Systematik (Biologie)
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Systematik (v. altgriech. συστημικός systēmatikós „geordnet“) ist ein Metier der Biologie. In der Regelmäßigkeit werden die Lebewesen klassifiziert, indem sie in ihrer Vielfalt beschrieben und wegen definierter Merkmale zu Gruppen zusammengefasst und diese Gruppen (Taxa) in einem hierarchischen System angeordnet werden.
Inhaltsverzeichnis |
Geschichte
Aristoteles
Aristoteles ordnete die ihm bekannten Organismus in einer Stufenleiter (Scalae Naturae) nach dem Grad ihrer „Perfektion“, also von primitiven zu höher entwickelten. Er führte für einzelne Gruppen Bezeichnungen ein, die in diesen Tagen noch Verwendung finden (Coleoptera, Diptera). In der Antike wurde z. B. die Wuchsform (Kraut, Staude, Strauch, Baum) oder Lebensweise (Nutztier, Wildtier, Wassertier) als Einteilungskriterium benutzt.
Carl von Linné
Carolus Linnaeus, später auch Carl von Linné, führte die Binäre Nomenklatur in seinen Schaffen Species Plantarum (ab 1753) und Systema Naturae (ab 1758) allgemein für die Benennung der Arten ein. Hauptzweck dieser Bezeichnung ist die eindeutige Benennung der Arten.
Linnaeus für Pflanzen
Linnaeus benutzte den Blütenaufbau, um die Pflanzen zu klassifizieren. Sein System war nicht natürlich und wurde nach 1850 nicht länger benutzt .
Linné für Tiere
Ganz verschiedenartig ist es mit seinem System für Tiere. Grobkonzept ist dabei die typologische Bestimmung der Art, das heißt die Herabsetzung der Merkmalsfülle auf einige einige Schlüsselmerkmale und die Abstrahierung von den Variationsmöglichkeiten innerhalb einer Art auf einen Typus („idealistische Morphologie“). Seine Clusterung spiegelte für die niedrigen Taxa wie Art und Gattung schon ein natürliches System erneut - daher der Titel Systema Naturae. Doch hatte auch Linné schon erkannt, dass seine Einteilung für höhere Taxa wegen der recht willkürlichen Kriterien ein künstliches System blieb. Denn bei alledem ging Linné von der Unveränderlichkeit der Arten aus und beabsichtigte nicht, ein phylogenetisches System zu schaffen. Dieses bot dann später erst Begründung und Maßstab für die Natürlichkeit des Systems.
Evolutionstheorie
Seit dem Bilden der Evolutionstheorie ist man nun bestrebt, dieses z. T. künstliche System in ein natürliches System umzubauen, das die Abstammungsverhältnisse (Phylogenetik) besser widerspiegelt. Dabei spielte zunächst die Homologisierung von Organen eine große Rolle. Seit den 70er Jahren untersucht man den Aufbau der Proteine, um daraus Hinweise auf den Verwandtschaftsgrad abzuleiten. Dazu werden nicht nur morphologische, für auch physiologische, cytologische und ethologische Besonderheiten herangezogen. Zuerst wird die genetische Ähnlichkeit benutzt, um Verwandtschaftsbeziehungen direkt am Erbgut festzustellen.
Die Rolle der Ordnungsprinzip für das Verständnis der Geschichte der Organismen beschreibt schon Charles Darwin in seinem Buch „Entstehung der Arten“: „Wenn wir von dieser Idee ausgehen, dass das natürliche System, soweit es durchgeführt werden kann, genealogisch angeordnet ist … so verstehen wir die Regeln, die wir bei der Einordnung befolgen müssen.“
Taxonomie-Konzepte
Peter Ax setzt Taxonomie und Regelmäßigkeit gleich, Ernst Mayr unterscheidet die Ordnung als Forschung von der Polymorphismus der Organismen von der Taxonomie als Lehre von der Klassifikation der Organismen.
Entsprechend den unterschiedlichen theoretischen Ansätzen gibt es verschiedene Richtungen in der Systematik:
Numerische Taxonomie (Phänetik)
In der numerischen Taxonomie wird auf phylogenetische Annahmen verzichtet. Die Klassifikation der Arten in das System erfolgt nur angesichts messbarer Unterschiede und Ähnlichkeiten anatomischer Merkmale. Ursprüngliche und abgeleitete Spezialitäten werden nicht voneinander unterschieden.
Die Phänetik ist in weiten Teilen durch die Kladistik abgelöst worden. Nur gebrauchen einige Biologen weiterhin phänetische Methoden wie Neighbour-Joining-Algorithmen, um eine genügende phylogentische Annäherung zu erhalten, wenn die kladistischen Methoden arithmetisch zu aufwändig sind.
Konsequent phylogenetische Systematik
Nach Willi Hennig werden die Taxa nur von Arten gebildet, die eine geschlossene Abstammungsgemeinschaft, ein Monophylum, bilden. Die Kleinste Einheit der Phylogenetischen Ordnung ist das Taxon Art. Als Monophylum wird die über der Artenebene gelegene Einheit der organismischen Natur bezeichnet, die aus allen Nachkommen einer (Stamm-)Art und der Stammart selbst besteht. Der typologische und biologische Begriff der Art wird als ungenügend abgelehnt.
An die Stelle des typologischen Artkonzeptes tritt das phylogenetische Artkonzept. In diesem Konzept werden Arten zusammengefasst, die durch Synapomorphien charakterisiert sind und von Arten mit Autapomorphien unterschieden werden. Eine Autapomorphie ist eine evolutive Novum eines Taxon das dieses anderen Taxa gegenüber abgrenzt und somit dessen evolutive Einmaligkeit begründet. Eine Synapomorpie stellt ein Merkmal dar, welches nur den direkt aus der Stammart entstandenen Arten gemein ist. Ein bei zwei Taxa auftretendes Merkmal das in einer früheren Stammart der gemeinsamen Stammlinie evolviert wurde und im Außengruppenvergleich auch bei anderen Taxa zu finden ist, wird Plesiomorphie genannt. Eine Art hört dann auf zu existieren, wenn sie durch Speziation (Artaufspaltung) in zwei neue Arten übergeht. Als natürliches System ergibt sich ein dichotomes Kladogramm. (Näheres siehe Kladistik)
Beispiel:
- Bild:SysSauropisda.jpg
Künftige Taxonomie aufgrund von DNA-Basensequenzen
Künftig sollen die Unterschiede der einzelnen Arten auf Basis von von genetischen Vergleichen systematisch für alle bekannten Sorte erarbeitet werden. Man verspricht sich davon ein besseres Verständnis der Evolution ([1]).
Der Gelingen und Zweck einer rein genetischen Bearbeitung der Biologische Vielfalt ist jedoch umstritten. Die verschiedenen Artkonzepte sind nicht universell anwendbar, da es sich bei den Artkonzepten um Konstrukte mit empirischen Grundlagen handelt. Eine scharfe Trennung zwischen Arten durch genetische Methoden wird adäquat der bis dato angewandten Artkonzepte vermutlich scheitern, da eine einheitliche Methode nicht über alle Taxa hinweg anwendbar ist. Ob sich ein rein genetisches Artkonzept durchsetzen wird, das Arten nach absolut messbaren genetischen Unterschieden gewichten lässt, ist gleich fraglich.
Klassische evolutionäre Klassifikation
Ernst Mayr legt das biologische Artkonzept seiner Ordnungsprinzip zu Grunde. Bei der Kategorisierung der Organismen wird als auch das Ausmaß der Ungleichheit sowohl .... als auch die Verzweigungsreihenfolge berücksichtigt.
Beispiel: Zwar wird die Verzweigungsreihenfolge des phylogenetischen Systems renommiert (Krokodile und Vögel haben einen jüngeren gemeinsamen Altvorderen als Vögel mit Echsen), der Erwerb des Vogelfluges wird aber als bedeutende Innovation angesehen, die zu einer adaptiven Radiation führt. Entsprechend wird der Klasse Reptilia die Ordnung Crocodilia zugehörend und Klasse der Vögel (Aves) gegenübergestellt, wobei sich paraphyletische Taxa ergeben.
- 4. Klasse
- Reptilia
- 5. Klasse
- Aves
- 1. Ordnung
- Brückenechsen
- 2. Ordnung
- Squamata (Schuppenkriechtiere)
- 3. Ordnung
- Chelonia (Schildkröten)
- 4. Ordnung
- Crocodilia (Krokodile)
Nomenklatur der klassischen Systematik
Die Ordnung in der Biologie (Taxonomie) geht maßgeblich zurück auf die Arbeiten von Carl von Linné (Systema Naturae, 1735). Sie ist die geschichtlich bedeutsamste Klassifizierung zur Einteilung der Organismen und wird hier übersichtlich dargestellt. Als Notation dieser Regelmäßigkeit wird seitdem Linné für die Wissenschaftszweig (Species Plantarum, 1753) und die Tierkunde (10. Auflage von Systema Naturae) die binominale Nomenklatur verwendet, die seither auch für alle Organismen Wert hat.
Siehe im Einzelnen
- Systematik des Tierreiches
- Systematik des Pflanzenreichs
- Systematik der Pilze
- Sibley-Ahlquist-Taxonomiebg:Класификация на организмите
en:Scientific classification eo:Biologia klasado es:Sistemática fi:Tieteellinen luokittelu fr:Classification scientifique ja:生物の分類 lb:Systematik (Biologie) lv:SistemÄtika mk:Систематика nds:Systematik (Biologie) pl:Klasyfikacja biologiczna ru:Научная классификация sl:Sistematika sv:Vetenskapligt namn th:การจำแนกชั้นทางวิทยาศาสตร์ tr:Bilimsel SÄnÄflandÄrma
uk:Біологічна класифікація(TID 4760)
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