Номенклатура и классификация организмов

Система классификации живых организмов, которой мы пользуемся, была создана в XVIII в. шведским ученым К. Линне­ем. Он присвоил каждому виду организмов биноминальное на­звание, т.е. название, состоящее из двух слов. Далее он разде­лил разные виды организмов по все более крупным и широким категориям. Система классификации Линнея была основана на сходстве строения, то есть на объединении в одну группу форм, сходных друг с другом. Например, деревья с похожими листьями и корой. Затем биологи поняли, что организмы, по всей вероят­ности, происходят от одной или нескольких ранних форм жизни. Поэтому представлялось более естественным классифициро­вать организмы на основе их эволюционного родства. Но при этом большое значение придается сходству строения как свиде­тельству о родственных связях. Поэтому многие группы, выде­ляемые по старой и новой системам, совпадают.

Основной единицей классификации служит вид - группа ор­ганизмов, связанных достаточно близким родством, чтобы скре­щиваться между собой. Каждый вид относится к тому или иному роду, который может содержать также и другие виды, сходные с данным. Роды объединяются в семейства, а семейства - в отря­ды и т. д. каждая последующая группа более высокого ранга содержит большее число видов, связанных более отдаленным родством. Пример положения одного из представителей царства животных и царства растений представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Упоминая о том или ином виде, следует указывать его родовое или видовое названия, например Homo sapiens, Rudbeckia hirta. Это связано с тем, что видовое название часто бывает баналь­ным (hirta просто означает "опущенная"), а многие организмы могут иметь одинаковые видовые названия: Hepatica americana - печеночница американская, Erythronium americanum - кандык американский и т.д.

Присваивая названия организмам, необходимо соблюдать определенные правила, иначе разные лица могут пользоваться различными названиями для одного и того растения или живот­ного или одно и тоже название будет применяться к разным ор­ганизмам в разных странах. Это регулируется международными комиссиями по номенклатуре: одной для растений, другой - для животных, третьей - для бактерий. Научные названия даются по-латыни.

Первые классификации растений, наиболее известной из которых была система К. Линнея (1707-1778), а также класси­фикация животных Ж. Бюффона (1707-1788), носили в значи­тельной степени искусственный характер, поскольку не учитыва­ли происхождения и развития живых организмов. Тем не менее, они способствовали объединению всего известного биологиче­ского знания, его анализу и исследованию причин и факторов происхождения и эволюции живых систем. Без такого исследо­вания невозможно было бы, во-первых, перейти на новый уро­вень познания, когда объектами изучения биологов стали живые структуры сначала на клеточном, а затем на молекулярном уров­не.

Во-вторых, обобщение и систематизация знаний об отдель­ных видах и родах растений и животных требовали перехода от искусственных классификаций к естественным, где основой дол­жен стать принцип генезиса, происхождения новых видов, а сле­довательно, разработка теории эволюции. Такие попытки созда­ния естественной классификации, опирающиеся на весьма несо­вершенные еще принципы эволюции, предпринимались Ж.Б. Ламарком (1744-1829) и Э.Ж. Сент-Илером (1772-1844). Не подлежит сомнению, что они послужили важной вехой на пути создания первой научной теории эволюции видов растений и животных Ч. Дарвиным.

В-третьих, именно описательная, эмпирическая биология послужила тем фундаментом, на основе которого сформировал­ся целостный взгляд на многообразный, но в то же время еди­ный мир живых систем. Можно даже сказать, что первые пред­ставления о системах и уровнях их организации были заимство­ваны из опыта изучения живой природы, и даже сейчас мы час­то обращаемся именно к живым системам. Ведь прежде чем объяснить функционирование отдельных частей или элементов живых организмов, мы должны понять жизнедеятельность еди­ного, целостного организма, а такое понимание первоначально достигается именно на описательном, эмпирическом уровне. Дальнейший теоретический шаг в понимании неизбежно связан с анализом непосредственно данной живой системы, ее расчле­нением на отдельные подсистемы и элементы, изучением струк­туры системы, выявлением различных структурных уровней ор­ганизации живых систем.

Биологическая эволюция представляет собой необходимые предпосылки для возникновения общества, не говоря уже о том, что многие наши интуитивные представления об эволюции во­обще заимствованы из существовавших в разное время биологических знаний. Поэтому нам особенно важно познако­миться с ними, во-первых, для того, чтобы выявить в дальней­шем специфику социальных процессов, а, во-вторых, показать ошибочность редукционистских и социал-дарвинистских взгля­дов на общество.

Собственно биологической эволюции предшествовала дли­тельная предбиотическая эволюция, связанная с переходом от неорганической материи к органической, а затем к элементар­ным формам жизни. Началом предбиотической эволюции было постепенное возникновение органических молекул из неоргани­ческих. Предполагают, что по мере охлаждения Земли появи­лись все условия для протекания этого процесса. Быть может, недоставало лишь высокой температуры для химического синте­за, но такую температуру могло вызвать воздействие ультра­фиолетовых лучей или электрических разрядов. Такая возмож­ность действительно была доказана экспериментально, а поэто­му сама гипотеза представляется достаточно обоснованной. Но ранее существовавшие гипотезы, защищая автономность эле­ментарной системы жизни, слишком изолировались от взаимо­действия с окружающей средой. Даже гипотеза А.И. Опарина (1 894-1 980), хотя и постулировала процесс возникновения био­полимеров из мономеров, все же недостаточно подчеркивала роль среды в дальнейшей эволюции жизни.

Парадигма самоорганизации может способствовать лучшему пониманию процессов происхождения жизни и ее дальнейшей эволюции. Действительно, с ее помощью можно более адекват­но объяснить, каким образом из неорганических молекул возникли органические, а из последних - первые живые клетки. Со­гласно гипотезе немецкого физикохимика М. Эйгена (р. 1 927), процесс возникновения живых клеток тесно связан с взаимодей­ствием нуклеотидов, являющихся носителями информации, и протеинов (полипептидов), служащих катализаторами химиче­ских реакций. В процессе взаимодействия нуклеотиды под влия­нием протеинов воспроизводят себя и в свою очередь передают информацию следующему за ним протеину, так что в результате возникает замкнутая автокаталитическая цепь, которую М. Эйген называет гиперциклом. В ходе дальнейшей эволюции из них возникают первые живые клетки, сначала без ядер, называемые прокариотами, а затем с ядрами - эукариоты.

На предбиотической стадии эволюции до возникновения первых клеток, как показывают современные исследования, су­ществовали материальные системы, обладавшие способностью к самовоспроизведению, метаболизму и развитию через мутации и конкуренцию с другими системами для отбора. Эти фундамен­тальные свойства, характеризующие жизнь, возникли из самоор­ганизации структур.

В ходе эволюции принцип автокатализа, или самоускорения химических реакций, дополняется принципом самовоспроизве­дения целого циклически организованного процесса в гиперцик­лах, предложенных М. Эйгеном. Воспроизведение компонентов гиперциклов, как и их объединение в новые гиперциклы, сопро­вождается быстрорастущим метаболизмом, связанным с синте­зом богатых энергией молекул и выведением, как отбросов, мо­лекул, бедных энергией. Примечательно, что вирусы, лишенные способности к метаболизму, внедряются в клеточные организмы и начинают пользоваться их метаболической структурой. Особо следует отметить, что в ходе самоорганизации постоянно возни­кают мутации, а с ними неизбежно связан отбор.

Парадигма самоорганизации позволяет установить связь между неживым и живым в ходе эволюции, так что возникнове­ние жизни представляется отнюдь не чисто случайной и крайне маловероятной комбинацией условий и предпосылок для ее по­явления, как заявляли некоторые авторитетные биологи. Если самоорганизация при наличии соответствующих условий может возникнуть в самом фундаменте здания материи, то вполне обоснованно предположить, что на более высоких уровнях орга­низации она может закономерно привести к возникновению жиз-

ни во Вселенной. Нельзя также не отметить, что жизнь сама го­товит условия для своей дальнейшей эволюции. Предполагают, что первыми стали осваивать Землю растения, которые появи­лись примерно 500 миллионов лет назад. Такое предположение представляется достаточно обоснованным, так как именно рас­тения способны к фотосинтезу и, следовательно, в состоянии накапливать энергию и отдавать свободный кислород в атмо­сферу. Примерно через 50 миллионов лет после растений поя­вились первые животные - гетеротрофы, которые стали исполь­зовать растения в качестве пищи. В результате дальнейшей эво­люции из этих основных царств живых систем возникло огром­ное разнообразие форм и видов растений и животных, которые, постепенно приспосабливаясь к окружающей среде, усложняли свою структуру и функции и влияли также на свою среду, глав­ным образом через те экосистемы, в которые они входили.