Введение в систематику. Бинарная номенклатура. Систематические единицы.

Систематика – это наука о разнообразии растительных организмов, определяющая их место в системе органического мира. Существует систематика животных, микроорганизмов, грибов и растений. В ботанике различают систематику низших растений и систематику высших растений.

Систематика– важнейшая отрасль биологии, в том числе и ботаники. Без систематики немыслимо развитие ни теоретической, ни экспериментальной ботаники (селекции, семеноводства, интродукции растений и др.).

Любая наука характеризуется тремя составными частями: предмет изучения, задачи, которые ставит перед собой наука, и методы исследования. Задачами систематики являются описание растений, их наименование, классификация и построение эволюционной системы растительного мира. Если раньше задачами систематики растений было создание системы растительного мира, установление классификации или распределение по группам знакомых ему форм на основе изучения их строения, присвоения им названий с целью их различия, то в настоящее время задачи систематики становятся гораздо сложнее. На основе эволюционного учения необходимо показать развитие всего растительного мира от форм древнейших и примитивных до современных и самых сложных; установить родственные связи, происхождение растений, т.е. прежде всего, дать по возможности правильную, стройную картину развития всего растительного мира, или его филогенеза, в которой каждый вид имел бы свое место в системе в связи с другими родственными ему формами. Систематика растений должна быть филогенетической, отражающей не только разнообразие существовавших ранее и современных форм, но и их происхождение, связи и развитие на протяжении всей истории органической жизни на Земле.

Таким образом, систематика растений состоит из 3 разделов:

1) таксономия, то есть теория и практика классификации растений;

2) номенклатура – совокупность существующих названий таксонов и система правил, регулирующих установление и использование этих названий;

3)филогения – устанавливает родство растений в историческом плане.

Каждая наука имеет свои специфические методы исследования, частично общее с другими близкими и родственными ей дисциплинами. В настоящее время для построения филогенетической системы необходимо использовать достижения многих близких наук - морфологии, анатомии, эмбриологии, палеоботаники, экологии и географии растений, биохимии, генетики и др. Применение методов и достижений этих наук в филогенетической систематике неизбежно и обязательно. Методы эти можно разделить на три основные группы: морфологические в широком смысле, физиолого-биохимические и экспериментально-генетические.

Система, которую используют современные ботаники, является иерархичной, она строится по принципу «коробка в коробке». Любая ступень иерархии называется таксономическим рангом (категорией). Иерархия таксонов и правила наименования растений (номенклатура) регулируются обязательным для всех ботаников Международным кодексом ботанической номенклатуры. Любая ступень таксонов называется таксономией.

Номенклатура растений состоит из обозначений таксонов (т.е. систематических единиц, или категорий, для определения ранга - например, класс, семейство и проч.) и названий (например, Anthophyta, Malus domestica). Согласно кодексу ботанической номенклатуры, принята следующая система таксономических рангов (категорий) (приводятся только главные).

Для паразитных грибов и культурных растений употребляются еще дополнительные таксоны: для первых - биологическая форма, для вторых - в пределах разновидности сорт.

При бинарной номенклатуре, как принято со времен Линнея, после латинского названия вида ставится сокращенно фамилия автора вида, т.е. автора, давшего ему название по правилу приоритета. Фамилия автора вида для Линнея обозначается одной буквой L., например Rosa canina L. (т.е. Линней - Linnaeus), а для других обозначается несколькими буквами, например D.C. (Декандоль), Max. (Максимович) и др.

В качестве основного таксона – единицы измерения органической природы, в частности растений, принят вид. Учение о виде имеет очень большую историю, насыщенную острой борьбой противоречивых взглядов. Понятие вида, как известно, впервые в науке было твердо применено и регламентировано К. Линнеем в его классическом труде «Виды растений» (1753). Датой выхода в свет этого произведения определяется начало научной систематики растений. Однако понятие растительного вида как систематической единицы было высказано гораздо раньше – впервые К. Геснером (1559) и другими исследователями, а затем Д. Реем в его «Истории растений» (1686-1704). Последний считал, что принадлежность растений к одному виду определяется возможностью происхождения их из семян одного и того же или подобных друг другу растений. Несмотря на подчеркнутое в этом определении постоянство вида, Д.Рей признавал способность его изменяться вследствие вырождения семян. Он даже заявлял, что «у растений происходит превращение видов».

К. Линней, по-видимому, не обратил внимания на высказывания Рея о виде и сам, по существу, не дал определения этой основной систематической единицы. Он говорил лишь: «Видов различных форм существует столько, сколько создало бесконечное Существо», т.е. бог. Разновидности же, по Линнею, это различные растения, выросшие из семян одного и того же вида; они появляются из-за случайных причин (климата, почвы и др.), а при отсутствии этих причин вырастают растения, подобные исходным родительским. Виды делятся на разновидности, а объединяются в роды. «Родов столько, сколько различных плодоношений дают естественные виды». Далее К. Линней говорил, что «разновидности - чаще произведения культуры, виды и роды - создание природы, а порядки и классы – произведения и природы и искусства». Таким образом, он подчеркивал частичную искусственность этих последних систематических единиц.

Дальнейшие исследования показали, что установленные Линнеем виды не всегда таковы. Во многих случаях они представляют собой группу более или менее устойчивых наследственных систематических единиц и потому линнеевский вид в этих случаях должен быть разбит на ряд видов. По определению, данному академиком В.Л. Комаровым, вид – это «морфологическая система, помноженная на географическую определенность», т.е. вид определяется морфологическими признаками и определенным ареалом. В.Л. Комаров сам признавал, что это формалистическое определение, необходимое лишь для практической работы систематика. Вид есть систематическая категория, эволюционирующая в природе, его надо понимать не в статике, а в динамике, согласно закону всеобщего изменения и развития. Поэтому в формулировке, учитывающей эти моменты, В.Л. Комаров (1945) говорил, что «вид есть совокупность поколений, происходящих от общего предка и под влиянием среды и борьбы за существование обособленных отбором от остального мира живых существ; вместе с тем вид есть определенный этап в процессе эволюции».

В современной ботанике, как и в науке в целом, следует признать, что наши знания находятся на самом начальном этапе объяснения природы. Наука приобрела «неклассический» (непрагматический) характер. Неклассический характер современной систематики проявился и при понимании вида у растений. Долголетняя дискуссия о критериях «биологических видов», т.е. естественных видов, сотворенных самой природой и генетически изолированных друг от друга, завершилась признанием того, что эта категория не универсальна. Оказалось, что на «биологические» виды распадается не все разнообразие растений. У самоопыляющихся существуют микровиды – жорданоны, есть гибридизирующие совокупности «полувидов» (сингамеоны), имеются «виды-двойники» (морфологически сходные, но различающиеся генетически) и «виды-близнецы» (морфологически различные, но с одинаковым генотипом).

В систематику пришло понятие «таксономический вид», которым обозначаются совокупности растений примерно одинакового объема. Если существует «биологический вид», то «таксономический вид» совпадает с ним по объему. Если совокупность растений не развивается на такие «хорошие виды», то виды выделяются условно. Их трудно определить даже опытному ботанику. Для одной и той же совокупности растений разные ученые сегодня выделяют разное число видов (в более крупном и более мелком объеме) и группируют эти виды в разное число родов, семейств и порядков. Это вызывает частые дискуссии и ревизии таксономии, выход – единое понимание системы. Пример такого коллективного договора – два издания «Сосудистые растения СССР» (1981) и «Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР)» (1995). Автор – С.К. Черепанов.