Nasza znajomość ewolucji, a więc i konstrukcja drzewa ewolucyjnego, opiera się do pewnego stopnia na wykopaliskach, które — z czym musimy się pogodzić — są fragmentaryczne i pozostawiają znaczne luki w wiedzy na ten temat. Może się zdarzyć, że znalezienie jednego zęba należącego do kopalnego zwierzęcia spowoduje konieczność przerysowania od nowa drzewa ewolucyjnego. Poza tym większość tego typu rysunków nie uwzględnia wielu grup zwierząt wymarłych „po drodze” – na ogół starcza miejsca tylko dla tych, które dotrwały do dzisiaj. Pomimo jednak takich wad, schematy w postaci drzewa są nieocenione w graficznym przedstawianiu kierunków rozwoju ewolucji, dają nam również pewne ramy, pomocne przy klasyfikowaniu żywych roślin i zwierząt.

Klucze taksonomiczne

Do dokładnej identyfikacji, koniecznej dla poważnych przyrodników, potrzebować będziemy kluczy taksonomicznych. W książkach takich stawiane są nam coraz bardziej szczegółowe pytania dotyczące badanego osobnika. Odpowiadając „tak” lub „nie” na każde z pytań i przechodząc do następnych, zależnie od odpowiedzi, kierowani jesteśmy na koniec do właściwego gatunku. Aby móc w pełni korzystać z napisanego przez doświadczonego botanika lub zoologa klucza, poznać musimy budowę anatomiczną i nazwy wszystkich części badanego organizmu. Jest to dość skomplikowane, zwłaszcza w przypadku roślin, tak że oznaczenie gatunku za pomocą klucza sprawia czasami trudności nawet doświadczonym botanikom.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *