S & T*
* Življenje ni le Svetlo in Temno. Pri biologiji opredeljuje raznolikost in pestrost življenja sistematika (S). Opredeljuje razmerja med organizmi od preteklosti do danes. Taksonomija (T) pa opredeljuje opisovanje, razpoznavanje, razvrščanje in poimenovanje. Skupaj omogočata klasifikacijo vseh organizmov.
Urejanje milijonov vrst organizmov
Na Zemlji obstaja neverjetna raznolikost življenja, tako izumrlih kot danes živečih vrst. Pregled nad organizmi je mogoč le, če organizme poimenujemo in jih smiselno razvrstimo v skupine.
V preteklosti je razvrščanje organizmov temeljilo predvsem na osnovi zunanje podobnosti (morskega psa in delfina so na primer uvrščali v isto skupino) ali pa na praktičnem vidiku (na primer razvrščanje rastlin glede na njihovo užitnost, strupenost ali zdravilnost). V tem primeru je šlo za subjektiven način razvrščanja, ki ne temelji na sorodnosti med organizmi. Napredek v znanosti in sodobne raziskovalne metode (poznavanje zgradbe celice, ugotavljanje sorodnosti na osnovi biokemijskih lastnosti, kot je sestava beljakovin in DNA) pa omogočajo, da organizme razvrščamo glede na njihovo evolucijsko zgodovino oziroma sorodnost.
Evolucijsko zgodovino organizmov lahko predstavimo z razvejenim diagramom, ki ga imenujemo evolucijsko drevo življenja. V takšnem diagramu so skupine organizmov razvrščene v naravne enote, ki so se razvile z evolucijo. Diagram si lahko predstavljamo kot pravo drevo, pri čemer korenine pomenijo skupnega prednika vseh živih bitij (LUCA, Last Universal Common Ancestor), vsaka nadaljnja razvejitev v posamezne veje pa zadnjega skupnega prednika določene skupine.
Na Zemlji obstaja velika raznolikost življenja. Pregled nad organizmi je lažji, če organizme poimenujemo in jih razvrstimo v skupine.
Organizme razvrščamo glede na njihovo evolucijsko zgodovino oziroma sorodnost.
Evolucijsko zgodovino organizmov lahko predstavimo z razvejenim diagramom, ki ga imenujemo evolucijsko drevo življenja.
Danes pri razvrščanju organizmov v sistem navadno primerjamo več različnih lastnosti, kot so oblika in zgradba telesa (po navadi so si bolj sorodni organizmi tudi bolj podobni, ni pa to nujno), zaporedje nukleotidov v DNA ali aminokislin v beljakovinah in nekatere druge lastnosti. Bolj sorodne vrste imajo navadno več skupnih lastnosti, ki so jih podedovali od skupnega prednika.
Spomni se rakov vitičnjakov. Čeprav se od ostalih predstavnikov prostoživečih rakov zelo razlikujejo, ima njihova ličinka več lastnosti, ki si jih deli z ličinkami drugih vrst rakov, kar kaže na njihovo evolucijsko sorodnost. Če bi za namene razvrščanja opazovali le zgradbo in obliko telesa odrasle živali, jih prav gotovo ne bi uvrstili v skupino rakov. Zato pri razvrščanju organizmov upoštevamo tudi razvoj ličinke, pri vretenčarjih pa razvoj zarodka.
Pri razvrščanju organizmov v sistem primerjamo več različnih lastnosti. Bolj sorodne vrste imajo navadno več skupnih lastnosti, ki so jih podedovale od skupnega prednika.
Biološka disciplina, ki razlaga pestrost živih organizmov, ugotavlja evolucijske odnose med njimi in jih glede na sorodnost uvršča v sistem, se imenuje sistematika ali sistematska biologija. Naloga sistematike je urediti znanje o raznolikosti organizmov na osnovi evolucijske zgodovine.
Eden izmed začetnikov biološke sistematike je bil švedski botanik, zdravnik in zoolog Carl Linnaeus. S svojim delom Systema naturae je utemeljil načela sistematike in znanstvenega poimenovanja vrst. Njegovo delo je bilo tako pomembno, da mu je švedski kralj podelil plemiški naziv, in tako je postal Carl von Linné.
Linné je uvedel dvočleno latinsko poimenovanje vrst (binarna nomenklatura). Vsako ime vrste je sestavljeno iz dveh latinskih ali polatinjenih besed. Prva beseda pomeni rodovno ime. Zapišemo jo z veliko začetnico. Druga beseda pa je vrstno ime ali vrstni pridevek, ki predstavlja eno izmed značilnosti vrste.
Biološka disciplina, ki razvršča organizme na osnovi njihove evolucijske zgodovine, se imenuje sistematika ali sistematska biologija. Eden izmed začetnikov biološke sistematike je bil Carl von Linné.
Linné je uvedel dvočleno latinsko poimenovanje vrst. Vsako ime vrste je sestavljeno iz dveh latinskih besed. Prva beseda pomeni rodovno ime. Zapišemo jo z veliko začetnico. Druga beseda pa je vrstno ime ali vrstni pridevek, ki predstavlja eno izmed značilnosti vrste.
Znanstveno poimenovanje vrst je pomembno tudi v komunikaciji med znanstveniki iz različnih držav. V vsaki državi poimenujejo vrste v svojem jeziku. V angleščini rečejo orehu »walnut«, v nemščini »Walnuss«, v španščini »nogal« itd. Si predstavljaš, da bi se bilo treba za vsako vrsto naučiti toliko različnih imen? Prav zaradi tega strokovnjaki uporabljajo znanstvena imena vrst.
V slovenščini poznamo tudi več ljudskih imen, na primer za posamezno vrsto rastline. Navadni materini dušici tako rečemo tudi divji timijan, materin dušek, babja dušica, duša, dušje, bukvica, bukovica, mačešica, materinka, timas, popovec, preprišč, prprišč, prežilka. Znanstveno poimenovanje, Thymus effusus, je bolj stalno in nedvoumno, kot so ljudska imena.
Znanstveno poimenovanje vrst je pomembno v komunikaciji med znanstveniki iz različnih držav. Poleg tega je bolj stalno in nedvoumno, kot so ljudska imena.
Sistematika in taksonomija
Poleg dvojnega poimenovanja vrst je Linné uvedel tudi sistem hierarhično urejenih skupin ali sistematskih kategorij. Vrsta je osnovna sistematska kategorija. Višje sistematske kategorije znanstveniki oblikujejo predvsem zaradi večje preglednosti sistema. Tako vrste združujemo v rod, rodove v družino, nato sledijo red, razred in deblo.
Vrsta je osnovna sistematska kategorija. Vrste združujemo v rod, rodove v družino, te pa v red, razred in deblo.
Pri biologiji taksonomija opredeljuje opisovanje, razpoznavanje, razvrščanje in poimenovanje organizmov. Sistematika obravnava raznolikost življenja od preteklosti do danes in opredeljuje razmerja med živimi bitji skozi čas.
Ob pogledu na določeno rastlino ali žival, nas pogosto zanima, kakšne vrste je oziroma v katero sistematsko kategorijo jo uvrščamo. Pri odgovoru si lahko pomagamo z določevalnimi ključi. Z njimi lahko organizem uvrstimo v sistem in ugotovimo, kateri vrsti pripada.
Obstaja več vrst določevalnih ključev; lahko so slikovni ali opisni. Pri opisnih ključih je za določevanje potrebnega več znanja. Slikovni ključi so nekoliko lažji in so namenjeni splošni uporabi. Navadno se odločamo med dvema različnima trditvama (običajno nasprotujočima), izberemo pa tisto, ki je pri izbranem organizmu ustreznejša. Trditvam sledimo tako dolgo, dokler ne pridemo do imena vrste organizma. Takšnim ključem pravimo dihotomni (dvovejnati) ključi.
Z določevalnimi ključi si pomagamo pri določanju vrste in uvrščanju organizma v sistem. Določevalni ključi so lahko slikovni ali opisni.
Raznolikost organizmov
Od pojava življenja na Zemlji pred več kot 3,5 milijarde let pa do danes vrste nastajajo, se spreminjajo in izginjajo. Rezultat je raznolikost vseh oblik življenja ter njihovih skupnosti ali združb, kar imenujemo biotska pestrost ali biodiverziteta (»bio« iz grške besede bios = življenje in »diverziteta« iz angleške besede diversity = raznolikost). Dandanes se najpogosteje uporabljajo izrazi biotska pestrost, biotska diverziteta, biodiverziteta, biotska raznovrstnost ali raznolikost.
Od pojava življenja na Zemlji pa do danes vrste nastajajo, se spreminjajo in izginjajo. Rezultat je raznolikost živega sveta, kar imenujemo biotska pestrost ali biodiverziteta.
Biotska pestrost na različnih ravneh
Biologi biotsko pestrost odkrivajo, ko preučujejo organizme ter zgradbo in delovanje ekosistemov. Popisujejo že znane vrste, opisujejo nove vrste, spoznavajo njihovo številnost in medsebojne odnose, povezanost v življenjske združbe in delovanje celotnih ekosistemov.
Pestrost živega sveta se kaže že na ravni genskega sklada, kjer nas zanima pestrost genskih zapisov znotraj vrste. Govorimo o genetski pestrosti. Večja ko je genetska pestrost znotraj vrste, bolj se je vrsta sposobna prilagajati spremembam v okolju.
Pestrost živega sveta se kaže na različnih ravneh. Kadar nas zanima pestrost genskih zapisov znotraj vrste, govorimo o genetski pestrosti. Večja ko je genetska pestrost znotraj vrste, bolj se je vrsta sposobna prilagajati spremembam v okolju.
Kadar imamo v mislih število vrst na določenem območju, govorimo o vrstni pestrosti. Več ko je vrst, večja je biotska pestrost. Če dodamo še podatek o številu osebkov posamezne vrste na določenem območju, je opis še popolnejši. Biotska pestrost bo večja tam, kjer je število osebkov vseh vrst enako ali podobno, in manjša tam, kjer se število osebkov posameznih vrst razlikuje.
Kadar imamo v mislih število vrst na določenem območju, govorimo o vrstni pestrosti. Več ko je vrst, večja je biotska pestrost.
V najširšem smislu vrstna pestrost zajema vse vrste, ki živijo na Zemlji. Zaradi velike raznovrstnosti organizmov ter raznolikih odnosov med njimi in okoljem pa so raznovrstni tudi ekosistemi in znotraj ekosistemov različna bivališča. To imenujemo ekosistemska pestrost.
Zaradi raznovrstnosti organizmov in njihovih odnosov z okoljem, so raznovrstni tudi ekosistemi. To imenujemo ekosistemska pestrost.
Biotsko pestrost lahko ocenimo tudi matematično s pomočjo različnih indeksov pestrosti. Simpsonov paradoks pravi, da je rezultat statistične raziskave, opravljene na celotni populaciji, popolnoma drugačen od rezultata, ki ga dobimo, če populacijo razdelimo na dve ali več skupin in raziskave opravimo na posamezni skupini. Danes s paradoksom pogosto ponazarjajo, na kaj moramo biti pozorni pri statistični analizi podatkov.
Biotska pestrost ni povsod enaka
Vrstna pestrost je v ekosistemih različnih geografskih predelov Zemlje različna. Predvsem tam, kjer so okolje in življenjske združbe raznoliki in so razmere za organizme ugodne (dovolj padavin, ugodne temperature, ustrezna podlaga itd.), je število vrst večje. Območja, kjer živi bistveno več vrst kot v širši okolici, imenujemo vroče točke biotske pestrosti. Za te je poleg velikega števila vrst značilno tudi večje število endemitov. Endemite že poznaš iz poglavja Evolucija.
Vrstna pestrost je različna v ekosistemih različnih geografskih predelov. Področja, kjer živi bistveno več vrst kot v širši okolici, imenujemo vroče točke biotske pestrosti.
Biotska pestrost na ozemlju Slovenije
V Sloveniji je na majhnem področju velika pestrost življenjskih združb in ekosistemov, zato naša država spada med najbogatejša območja biotske pestrosti v Evropi. Razlog za to je njena lega, saj se tu stikajo in prepletajo visokogorske Alpe, predalpski svet, Panonska nižina, svet Dinarskega gorstva s kraškimi planotami ter obsredozemski svet z vplivi submediteranskega podnebja. Preplet naravnogeografskih regij ustvarja razgiban relief s precejšnjim razponom nadmorske višine ter raznolike talne, podnebne in hidrološke razmere.
V Sloveniji je na majhnem področju velika pestrost življenjskih združb in ekosistemov. Naša država spada med najbogatejša območja biotske pestrosti v Evropi. Razlog za to je njena lega, razgiban relief ter raznolike talne, podnebne in hidrološke razmere.
V Sloveniji so prisotni skoraj vsi glavni tipi kamnin. Relativno velik delež zavzemajo karbonatne kamnine (apnenec in dolomit), ki zaradi številnih ekosistemov še posebej prispevajo k biotski pestrosti. Na karbonatnih kamninah so razviti številni kraški pojavi, na primer kraška jezera in jame.
V zadnjem stoletju je človek močno vplival na ekosisteme, s tem pa tudi na upad biotske pestrosti. Če spreminjamo ekosisteme za lastne potrebe ali jih uničujemo, s tem propadajo tudi življenjske združbe v njih. Velja seveda tudi obratno: če uničujemo življenjske združbe, ki ekosisteme sestavljajo, uničujemo ekosisteme. Od ekosistemov pa je odvisno tudi naše življenje, saj potrebujemo njihove dobrine, kot so hrana, čista voda, čist zrak itd. Te tako imenovane »dobrine in storitve ekosistemov« pa se z upadom biotske pestrosti siromašijo. Več o tem si lahko prebereš v poglavju Vpliv človeka na biosfero.
V Sloveniji so prisotni skoraj vsi glavni tipi kamnin. Velik delež zavzemajo karbonatne kamnine, na katerih so se razvili številni kraški pojavi.
V zadnjem stoletju je človek močno vplival na ekosisteme, s tem pa tudi na upad biotske pestrosti. Če spreminjamo ali uničujemo ekosisteme, s tem propadajo tudi življenjske združbe v njih. Velja tudi obratno: če uničujemo življenjske združbe, ki ekosisteme sestavljajo, pa uničujemo ekosisteme. Od ekosistemov je odvisno naše življenje, saj potrebujemo njihove dobrine, kot so hrana, čista voda, čist zrak itd. Te tako imenovane »dobrine in storitve ekosistemov« pa se z upadom biotske pestrosti siromašijo. Več o tem si lahko prebereš v poglavju Vpliv človeka na biosfero.
