СИСТЕМАТИКА

СИСТЕМАТИКА (греч. systematikos упорядоченный, относящийся к системе) — раздел науки (напр., ботаники, зоологии), основной задачей к-рого является упорядочение той или иной совокупности объектов в единую структурную систему.

Цель С. в биологии — построение естественной системы животных и растительных организмов. Наиболее общие понятия С.— таксон, таксономические отношения, таксономический ранг, таксономический признак. Таксон — это основная единица таксономической системы; он отражает общность нек-рой совокупности живых организмов на основе их сходственных и (или) родственных отношений; таксон обозначают в соответствии с действующими правилами номенклатуры (см. Таксономические категории). Обе формы отношений (сходственные и родственные) составляют таксономические отношения. Таксономический ранг отражает положение таксона в соподчинении (иерархии) таксономической системы. Таксономический признак — характеристика живых организмов, позволяющая оценивать их таксономические отношения. Важнейший параметр таксономического признака — его «вес» — указывает вероятность адекватного отражения данным признаком всех таксономических отношений данного таксона.

Первая попытка систематизации основных групп животных принадлежит Аристотелю. Основоположником С. считают К. Линнея, разработавшего основные принципы таксономии, правила номенклатуры, лежащие в основе современной С. Ему же принадлежит первая упорядоченная иерархическая система классификации животных и растений. Основное достижение С. линнеевского периода — утверждение общего принципа, согласно к-рому разнообразие живых организмов упорядочено в естественные группы. Эволюционное учение Ч. Дарвина теоретически обосновало этот принцип (см. распознавания образов (см.) привело к созданию собственной теории С.

Современная С. по характеру решаемых задач делится на теоретическую, практическую и прикладную. Теоретическая С. (таксономия) рассматривает цели, общие принципы и конкретные методы С. Практическая С. представляет собой таксономический анализ конкретных групп живых организмов, выяснение таксономических отношений между ними. Важная сфера практической С.— определение правил, регламентирующих классификацию (так наз. кодексы номенклатуры). Прикладная С. выражается в составлении определительных таблиц, в работе по таксономической идентификации биол. объектов и т. д.

Теоретическая С. по общим принципам выделения таксонов и интерпретации таксономических отношений делится на фенетическую, филогенетическую и эволюционную. Фе-нетическая С. исторически первична и в отличие от филогенетического и эволюционного направлений сводит таксономические отношения исключительно (или преимущественно) к сходственным, не рассматривая родственные отношения. Проблема «веса» таксономических признаков либо исключается из анализа (всем признакам приписывается одинаковый «вес»), либо решается формально, исходя из характера распределения значений признаков на совокупности организмов (таксонов). В любом случае постулируется необходимость анализа как можно большего числа таксономических признаков. Сходство организмов (таксонов) по всей совокупности признаков служит непосредственной мерой их таксономической близости. Поэтому таксономические системы, конструируемые в рамках фе-нетической С., являются чисто сходственными.

В современной С. это направление представлено так наз. нумери-ческой таксономией, количественно выражающей все сходственные таксономические отношения, что должно устранять элемент субъективности в оценке статуса и ранга таксонов. Для этого в нумерической таксономии используются преимущественно две группы методов многомерной статистики — дендрографиче-ские (кластерный анализ) и ординат-ные (факторный анализ). Нумери-ческая таксономия основана на построении достаточно формальных таксономических систем и нередко заменяет традиционные таксономические понятия, используя новые: фенон вместо таксона, фенетические отношения вместо таксономических, цифровое кодирование вместо традиционной номенклатуры. Несмотря на многие недостатки, обусловленные формальным подходом, ну-мерическая таксономия способна обеспечивать доказательство реальности неиерархических таксономических систем, определение оптимального числа таксономических категорий, адекватно отражающих таксономические отношения конечного множества таксонов, и т. п. Нек-рые методы нумерической таксономии успешно используются в других направлениях С.

Два других направления современной С.— филогенетическое и эволюционное — в отличие от фене-тической С. в той или иной степени акцентируют внимание на родственных отношениях, рассматривая их в качестве ведущей компоненты таксономических отношений или хотя бы равноценной со сходственной; степень таксономической близости во многом (или исключительно) определяется степенью родства. Поэтому они вынуждены решать общую фундаментальную проблему перехода от наблюдаемых чисто сходственных отношений к ненаблюдаемым родственным. Это находит свое отражение в проблеме оценки филогенетического «веса» таксономических признаков: «вес» признака считается тем большим, чем большую информацию несет признак о родственных отношениях; при построении систем используются только те признаки, которые обладают наибольшим филогенетическим «весом».

Филогенетическая (кладистичес-кая) С. рассматривает родственные (генеалогические) отношения как исключительную основу для построения таксономических систем. Поэтому задачей филогенетической С. является определение степени родства, к-рая прямо пропорциональна времени разделения групп организмов в процессе эволюции. Наибольший «вес» имеют те признаки, к-рые позволяют наиболее точно определять указанное время. Среди них особое значение придается признакам, изменения к-рых минимально связаны с приспособлением организмов к конкретным условиям существования или хотя бы минимально подвержены модифицирующему влиянию среды. Поэтому в филогенетической С. наиболее широко применяются биохим. методы (хемо--систематика), из к-рых особенно жажны методы «молекулярных часов» и молекулярной гибридизации ДНК (так наз. геносистематика). Филогенетическая система представляет собой прямую интерпретацию генеалогического древа таксонов: количество таксономических категорий в системе определяется числом точек ветвления этого древа, а таксоны, расходящиеся из одной точки ветвления (т. е. сестринские группы), получают одинаковый ранг. Недостаток филогенетической С. заключается в недооценке значения степени и характера эволюционной дивергенции таксонов, их эволюционной специфики.

Эволюционная С. при анализе таксономических отношений в равной степени учитывает как сходственные, так и родственные отношения. Родственная компонента в данном случае идентична таковой в филогенетической С.; сходственная компонента рассматривается не формально, а как основа оценки эволюционной специфики таксонов. Последнее означает, что необходимым элементом построения таксономической системы является поиск так наз. решающих разрывов между таксонами, указывающих на то, что каждый таксон характеризуется определенной эволюционной тенденцией и что члены данного таксона в своих эволюционных изменениях целиком подчиняются этой тенденции. Поэтому в эволюционной С. анализ «веса» таксономических признаков всегда конкретен и учитывает особенности каждого отдельного таксона. В естественной системе, конструируемой в рамках эволюционной С., число таксономических категорий и ранг таксонов определяются в основном через число и масштаб решающих разрывов. Недостаток такого подхода — отсутствие четких формализованных критериев вычленения таксонов и оценки их ранга.

Практическая С. представляет собой применение принципов таксономии при изучении конкретных групп живых организмов, построение отдельных, частных, таксономических систем — сходственных, филогенетических или приближающихся к естественной. Классификация как процедура начинается с анализа признаков, выбранных для характеристики всей исследуемой совокупности организмов, выделения таксономически существенных, определения «веса» каждого из них. Построение таксономической системы проводится либо как последовательное объединение низших таксонов в таксоны более высокого ранга, либо как последовательное расчленение таксона более высокого ранга на соподчиненные таксоны. Последующий этап классификации предусматривает таксономическую характеристику системы, в к-рой для каждого таксона указываются основные диагностические признаки: выделение типа — таксона более низкого ранга или (в случае таксона низшего ранга) типового экземпляра; номенклатурное обозначение, или присвоение таксону пригодного латинского названия. Вся процедура таксономической характеристики регламентируется правилами, сведенными в кодексы зоологической номенклатуры (1964), ботанической номенклатуры (1975) и номенклатуры бактерий (1975).

Прикладная С. направлена на облегчение таксономической идентификации живых организмов, их остатков и следов жизнедеятельности для неспециалистов. Для этого составляются идентификационные таблицы в виде определительных ключей, дополненных рисунками и списками отличительных признаков. Построенная в результате классификации таксономическая система, снабженная идентификационными таблицами, является тем универсальным справочником, к-рым руководствуются практические и научные работники при указании таксономической принадлежности исследуемых биол. объектов.

В мед. практике, связанной с использованием достижений в области биологии, особенно велико значение прикладной С., разрабатывающей вопросы идентификации таксонов видового ранга. Как правило, планирование стратегии борьбы с опасными для человека возбудителями болезней или использования лекарственных растений (см.) во многом зависит от умения различать эти виды. Недостаточная разработка С. таких видов может повлечь за собой ошибки в проведении практических медико-биологических работ.

В мед. практике все шире принципы С. используются при разработке номенклатур болезней, вирусов, микробов, подготовке тезаурусов, в проектах информационнопоисковых систем и т. д.

См. также Тезаурус.

Библиография: Джеффри Ч. Биологическая номенклатура, пер. с англ., М., 1980; Заренков Н. А. Лекции по теории систематики, М., 1976; Майр Э. Принципы зоологической систематики, пер. с англ., М., 1971; H e n n i g W. Phylogenetic systematlcs, Urbana а. о., 1966; H e у w о о d V. Н. Plant taxonomy, L., 1976; Simpson G. G. Principles of animal taxonomy, N. Y., 1961; S n e- a t h P. H. A. a. S o k a 1 R. R. Numerical taxonomy, principles and practice of numerical classification, San Francisco, 1973.

И. Я. Павлинов.