Принципы систематики животных

Систематика, или таксономия,— наука о классификации организмов. Термин «систематика» происходит от латинского слова system, а таксономия — от сочетания греческих слов «таксис» — порядок и «номос» — закон. Зоологическая классификация представляет собой распределение животных по соподчиненным группам на основании изучения их сходства и различий и выявления родственных отношений. Основная цель систематики состоит в построении системы животных, которая давала бы максимальное количество информации о любой группе животных и имела бы большую прогностическую ценность.

Изучение любой группы с позиции систематики проходит три стадии, именуемые: альфа-, бета – и гамма-систематикой (Майр, Линсли, Юзингер, 1946). Первая — альфа-систематика — это аналитическая стадия, в течение которой на современном научном уровне изучается каждая группа и даются названия; вторая стадия — бета-систематика — это систематическая стадия, включающая объединение элементов группы в систему таксонов, и третья стадия, или гамма-систематика, является заключительной, теоретически обобщающей все полученные результаты. Современная систематика сочетает в себе методы анализа и синтеза.

В настоящее время различают филогенетическую и искусственную систематики.

Филогенетическая систематика строится на основании выяснения генетических взаимоотношений родственных групп во времени и пространстве. Всех животных можно расположить в систематическую иерархию, состоящую из таксонов, ранг которых постепенно повышается. Филогения и систематика рассматриваются в неразрывной связи как две стороны единого процесса познания фактической истории органического мира; причем если филогения изучает родственные связи и выясняет общность отдельных таксонов, то систематика стремится разделить выделенные филогенетические ветви на отдельные соподчиненные таксоны. Поэтому нельзя отождествлять филогению и систематику.

Искусственные систематики отличаются от филогенетической тем, что организмы группируются по внешним сходным признакам, причем различают несколько разновидностей искусственных систематик. К искусственной систематике по необходимости прибегают тогда, когда классифицируются отдельные части организмов, например ринхолиты, аптихи, конодонты, скелетные элементы голотурий; они получают видовые и родовые названия и даже иногда объединяются в более высокие таксоны. Для некоторых из них, например конодонт, до сих пор неизвестно, к какой группе организмов они принадлежали.

Для таких групп предлагается выделить парат аксоны — особые категории, которые не подчиняются правилам зоологической номенклатуры.

Имеются искусственные классификации по принципиальным соображениям, когда авторы считают, что в действительности филогенетические системы не существуют, а имеются особые «естественные», или типологические, систематики, основанные на изучении ряда признаков, позволяющие находить черты сходства и различий, опираясь на статистические обобщения. Они важны для наведения порядка в разнообразии организмов. Хотя эти систематики и претендуют на «естественность», но они далеки от филогенетической систематики и представляют, как правило, искусственную группировку организмов. Многие неродственные группы организмов, как известно, при сходных условиях жизни часто приобретают внешне сходные черты и при искусственной систематике часто оказывались в одном таксоне.

9) Тафономия: определение, причины смерти организмов, стадии захоронения, формы сохранности окаменелостей.

Стадии захоронения, т.е. посмертные переходы организма в ископаемое состояние, изучает тафономия. Основой анализа тафономии являются общности (комплексы) организмов, или ценозы (греч. koinos - общий), последовательно сменяющие друг друга при захоронении: биоценоз-танатоценоз- тафоценоз -ориктоценоз. Биоценоз (греч. Bios-жизнь) представляет собой комплекс живых организмов, объединенных в единую систему трофическими (пищевыми) и экологическими связями. Танатоценоз (греч. thanatos - смерть) - комплекс умерших организмов до стадии захоронения. Тафоценоз (греч. taphos -могила, погребение) является комплексом захороненных организмов и их остатков до стадии фоссилизации. Ориктоценоз(греч. oryktos - ископаемый) -это комплекс окаменелых остатков ископаемых организмов какого-нибудь местонахождения или слоя, прошедших фоссилизацию. Процессы захоронения зависят от двух основных факторов: биотического и абиотического. Под биотическим, или биологическим, фактором понимают первичную структуру умершего организма, имеющего определенное строение и соотношение мягкого тела и скелета. Деструкция мягких тканей (и скелета) за счет хищников, падалеедов, бактериального, грибкового и другого биогенного вмешательства также входит в биологический фактор. Среди скелетных форм наилучшими перспективами захоронения обладают те, которые имеют сплошной скелет в виде раковины, единого панциря, различных трубок.

Под абиотическим фактором захоронения понимают в основном процессы осадконакопления и фоссилизации, поэтому его обычно называют геологическим фактором. Важным абиотическим фактором захоронения является геологическое время (геохронологический интервал), прошедшествует стадии танатоценоза до ориктоценоза. Большое значение имеют химические и физические свойства консерванта (осадка в широком понимании), в котором оказывается тафоценоз. К абиотическому фактору следует относить и такие физические свойства среды, как направление и скорость течения, солёность воды, влияние минерализованных источников и т.д.

Формы сохранности.

Субфоссилиями (лат. sub — под, почти) называют ископаемых, которые кроме скелета сохраняют мягкое тело (животные) или слабоизмененное органическое вещество с клеточной структурой (растения). Среди животных наиболее известными субфоссилиями являются мамонты, носороги и птицы. Имеет значение и геологически маленький отрезок времени (около 2 млн), во время которого процессы фоссилизации полностью не успели проявиться. Консервантами для субфоссилии служат вечная мерзлота, различные битумы (асфальт, озокерит и др.), эоловые пески. К субфоссилиям иногда относят и насекомых, находящихся в янтаре. Субфоссилии животного происхождения известны из четвертичных, реже — неогеновых отложений.

К эуфоссилиям, или эвфоссилиям (греч. ей — хорошо, настоящий), относят ископаемые организмы, представленные скелетами, фрагментами и дискретными элементами скелетов, а также отпечатками и ядрами скелетов мягкого тела и его составляющих. Эуфоссилии представлены двумя основными группами. К первой группе относят скелеты, раковины, панцири, чешуи, зубы и т.д. животных; листья, плоды, споры, пыльцу и другие части растений. Ко второй группе эуфоссилий относят отпечатки и ядра.

Ихнофоссилии (греч. ichnos — след) представлены не остатками организмов, а следами их жизнедеятельности в виде отпечатков или объемных образований. К ихнофоссилиям относят следы отдыха, передвижения по субстрату (ползание, хождение, бег), движения в субстрате (зарывание, сверление) и т.д.

Копрофоссилии (греч. kopros — помет, навоз) формируются за счет конечных продуктов жизнедеятельности организмов. Типичными копрофоссилиями являются окаменевшие экскременты позвоночных животных, которые обычно называют «копролитами». В ископаемом состоянии известны копролиты акул, земноводных, динозавров и млекопитающих, вплоть до копролитов человека, обнаруженных в некоторых пещерах.

Хемофоссилии (греч. chemie — химия) представлены органическими молекулами и их фрагментами различного биогенного происхождения. Наибольшее количество хемофоссилии обнаружено в горючих ископаемых, особенно в нефти. Состав биомолекул позволяет определить систематическую принадлежность исходного организма (но не морфологию) на уровне царств, реже типов. В настоящее время обнаружены ископаемые органические биомолекулы растений, животных, грибов и цианобионтов. Изучение хемофоссилий имеет важное значение для решения проблемы возникновения жизни и происхождения горючих ископаемых.

Гастролиты, или желудочные камни (греч. gaster, gastros — желудок; lithos — камень), представлены камушками, которые использовали ископаемые птицы и динозавры для дробления заглатываемой пищи. Для гастролитов характерны округлые края и гладкая поверхность. Но такими признаками обладает также галька, поэтому гастролиты долго не привлекали внимания. Доказательством в пользу реальности гастролитов является то, что их находят вместе с костями и скелетами позвоночных, нередко там, где находился желудок.

Псевдофоссилиями, или ложными ископаемыми (греч. pseudos — ложь), называют минералогические и литологические образования, имеющие с ископаемыми организмами сходный внешний облик. Трещины усыхания описывали как пищеварительную систему медуз, округлые желваки осадочного происхождения — как тело медуз, пучки кристаллов — как колониальные кораллы, марганцевые и железистые дендриты — как растения.

При классификации ископаемых учитывают не только степень полноты и специфику сохранности, но также их размеры. По размерности выделяют три группы: макрофоссилии (более 1—2 мм), микрофоссилии (десятые и сотые доли миллиметра) и нанофоссилии (сотые доли миллиметра и менее).

10)Сведения из теории эволюции: изменчивость и наследственность.

Изменчивость — вариабельность (разнообразие) признаков среди представителей данного вида.

Различают несколько типов изменчивости:

-Наследственную (генотипическую) и ненаследственную (фенотипическую).

-Индивидуальную (различие между отдельными особями) и групповую (между группами особей, например, различными популяциями данного вида). Групповая изменчивость является производной от индивидуальной.

Наследственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству.

Благодаря этой способности все живые существа (растения, грибы, или бактерии) сохраняют в своих потомках характерные черты вида. Такая преемственность наследственных свойств обеспечивается передачей их генетической информации. Носителями наследственной информации у организмов являются гены.

Законы наследственности:

1) При скрещивании двух гомозиготных организмов, которые отличаются одной парой признаков,

все первое поколение будет единообразным по фенотипу и генотипу (I закон Менделя)

2) При скрещивании двух гетерозиготных организмов, которые анализируют по одной паре признаков,

во втором поколении гибридов наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 и по генотипу в соотношении 1:2:1 (так как генотипам AA и Aa соответствует один и тот же фенотип) (II закон Менделя)

3) При скрещивании гомозиготных особей, которые отличаются двумя и большим количеством пар альтернативных признаков, во втором гибридном поколении фиксируют независимое комбинирование признаков, что не свойственно родительским и прародительским формам (закон независимого распределения, или III закон Менделя).

4) Гены, локализованные в одной хромосоме, обычно наследуются вместе. Они образуют одну группу сцепления — передача потомкам одного признака сопровождается передачей другого (закон сцепленного наследования Моргана). Сцепление нарушается в результате кроссинговера.

5) При получении однообразных потомков без расщепления особь с доминантным признаком, которая скрещивается с гомозиготной особью с рецессивными признаками, гомозиготна.

При получении расщепления в соотношении 1:1 особь с доминантным признаком, которая скрещивается с гомозиготной особью с рецессивными признаками, гетерозиготна. (Анализирующее скрещивание).

11) иерархия стратиграфических подразделений. Классификация Подразделений Стратиграфия - одна из наук о Земле, буквально описание слоёв - наука о слоях горных пород. Занимающаяся изучением последовательности формирования толщ горных пород и расчленением их на различные подразделения. Основные задачи стратиграфии: определение относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Различают разные стратиграфические подразделения:

Литостратиграфические подразделения — подразделения, основанные на литологических свойствах совокупности горных пород. (Пачки, свиты, потоки (для магматических пород) и др.);

Региональные подразделения - распространенные на значительных территориях и выделяемые на как литологических, так и палеонтологических данных (горизонт и др.);

Биостратиграфические подразделения — подразделения, основанные на содержащихся в горных породах ископаемой фауны и флоры. (Зоны, зоны распространения, зоны обилия, комплексные зоны);

Хроностратиграфические подразделения — подразделения, основанные на времени формирования слоев горных пород. Наиболее хорошо известны хроностратиграфические подразделения и соответствующие им геохронологические подразделения:

Изотопные методы широко используются для датирования докембрийских подразделений и их границ и играют важную роль в межрегиональном прослеживании подразделений.

Для фанерозоя ведущим методом установления общих подразделений является биостратиграфический метод; их границы определяются, как правило, биотическими событиями и по возможности должны датироваться изотопными методами.

Общие стратиграфические подразделения геохронологические подразделения

1. Акротема акрон

2. Эонотема эон

3. Эратема эра

4. Система период

5. Отдел эпоха

6. Ярус век

Таксономическими единицами региональных стратиграфических подразделений являются горизонт и слои с географическим названием; дополнительные единицы — надгоризонт и подгоризонт, вспомогательная — маркирующий горизонт.

Горизонт — основная таксономическая единица региональных стратиграфических подразделений, включающая одновозрастные свиты, серии или части (по разрезу) тех и других, а также биостратиграфические подразделения, как правило, провинциального распространения.

Слои с географическим названием — таксономическая единица, выделяемая по особенностям литологического состава и (или) на биостратиграфической основе. Они могут не заполнять весь стратиграфический объем горизонта (подгоризонта).

Местные стратиграфические подразделения

Это совокупности горных пород, выделяемые в местном разрезе на основании комплекса признаков при преимущественном учете фациально-литологических или петрографических особенностей, ясно отграниченные от смежных подразделений как по разрезу, так и на площади, опознаваемые на местности (также в скважинах) и картируемые.

Стратиграфические границы местных подразделений приурочены к изменениям вещественного состава пород по разрезу, к стратиграфическим перерывам и угловым несогласиям, смене ассоциаций остатков организмов, а также к существенным изменениям различных геофизических параметров, если сведения о таковых имеются.

Таксономическая шкала местных стратиграфических подразделений состоит из следующих единиц: комплекс, серия, свита и пачка.

Комплекс объединяет две или более серии. Обычно это весьма мощная и сложная по составу и структуре совокупность геологических образований, отвечающая крупному этапу в геологическом развитии территории.

Серия объединяет две или более свиты, образующие крупный цикл осадконакопления и (или) охарактеризованные какими-либо общими признаками: сходными условиями формирования (морские, континентальные, вулканические), преобладанием определенных пород (осадочные, вулканогенные, метаморфические) или их направленной сменой, особой структурой (ритмичность и т. п.) и др.

Свита — основная таксономическая единица местных стратиграфических подразделений. Она представляет собой совокупность развитых в пределах какого-либо геологического района отложений, которые отличаются от ниже- и вышележащих составом и структурами пород, обусловленных их генезисом, комплексом остатков организмов, характером метаморфизма, изотопным возрастом, а в ряде случаев геохимическими или петрофизическими характеристиками, каротажными данными, показателями климатической обстановки и др.

Географическое распространение свиты ограничивается территорией, в пределах которой опознаются ее основные характерные признаки и прослеживаются нижняя и верхняя границы. Свита может целиком состоять из однородных пород или при преобладании одних пород включать пачки, прослои и линзы других. Она может состоять из закономерно чередующихся типов пород или характеризоваться разнообразием состава. В ритмически построенных толщах в качестве свиты может быть выбран крупный седиментационный цикл.

Подсвита — подразделение свиты, содержащее большинство признаков свиты, но отличающееся от других подсвит некоторыми признаками, обычно литолого-фациальными и реже палеонтологическими. Подсвиты в совокупности слагают полный стратиграфический объем свиты. Есть пачки и толщи еще.