Hoe dieren worden geclassificeerd

Eeuwenlang heeft 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, door organismen te groeperen op basis van transportmiddelen zoals lucht, land en water. Een aantal andere naturalisten volgden met andere classificatiesystemen. Maar het was de Zweedse botanicus Carolus (Carl) Linnaeus (1707-1778) die wordt beschouwd als de pionier van de moderne taxonomie.

In zijn boek Systema Naturae, Carl Linnaeus werd voor het eerst gepubliceerd in 1735 en introduceerde een nogal slimme manier om organismen te classificeren en een naam te geven. Dit systeem, nu de Linnaean-taxonomie genoemd, is sindsdien in verschillende mate gebruikt.

Over Linnaean Taxonomy

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

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

Door elke groep organismen toe te wijzen aan een koninkrijk, fylum, 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 wetenschap van classificatie het beste te begrijpen, zal het helpen om eerst een paar basistermen 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

Soorten classificatiesystemen

Met begrip van classificatie, taxonomie en systematiek kunnen we nu de verschillende soorten classificatiesystemen onderzoeken die beschikbaar zijn. U kunt bijvoorbeeld organismen indelen op basis van hun structuur, door organismen die op elkaar lijken in dezelfde groep te plaatsen. Als alternatief kun je 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 zijn als volgt gedefinieerd:

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

Over het algemeen gebruikt Linnaean taxonomy phenetics om organismen te classificeren. Dit betekent dat het afhankelijk is van fysieke kenmerken of andere waarneembare eigenschappen om organismen te classificeren en rekening houdt met de evolutionaire geschiedenis van die organismen. Maar houd er rekening mee dat vergelijkbare fysieke kenmerken vaak het product zijn van gedeelde evolutionaire geschiedenis, dus de 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 kader voor hun classificatie te vormen. Cladistiek verschilt daarom van fenetica omdat het is gebaseerd op fylogenie (de evolutionaire geschiedenis van een groep of geslacht), niet op observatie van fysieke overeenkomsten.

cladogrammen

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 in de tijd weergeven. Wanneer een groep zich in twee groepen splitst, geeft het cladogram een ​​knoop weer, waarna de tak in verschillende richtingen verloopt. Organismen bevinden zich als bladeren (aan de uiteinden van de takken). 

Biologische classificatie

Biologische classificatie is voortdurend in beweging. Naarmate onze kennis van organismen groeit, krijgen we een beter begrip van de overeenkomsten en verschillen tussen verschillende groepen organismen. Op hun beurt bepalen die overeenkomsten en verschillen hoe we dieren aan de verschillende groepen toewijzen (taxa).

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

Factoren die vorm hebben gegeven aan hoge-orde taxonomie

De uitvinding van de microscoop in het midden van de zestiende eeuw onthulde een kleine wereld vol met talloze nieuwe organismen die eerder aan de classificatie waren ontsnapt omdat ze te klein waren om met het blote oog te zien.

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

De enorme wijzigingen in een classificatie die zich in de geschiedenis van de taxonomie hebben voorgedaan, kunnen het best worden begrepen door te onderzoeken hoe de hoogste taxa (domein, koninkrijk, phylum) in de geschiedenis zijn veranderd.

De geschiedenis van de taxonomie gaat terug tot de 4e eeuw voor Christus, tot de tijd van Aristoteles en daarvoor. Sinds de eerste classificatiesystemen zijn ontstaan, die de wereld van het leven in verschillende groepen met verschillende relaties hebben verdeeld, hebben wetenschappers de taak aangewakkerd om classificatie synchroon te houden met wetenschappelijk bewijs.

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

Twee koninkrijken (Aristoteles, tijdens de 4e eeuw voor Christus)

Classificatiesysteem op basis van: Observatie (fenetica)

Aristoteles was een van de eersten die de verdeling van levensvormen in dieren en planten documenteerde. Aristoteles geclassificeerd dieren volgens observatie, hij definieerde bijvoorbeeld groepen op hoog niveau door al dan niet rood bloed te hebben (dit geeft ruwweg de verdeling weer tussen gewervelde dieren en ongewervelde dieren die tegenwoordig worden gebruikt).

• Plantae - planten
• animalia - dieren

Three Kingdoms (Ernst Haeckel, 1894)

Classificatiesysteem op basis van: 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 voegde een derde koninkrijk toe, 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)

Four Kingdoms (Herbert Copeland, 1956)

Classificatiesysteem op basis van: Observatie (fenetica)

De belangrijke verandering die door dit classificatieschema werd geïntroduceerd, was de introductie van de Kingdom Bacteria. Dit weerspiegelde het groeiende inzicht dat bacteriën (eencellige prokaryoten) sterk verschilden van eencellige eukaryoten. Eerder werden eencellige eukaryoten en bacteriën (eencellige prokaryoten) gegroepeerd in het Koninkrijk Protista. Maar Copeland verhoogde Haeckels twee Protista-phyla naar het koninkrijksniveau.

• Plantae - planten (meestal autotrofe, meercellige eukaryoten, reproductie door sporen)
• animalia - dieren (heterotrofe, meercellige eukaryoten)
• Protista - eencellige eukaryoten (gebrek aan weefsels of uitgebreide cellulaire differentiatie)
• bacterie - bacteriën (eencellige prokaryoten)

Five Kingdoms (Robert Whittaker, 1959)

Classificatiesysteem op basis van: Observatie (fenetica)

Het classificatieschema van Robert Whittaker uit 1959 voegde het vijfde koninkrijk toe aan de vier koninkrijken van Copeland, de Kingdom Fungi (enkele 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 cellulaire differentiatie)
• Monera - bacteriën (eencellige prokaryoten)
• fungus (enkele en meercellige osmotrofe eukaryoten)

Six Kingdoms (Carl Woese, 1977)

Classificatiesysteem op basis van: Evolutie en moleculaire genetica (Cladistics / Phylogeny)

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

• Plantae - planten (meestal autotrofe, meercellige eukaryoten, reproductie door sporen)
• animalia - dieren (heterotrofe, meercellige eukaryoten)
• eubacteria - bacteriën (eencellige prokaryoten)
• archeobacteriën - prokaryoten (verschillen van bacteriën in hun genetische transcriptie en vertaling, meer vergelijkbaar met eukaryoten)
• Protista - eencellige eukaryoten (gebrek aan weefsels of uitgebreide cellulaire differentiatie)
• fungus - enkele en meercellige osmotrofe eukaryoten

Three Domains (Carl Woese, 1990)

Classificatiesysteem op basis van: Evolutie en moleculaire genetica (Cladistics / Phylogeny)

In 1990 heeft Carl Woese een classificatieschema opgesteld dat eerdere classificatieschema's sterk heeft herzien. Het systeem met drie domeinen dat hij heeft voorgesteld, is gebaseerd op moleculaire biologiestudies en resulteerde in de plaatsing van organismen in drie domeinen.

• bacterie
• Archaea
• Eukarya