Современный взгляды на систематику растений

Топологические методы. К ним относятся географический, экологический и фитоценологический. При филогенетических построениях большую роль играют данные ботанико-географических исследований, а именно результаты изучения современных ареалов таксонов и их динамики (хорологические данные). При этом особое значение приобретают сопоставления ареалов ныне живущих растений и их предков или близких родственных ископаемых форм. Эти данные очень важны для выявления истории того или иного вида.[21]Вспомогательные методы – методы математической обработки занимают важное место в современных систематических исследованиях. Математическая, статистическая обработка дает достоверные данные в тех случаях, когда выясняются вопросы амплитуды изменчивости признаков, достоверности их различий и многих других. Математические методы объединяются в специальную область исследования, так называемую нумерическую систематику. Надо сказать, что нумерическая систематика была встречена большинством ботаников с большой осторожностью. Она подверглась в последние годы жестокой критике, которая пошла ей на пользу, в результате чего сильно изменилась. И теперь дисперсионный анализ, факторный анализ и выявление корреляционных плеяд представляют неотъемлемую.Становление новых видов всегда связано с появлением морфологических отличий и возникновением географической обособленности, и описание выделение новых таксонов происходят первым долгом на основе морфолого-анатомических признаков. Сравнительно-морфологические, классические исследования лежат в основе общей филогенетической системы растительного царства, которая постоянно корректируется, уточняется, дополняется на основе анализа новых данных всех наук, проливающих свет на генетические связи растительных организмов.Таким образом, биохимические, кариологические, цитологические данные, выполняя важную роль при выявлении родственных связей между таксонами разного ранга, не могут быть надежным критерием при выделение вида. Поэтому нельзя признать правильным выделение видов только по признаку разного числа хромосом или только на основе определенных химических особенностей, если эти признаки не связаны с морфологическими отличиями.Не все признаки растений одинакового полезны для целей классификации. Одни из них весьма важны в качестве показателей родства, другие нет. Полезность признака зависит от его информационного содержания. До тех пор, пока систематик не имеет правильного представления о ценности различных признаков в конкретной группе, с которой он работает, он должен рассматривать множество различных признаков и лишь после тщательного их анализа может придать каждому признаку определенный вес в соответствие со значимостью этого признака в исследуемой группе. После калькуляции признаков систематик производит «взвешивание» этих признаков, что способствует выявлению в каждой конкретной группе ключевых, репрезентативных, признаков, или, как их сейчас называют, признаков-индикаторов. [19]Все таксономические признаки растений, будучи фенотипическим проявлением генотипа, представляют собой продукт деятельности длительного естественного отбора. Среди них ученые выделяют консервативные (стойкие) и лабильные (нестойкие) признаки. Консервативными считают сравнительно медленно эволюирующие признаки. У растений это, как правило, структуры репродуктивных органов, которые, помимо консервативности, обладают также эволюционной необратимостью. Признаки, изменяющиеся значительно быстрее, называются лабильными. У растений это обычно морфологическое строение вегетативных органов. Все современные филогенетические системы основаны на правильной, но иногда слишком субъективной оценке таксономических признаков. Поэтому оценка признаков, пожалуй, одна из самых трудных задач, стоящих перед ученым-систематиком. Очень важно точно определить степень эволюционной подвинутости признака, однако сделать это бывает иногда довольно трудно. Определение примитивности признака часто происходит на основании последовательного изучения состояния признака в прошлом (на основании ископаемого материала либо методами генетической археологии), т. е. составления эволюционных рядов признаков. Отсюда возникает потребность разработки критериев примитивности, подвинутости и специализации.Тахтаджян находит, что в эволюции существуют три основных направления, формы эволюции: 1) прогрессивная эволюция (аргонез); 2) специализация (телогенез); 3) регрессивная эволюция (катагенез).Прогрессивные изменения бывают разного масштаба – от небольших и едва заметных до очень крупных. Из наиболее крупных и важных арогенезов у растений можно отметить возникновение семезачатка и семени, образование цветка и плода, из более мелких, но также важных прогрессивных изменений надо отметить возникновение зигоморфного цветка, формирование нижней завязи из верхней и др. [10]За общим прогрессом, аргонезом, который представляет подъем организмов на более высокий уровень организации, следует более или менее продолжительный период специализации. В результате возникновения частных приспособлений в различных направлениях предковая группа распадается на специализированные дочерние группы, которые занимают разные экологические ниши и тем самым расширяют ареал, т. е. происходит так называемая адаптивная радиация.Длительная, прогрессирующая специализация снижает эволюционную пластичность растительных организмов и создает своего рода тупики в эволюционном процессе. При быстрой смене условий существования узкоспециализированные организмы не могут изменить свои признаки и погибают.Регресс обычно обхватывает всю вегетативную сферу, в то время как репродуктивные органы не подвергаются редукции.Катагенез иногда представляет важное звено в общем эволюционном процессе, так как он способствует выходу высокоспециализированных групп из тупика эволюции.Часто у организмов, упрощенных в связи с регрессивной эволюцией, но не выработавших особо узких приспособлений к нетипичным для них условиям существования, эволюционная пластичность даже увеличивается. В качестве примера можно привести растения, вторично перешедшим к водным условиям существования, например, всем известные кувшинки, кубышки, роголистник.Здесь надо сказать несколько слов о различиях между определительными схемами, так называемыми ключами и классификациями. Дело в том, что даже в настоящее время некоторые ботаники пытаются сделать классификации одновременно и определительными схемами. Это глубоко ошибочная точка зрения. Сама процедура определения какого-либо вида растения основана на дедуктивном мышлении. Исследователь располагает определенным набором таксонов и пытается найти место исследуемого растения среди них, тем самым при определении специалисты имеют дело с особями. Процедура же классификации индуктивна.Особенно важно решение проблем, связанных с классификацией таксонов надвидового уровня, или как это сейчас принято называть, мегасистематикой. Надо сказать, что эта область исследований до настоящего времени еще слабо разработана.До ХVIII в. натуралисты изображали разнообразие природы в виде непрерывной и неразветвляющейся линейной шкалы, восходящей от неживой материи к человеку. Однако по мере накопления новых данных и увеличения числа известных типов организмов подобная линейность становилась весьма сомнительней. Первая довольно удачная попытка взаимоотношение между организмами филогенетически в виде древа принадлежит Э. Гаккелю, немецкому биологу-эволюционисту (1866). И с этого времени у систематиков вошло в традицию представлять свои концепции взаимоотношений живых существ в форме филогенетического древа или подобных им схем. [20]Как известно, филогенетические системы первоначально изображались в виде разветвленных деревьев, однако при последующих построениях делались попытки передать в схеме классификации трехмерность структуры.Определенные трудности связанны с тем, что виды растений, населяющие Землю в настоящее время, представляют собой существующие в данный момент концевые точки бесчисленных филетических линий вымерших предков. Поэтому все время продолжается разработка методов графического изображения филогенетической системы. Так, советский ботаник А. А. Гроссгейм (1945) впервые предложил новый способ графического изображения системы покрытосеменных растений. Его система построена в виде радиальной схемы, в центре которой находятся наиболее примитивные представители цветковых, а по радиусам изображены отходящие от этой группы филогенетические стволы. Однако каких-нибудь принципиальных отличий предложенная Гроссгеймом схема не внесла. Основная задача, стоящая сейчас перед систематиками в вопросе графического изображения эволюционной истории какой-нибудь группы растений, состоит в том, как отобразить в схеме генетические связи не между ныне существующими таксонами, а их наиболее близкими предками. Разработка новых методов графического изображения филогенетических связей различных групп продолжается постоянно.Для многих таксонов палеоботанические данные либо крайне скудны, либо полностью отсутствуют. В подобных случаях филогенетические взаимоотношение могут быть только дедуктивно выведены из сравнительного изучения их современных представителей.[7]Успехи молекулярной биологии и генетики, исследование мутационного процесса вызвали среди ученых в свое время весьма скептические отношение к естественному отбору как к одному из важнейших факторов эволюции. Именно систематики продолжали отстаивать значение естественного отбора и показали, что в каждой природной популяции одновременно действуют как отбор, так и случайного распространения генов. Особенно важную роль для экологии представляет внутривидовая систематика. В настоящее время возникло новое направление в систематике – экосистематика.Жизненно заинтересована в добротной, филогенетической классификации и сравнительная биохимия. Эволюция молекул – это новая область молекулярно-биологических исследований – может быть понята лишь на фоне филогенетической классификации. Только консультируясь с систематиком, биохимик сможет решить, какие организмы могли бы дать ключ к пониманию важных стадий эволюции молекул.Систематика нужна для селекции растений, при решении вопросов интродукции и акклимизации растительных организмов. Для успешной селекционной работы необходимо значение не только истории видов, их филогенетического возраста, состояния, но и ближайших родственников, без чего не возможна направленная гибридизация. Селекционеры постоянно обогащают ассортимент культурных растений новыми сортами пищевых, технических, кормовых растений, успешно произрастающими и дающими высокий урожай в конкретных регионах. При этом особое внимание они обращают на филогенетический возраст тех видов, с которыми экспериментируют.Если подвергнуть эксперименту какое-нибудь древнее, реликтовое растение, находящееся на закате своего исторического развития, то, как правило, оно погибает, так как не выдерживает изменений условий выращивания.Особое значение приобретает систематика растений в сельском хозяйстве, в растениеводстве, тогда, когда надо точно определить вид вредителя культурных растений (гриба, бактерии, вируса), для того чтобы провести успешную с ним борьбу.[17]Наряду с применением старых, давно испытанных лекарственных растений идет постоянный поиск новых лекарственных средств. Здесь не обойтись без глубокого знания систематики, ибо первым долгом исследуют ближайших родственников видов, хорошо зарекомендовавших себя в качестве высокоэффективных лекарственных растений. Так, в семействе аралиевых, к которому относится знаменитый женьшень, обнаружены лекарственные растения, которые стали высоко применять в практике лечения, - элеутерококк, заманиху, аралию и др.Однако, к сожалению, многие систематики скептически относятся к современным направлениям и методам. Если применения кариологических данных получило уже широкое признание и одобрение, а значение математических методов обработки материала практически не оспаривается, то молекулярная систематика и применение электронно-вычислительной техники для хранения, поиска и обработки информации в большинстве случаев вызывают отрицательное отношение.[3]ЗаключениеВ ходе данной работы, необходимо сделать следующие выводы:В настоящее время основной задачей систематики растений продолжает оставаться классификация огромного многообразия растительных организмов.В современной систематике растительный мир разделяют на два больших раздела - подцарства: низшие, или слоевцовые, растения и высшие, или листостебельные, растения.Развитие систематики растений можно разделить на 5 периодов: древний период, период искусственной систематики, период естественной систематики, период филогенетической систематики, современный период.В настоящее время с целью систематики растений используют целый ряд методов: биологические, палеоботанические, топологические, вспомогательные.Растения продолжают эволюционировать по сей день, поэтому систематики растений до сих пор остается актуальной.В связи с ухудшением экологической ситуации на Земле, одним из новых направлений систематики растений является эко-систематика.Активно продолжают развиваться в рамках систематики такие направления, как селекция растений и лекарственная систематика.Список литературыАндреева И.И., Родман Л.С. Ботаника: учебник. - М., 2002.Барабанов Е.И., Зайчикова С.Г. Ботаника: учебник. - М., 2006.БиличГ.Л.,КрыжановскийВ.А. Биология для поступающих в вузы. Интенсивный курс. – М.: Издательство Оникс, 2006.Биологический энциклопедический словарь. - М., 2001.Биология: учеб. для учащихся 11 класса общеобразоват. Учреждений: Базовый уровень / Под ред. проф. И.Н.Пономаревой. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2008.Генкель П.А., Кудряшов Л. В. Ботаника. Издание 3-е, перераб. и доп. – М.: «Просвещение», 2014.Гончарова С.Б. Систематика растений: основные термины и понятия. // Владивосток, «Ботаничекий сад – Институт ДВО РАН», 2011.Гордеева Т.Н., Круберг Ю.К., Письяукова В.В.Практический курс систематики растений. Издание 2-е, перераб. – М.: «Просвещение», 2011.Долгачева В.С., Алексахина Е.М. Ботаника: учебник. - М., 2003.Журбин А.И.Ботаника с основами общей биологии. - М.:, «Медицина», 2012.Зитте П., ВайлерЭ. В. и др. Ботаника. Том 3. Эволюция и систематика. – М.: ИЦ «Академия», 2007.Камелин Р. В.Лекции по систематике растений. Главы теоретической систематики растений. Барнаул, «АзБука», 2004.Комарницкий Н. А., Кудряшов Л. В., Уранов А. А.Ботаника (систематика растений).Издание: 7-е, перераб. – М.: «Просвещение», 2015.Лернер Г.И. Биология: полный справочник для подготовки к ЕГЭ.– М.: АСТ: Астрель, 2009.МеликянА .П. Цели и задачи современной систематики растений. - М.: «Знание», 2014.Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломещ А.И. Современная наука о растительности: учебное пособие. - М., 2001.Новиков А.А., Барабаш-Красный Б.Н. Современная систематика растений. Общие вопросы. — Львов, 2015.Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника. Т. 1 -2.,пер.с англ. — М.: Мир, 2010. Жизнь растений. В 6-ти томах. Под ред. А. Л. Тахтаджяна. – М.: «Просвещение», 2000.Хржановский В. Г. Курс общей ботаники (систематика растений): Учебник для сельхозвузов. Издание 2-е, перераб. и доп. – М.: «Высшая школа», 2012.Яковлев Г. П., Челомбитько В. А. Ботаника. – М.: «Высшая школа», 2010.