Wie werden Tiere klassifiziert?

Seit Jahrhunderten ist die Benennung und Klassifizierung lebender Organismen in Gruppen ein wesentlicher Bestandteil des Naturstudiums. Aristoteles (384 v. Chr. - 322 v. Chr.) Entwickelte die erste bekannte Methode zur Klassifizierung von Organismen, bei der Organismen nach Transportmitteln wie Luft, Land und Wasser gruppiert werden. Eine Reihe anderer Naturforscher folgte mit anderen Klassifizierungssystemen. Die schwedische Botanikerin Carolus (Carl) Linnaeus (1707-1778) gilt als Pionier der modernen Taxonomie.

In seinem Buch Systema Naturae, Carl Linnaeus, der erstmals 1735 veröffentlicht wurde, führte eine clevere Methode ein, um Organismen zu klassifizieren und zu benennen. Dieses System, das heute als linnäische Taxonomie bezeichnet wird, wurde seitdem in unterschiedlichem Maße eingesetzt.

Über die linnäische Taxonomie

Die linnäische Taxonomie kategorisiert Organismen in eine Hierarchie von Königreichen, Klassen, Ordnungen, Familien, Gattungen und Arten, basierend auf gemeinsamen physikalischen Eigenschaften. Die Kategorie des Stammes wurde später als hierarchische Ebene direkt unter dem Königreich in das Klassifikationsschema aufgenommen.

Gruppen an der Spitze der Hierarchie (Königreich, Stamm, Klasse) sind weiter gefasst und enthalten eine größere Anzahl von Organismen als die spezifischeren Gruppen, die in der Hierarchie niedriger sind (Familien, Gattungen, Arten)..

Indem jede Gruppe von Organismen einem Königreich, einem Stamm, einer Klasse, einer Familie, einer Gattung und einer Art zugeordnet wird, können sie eindeutig charakterisiert werden. Ihre Mitgliedschaft in einer Gruppe gibt Auskunft über die Merkmale, die sie mit anderen Mitgliedern der Gruppe teilen, oder über die Merkmale, die sie im Vergleich zu Organismen in Gruppen, denen sie nicht angehören, einzigartig machen.

Viele Wissenschaftler verwenden das linnäische Klassifizierungssystem bis heute zum Teil, es ist jedoch nicht mehr die einzige Methode zur Gruppierung und Charakterisierung von Organismen. Wissenschaftler haben nun viele verschiedene Möglichkeiten, Organismen zu identifizieren und ihre Beziehung zueinander zu beschreiben.

Um die Wissenschaft der Klassifikation am besten zu verstehen, wird es hilfreich sein, zunächst einige grundlegende Begriffe zu untersuchen:

• Einstufung - die systematische Gruppierung und Benennung von Organismen auf der Grundlage gemeinsamer struktureller Ähnlichkeiten, funktionaler Ähnlichkeiten oder der Evolutionsgeschichte
• Taxonomie - die Wissenschaft des Klassifizierens von Organismen (Beschreiben, Benennen und Kategorisieren von Organismen)
• Systematik - das Studium der Vielfalt des Lebens und der Beziehungen zwischen Organismen

Arten von Klassifizierungssystemen

Mit einem Verständnis von Klassifikation, Taxonomie und Systematik können wir nun die verschiedenen Arten von Klassifikationssystemen untersuchen, die verfügbar sind. Beispielsweise können Sie Organismen nach ihrer Struktur klassifizieren und Organismen, die ähnlich aussehen, in dieselbe Gruppe einordnen. Alternativ können Sie Organismen nach ihrer Entwicklungsgeschichte klassifizieren, indem Sie Organismen mit einer gemeinsamen Abstammung derselben Gruppe zuordnen. Diese beiden Ansätze werden als Phänetik und Kladistik bezeichnet und sind wie folgt definiert:

• Phänetik - eine Methode zur Klassifizierung von Organismen auf der Grundlage ihrer Ähnlichkeit mit physikalischen Eigenschaften oder anderen beobachtbaren Merkmalen (Phylogenie wird nicht berücksichtigt)
• Kladistik - Eine Analysemethode (genetische Analyse, biochemische Analyse, morphologische Analyse), die Beziehungen zwischen Organismen bestimmt, die ausschließlich auf ihrer Evolutionsgeschichte beruhen

Im Allgemeinen verwendet die linnäische Taxonomie Phänetik Organismen zu klassifizieren. Dies bedeutet, dass es sich bei der Klassifizierung von Organismen auf physikalische Eigenschaften oder andere beobachtbare Merkmale stützt und die Evolutionsgeschichte dieser Organismen berücksichtigt. Bedenken Sie jedoch, dass ähnliche physikalische Eigenschaften häufig das Produkt einer gemeinsamen Evolutionsgeschichte sind, sodass die linnäische Taxonomie (oder Phenetik) manchmal den evolutionären Hintergrund einer Gruppe von Organismen widerspiegelt.

Kladistik (auch Phylogenetik oder phylogenetische Systematik genannt) befasst sich mit der Evolutionsgeschichte von Organismen, um das zugrunde liegende Gerüst für ihre Klassifizierung zu bilden. Die Kladistik unterscheidet sich daher von der Phenetik darin, dass sie darauf basiert Phylogenie (die Evolutionsgeschichte einer Gruppe oder Linie), nicht über die Beobachtung physikalischer Ähnlichkeiten.

Cladogramme

Bei der Charakterisierung der Evolutionsgeschichte einer Gruppe von Organismen entwickeln Wissenschaftler baumähnliche Diagramme, sogenannte Cladogramme. Diese Diagramme bestehen aus einer Reihe von Zweigen und Blättern, die die zeitliche Entwicklung von Organismengruppen darstellen. Wenn sich eine Gruppe in zwei Gruppen aufteilt, zeigt das Cladogramm einen Knoten an, nach dem die Verzweigung in verschiedene Richtungen verläuft. Organismen befinden sich als Blätter (an den Enden der Zweige). 

Biologische Klassifikation

Die biologische Einstufung ist in ständigem Wandel. Mit zunehmendem Wissen über Organismen gewinnen wir ein besseres Verständnis der Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen verschiedenen Gruppen von Organismen. Diese Ähnlichkeiten und Unterschiede bestimmen wiederum, wie wir die Tiere den verschiedenen Gruppen (Taxa) zuordnen..

Taxon (pl. taxa) - taxonomische Einheit, eine Gruppe von Organismen, die benannt wurde

Faktoren, die die Taxonomie hoher Ordnung geprägt haben

Die Erfindung des Mikroskops in der Mitte des 16. Jahrhunderts enthüllte eine winzige Welt voller neuer Organismen, die zuvor der Klassifizierung entgangen waren, weil sie zu klein waren, um mit bloßem Auge gesehen zu werden.

Im Laufe des letzten Jahrhunderts haben die rasanten Fortschritte in der Evolution und Genetik (sowie in einer Vielzahl verwandter Bereiche wie Zellbiologie, Molekularbiologie, Molekulargenetik und Biochemie, um nur einige zu nennen) unser Verständnis der Zusammenhänge zwischen Organismen ständig verändert eine andere und werfen ein neues Licht auf frühere Klassifikationen. Die Wissenschaft reorganisiert ständig die Zweige und Blätter des Baumes des Lebens.

Die im Laufe der Geschichte der Taxonomie eingetretenen gewaltigen Änderungen an einer Klassifikation lassen sich am besten verstehen, wenn untersucht wird, wie sich die Taxa der höchsten Ebene (Domäne, Königreich, Stamm) im Laufe der Geschichte verändert haben.

Die Geschichte der Taxonomie reicht bis ins 4. Jahrhundert v. Chr. Zurück, bis in die Zeit von Aristoteles und früher. Seit es die ersten Klassifikationssysteme gibt, die die Lebenswelt in verschiedene Gruppen mit unterschiedlichen Beziehungen aufteilen, haben sich Wissenschaftler mit der Aufgabe befasst, die Klassifikation mit den wissenschaftlichen Erkenntnissen in Einklang zu bringen.

Die folgenden Abschnitte enthalten eine Zusammenfassung der Änderungen, die auf der höchsten Ebene der biologischen Klassifizierung im Laufe der Geschichte der Taxonomie vorgenommen wurden.

Zwei Königreiche (Aristoteles, im 4. Jahrhundert v. Chr.)

Klassifizierungssystem basierend auf: Beobachtung (Phänetik)

Aristoteles war einer der Ersten, der die Aufteilung der Lebensformen in Tiere und Pflanzen dokumentierte. Nach Aristoteles klassifizierte Tiere, zum Beispiel nach Beobachtung, definierte er hochrangige Tiergruppen danach, ob sie rotes Blut hatten oder nicht (dies spiegelt grob die heute verwendete Aufteilung zwischen Wirbeltieren und Wirbellosen wider)..

• Plantae - Pflanzen
• Animalia - Tiere

Drei Königreiche (Ernst Haeckel, 1894)

Klassifizierungssystem basierend auf: Beobachtung (Phänetik)

Das von Ernst Haeckel im Jahr 1894 eingeführte Drei-Königreich-System spiegelte die beiden seit langem bestehenden Königreiche (Plantae und Animalia) wider, die Aristoteles (möglicherweise früher) zugeschrieben werden können, und das dritte Königreich, Protista, das einzellige Eukaryoten und Bakterien (Prokaryoten) umfasste ).

• Plantae - Pflanzen (meist autotrophe, mehrzellige Eukaryoten, Vermehrung durch Sporen)
• Animalia - Tiere (heterotrophe, mehrzellige Eukaryoten)
• Protista - einzellige Eukaryoten und Bakterien (Prokaryoten)

Vier Königreiche (Herbert Copeland, 1956)

Klassifizierungssystem basierend auf: Beobachtung (Phänetik)

Die wichtige Änderung, die durch dieses Klassifizierungsschema eingeführt wurde, war die Einführung der Kingdom Bacteria. Dies spiegelte das wachsende Verständnis wider, dass sich Bakterien (einzellige Prokaryoten) stark von einzelligen Eukaryoten unterschieden. Bisher wurden einzellige Eukaryoten und Bakterien (einzellige Prokaryoten) im Königreich Protista zusammengefasst. Aber Copeland erhöhte Haeckels zwei Protista-Phyla auf die Ebene des Königreichs.

• Plantae - Pflanzen (meist autotrophe, mehrzellige Eukaryoten, Vermehrung durch Sporen)
• Animalia - Tiere (heterotrophe, mehrzellige Eukaryoten)
• Protista - einzellige Eukaryoten (Mangel an Gewebe oder weitgehende zelluläre Differenzierung)
• Bakterien - Bakterien (einzellige Prokaryoten)

Fünf Königreiche (Robert Whittaker, 1959)

Klassifizierungssystem basierend auf: Beobachtung (Phänetik)

Robert Whittakers Klassifizierungsschema von 1959 fügte das fünfte Königreich zu Copelands vier Königreichen hinzu, den Kingdom Fungi (einzellige und mehrzellige osmotrophe Eukaryoten).

• Plantae - Pflanzen (meist autotrophe, mehrzellige Eukaryoten, Vermehrung durch Sporen)
• Animalia - Tiere (heterotrophe, mehrzellige Eukaryoten)
• Protista - einzellige Eukaryoten (Mangel an Gewebe oder weitgehende zelluläre Differenzierung)
• Monera - Bakterien (einzellige Prokaryoten)
• Pilze (ein- und mehrzellige osmotrophe Eukaryoten)

Sechs Königreiche (Carl Woese, 1977)

Klassifizierungssystem basierend auf: Evolution und Molekulargenetik (Cladistics / Phylogeny)

1977 erweiterte Carl Woese die Fünf Königreiche von Robert Whittaker, um die Königreichsbakterien durch die beiden Königreiche Eubakterien und Archaebakterien zu ersetzen. Archaebakterien unterscheiden sich von Eubakterien in ihren genetischen Transkriptions- und Translationsprozessen (bei Archaebakterien ähneln Transkription und Translation eher Eukaryoten). Diese Unterscheidungsmerkmale wurden durch molekulargenetische Analyse gezeigt.

• Plantae - Pflanzen (meist autotrophe, mehrzellige Eukaryoten, Vermehrung durch Sporen)
• Animalia - Tiere (heterotrophe, mehrzellige Eukaryoten)
• Eubakterien - Bakterien (einzellige Prokaryoten)
• Archaebakterien - Prokaryoten (unterscheiden sich von Bakterien in ihrer genetischen Transkription und Translation, ähnlicher Eukaryoten)
• Protista - einzellige Eukaryoten (Mangel an Gewebe oder weitgehende zelluläre Differenzierung)
• Pilze - ein- und mehrzellige osmotrophe Eukaryoten

Drei Domänen (Carl Woese, 1990)

Klassifizierungssystem basierend auf: Evolution und Molekulargenetik (Cladistics / Phylogeny)

1990 stellte Carl Woese ein Klassifizierungsschema vor, das frühere Klassifizierungsschemata grundlegend überarbeitete. Das von ihm vorgeschlagene Drei-Domänen-System basiert auf molekularbiologischen Studien und führte dazu, dass Organismen in drei Domänen eingeteilt wurden.

• Bakterien
• Archaea
• Eukarya