uabooks.top

Idézzétek fel, hogy mi a feladata a rendszertannak! Mi a faj? Mi a genom? Mi a filog-enezis (törzsfejlődés) és az ontogenezis (egyedfejlődés)? Mi a mikroevolúció, a fajképződés és a makroevolúció? Mik a modern szintetikus elmélet tézisei?

A szervezetek tudományos osztályozásának alapelvei. Modern rendszertan egyik alapvető feladata a szervezetek csoportjai között lévő rokoni kapcsolatok kimutatása, beleértve a most élő és egykor élt fajokat is. Éppen ez az alapja a faj feletti taxonrangoknak - nemek nagy nemzetségek, családok stb. - az osztályzásban.

Ahogy tudjátok már, C. Linné kora előtt a rendszertan alapja a szervezetek hasonló felépítése volt, és nem vették figyelembe a rokonsági fokot (ezek az úgy nevezett mesterséges rendszerek).

Például, a ceteket a puszta külső hasonlóság alapján a halakhoz sorolták, pedig ezek is emlősök. A halakhoz való külső hasonlóság (a test formája, a mellső végtagok átalakulása sajátságos úszókká, a kiszélesedett farok, ami farokúszóra emlékeztet, stb.) a vízi életmódhoz való alkalmazkodás eredménye. Emlékezzetek: ezt a folyamatot konvergenciának nevezzük. A modern molekuláris genetikai vizsgálatok arra utalnak, hogy a cetek ősei a párosujjú patások ősi formái. A cetek közvetlen ősének számítják a kihalt ragadozó emlőst, a Pakicetust (6.1. ábra). Ez az emlős körülbelül 48 millió

évvel ezelőtt élt, kis patái, erőteljes állkapcsa és hosszú farka volt; vizek mellett élt, és zsákmányát a vízben kereste.

6.2. ábra. Ernst Heinrich Philipp August Haeckel (1834-1919) -ismert természettudós, evolucionista; az ökológia, a filogenezis, az ontogenezis kifejezések megalkotója.

A rendszertan fejlődésének fontos szakasza volt a filogenetikus irányzat létrejötte, amelyet E. Haeckel hozott létre (6.2. ábra). Ez a tudós úgy gondolta, hogy az organiz-

musok osztályozásakor nem csupán a külső felépítést kell alapul venni, hanem a rokonsági kapcsolatokat, a rokonsági fokot is.

A múlt évben megtanultátok, hogy az evolúció folyamatának példái a divergencia, a konvergencia és a paralelizmus.

A divergencia - evolúciós folyamat, amikor a közös őstől származó bélyegek szétválnak (6.3. ábra). Ez a folyamat megmagyarázza, miért van az, hogy a bolygónkon az élet fejlődése során, egyes fajok folyamatos kihalása ellenére, a faji sokféleség nem csökkent, hanem fokozatosan növekedett. Tételezzük fel, hogy egykor létezett az A ősi faj, amely nagy areát foglalt el. Ezen az aréán belül változatosak voltak a létfeltételek. Annak érdekében, hogy ennek a fajnak a populációi túlélhessenek, alkalmazkodniuk kellett a változásokhoz. Bizonyos idő elteltével ezen populációk génkészlete annyira megváltozhatott, hogy példányaik más populációk tagjaival már nem kereszteződhettek. így végbement a faj-képződés folyamata - új fajok jöttek létre.

A modern rendszertan (szisztematika) azon alapszik, hogy a rokon taxo-nok közös őstől származnak. Azt a csoportot, amely magába foglalja a közös ős (beleértve a ma és az egykor élőket is) összes leszármazottját monofiletikus-nak nevezzük (6.4. ábra). A modern rendszertan alapelvei szerint csak ilyen csoportoknak van létjogosultsága.

Az organizmusok rendszertanának filogenetikus irányzata határozza meg ennek a tudománynak a fejlődését. Különböző tudományok eredményeire hivatkozva a tudósok megállapították az organizmusok közötti rokonsági fokot, és ez alapján hozzák létre a különböző csoportok modern rendszerét, eközben ellemzik a különböző bélyegeket. A közös bélyegek az organizmusok rokonságára, és közös őstől való származására utal. Ha egyes bélyegek csak egy bizonyos csoport képviselőire jellemzőek, akkor azok egyediségére és önállóságra utal.

Az organizmusok modern rendszerét természetes-nek vagy fllogene-tikus-nsik nevezzük. A filogenetikus rendszertan a következő alapelveken nyugszik:

minden ma élő faj kihalt formák utódja, ez biztosítja az élet folytonosságát;

a kihalt fajok az evolúció zsákutcái (vagyis nincs utód fajuk), vagy ősei a jelenleg is létező fajoknak;

a fajképződés többnyire divergencia útján történik, ezért minden természetes rendszertani csoport monofiletikus, és az ős faj minden ma élő és kihalt utód faját magába kell foglalja;

minden állati és növényi törzsre bizonyos felépítés jellemző, egyedi bélyegekkel rendelkeznek, amelyek gyökeresen megkülönbözteti őket mások felépítésétől. Ezeket nevezzük diagnosztikai bélyegeknek; (feladat: emlékezzetek vissza a Zárvatermők törzsébe tartozó fajok bélyegeire, amelyek megkülönböztetik őket a többi magasabbrendű növénytől!)

a fajok sokfélesége a környezet bizonyos feltételeihez való alkalmazkodás következménye (ez az adaptív szétterjedés jelensége);

bizonyos taxonok magukban foglalnak mind egysejtű, mind pedig többsejtű fajokat, ha ezek a fajok rokonai egymásnak (például, a Zöld- és a Vörösmoszatok törzse);

a modern rendszertan általános célja a fajok egyetlen összefogó rendszerének létrehozása, amely bemutatja azok evolúcióját.

Az adaptív szétterjedés - a közös őstől származó különböző formák megjelenése, amelyek az életfeltételekhez való alkalmazkodás következtében megváltoztak. Ez a jelenség lehetőséget nyújt új táplálékforrások felhasználására, a konkurencia csökkentésére. Az adaptív szétterjedésre klasszikus példa Ausztrália erszényes faunájának rendkívüli változatossága. Az evolúció során közöttük megjelentek növényevő formák (kenguru), földallati életmódú fajok (erszényesvakond); olyan formák, amelyek fán élnek, és a repülőmókusra hasonlítanak (erszényesmókus), ragadozók (tasmán ördög) stb.

A modern filogenetikus rendszertan különböző tudományok (biokémia, citoló-gia, ökológia, biogeográfia, anatómia, élettan) eredményeit használja fel. Különös figyelmet kapnak a molekuláris genetikai vizsgálatok: mivel az organizmusok rokon csoportjait közös őstől származtatják, azok közös géncsoportokat hordoznak.

Minél több közös géncsoportot hordoznak bizonyos organizmuscsoportok, annál szorosabb rokonsági kapcsolat van közöttük.

Fontos jelentősége van a modern rendszertanban a citológiai vizsgálatoknak is, különösen az organizmusok kromoszóma-készletével, kariotípusával foglalkozóknak: a rokon fajok kromoszóma-készlete sokkal hasonlóbb, mint a nem rokon fajoké. Ezt az irányzatot nevezzük karioszisztematikának. A karioszisztematika

6.5. ábra. 1. Lynn Margulis (1938-2011) - a moszatokkal foglalkozó ismert tudós, a szimbiogenezis modern elméletének megalkotója. 2. Az ősi prokarióta sejttől származó mitokondriumok és kloroplasztiszok eredetének sémája: a — az autotróf eukarióta sejtek eredete; b - heterotróf eukarióta sejtek eredete

eredményei lehetőséget nyújtanak az ikerfajok megkülönböztetésére, ami külső bélyegek alapján lehetetlen volna. Még akkor is, ha két faj hasonló számú kromoszómával rendelkezik (a káposzta és a retek diploid kromoszóma-készlete 18), azok megkülönböztethetőek a megfelelő kromoszómák felépítési sajátosságai alapján.

Szintén nagy figyelmet fordítanak a rendszertanban a mitokondriumok és a kloroplasztiszok felépítésének vizsgálatára. A szimbiogenezis elmélete szerint, amelyet az amerikai L. Margulis (6. 5,1 ábra) öntött végső formába, a mitokondriumok és a kloroplasztiszok prokarióta sejtektől származnak: a mitokondriumok -aerob heterotróf baktériumok, a kloroplasztiszok - cianobaktériumok (6.5, 2 ábra). Ezek prokarióták bejutva az eukarióták sejtjeibe elvesztették önállóságukat, ugyanakkor megőrizték autonómiájuk bizonyos fokát. Ezen organellumok genetikai állományának vizsgálata szintén lehetőséget nyújt bizonyos fajok rokonsági fokának meghatározására.

1. A fajok milyen rendszerét hívjuk mesterségesnek, és melyiket természetesnek (filogenetikusnak)? 2. Milyen evolúciós folyamat váltotta ki a biodiverzitást? 3. Miért alapja a mai modern rendszertannak a monofiletikus csoportok kijelölése? 4. Milyen téziseken alapszik a modern filogenetikus rendszertan? 5. Mi az adaptív szétterjedés? Mi a jelentősége a bolygónk biodiverzitásának növekedésében?

Miért csak a filogenetikus rendszereknek van tudományos jelentősége?

Tankönyv 10. osztálya számára Biológia és ökológia Osztapcsenko, Bálán,  Kompanec, Ruskovszkij