СИСТЕМАТИКА

СИСТЕМАТИКА (от греч.
systematikos - упорядоченный, относящийся к системе), область знания, в
рамках к-рой решаются задачи упорядоченного определённым образом обозначения
и описания всей совокупности объектов, образующих нек-рую сферу реальности.
Необходимость С. возникает во всех науках, к-рые имеют дело со сложными,
внутренне разветвлёнными и дифференцированными системами объектов: в химии,
биологии, географии, геологии, языкознании, этнографии и т. д. Принципы
С. могут быть весьма разнообразными -начиная от упорядочения объектов по
чисто формальному, внешнему признаку (напр., путём приписывания элементам
системы порядковых номеров) и кончая созданием естеств. системы объектов,
т. е. такой С., к-рая основана на объективном законе (примером и эталоном
такой естеств. системы служит периодич. система элементов в химии). Решение
задач С. опирается на общие принципы типологии, в частности на выделение
в объектах, образующих систему, нек-рых устойчивых характеристик: признаков,
свойств, функций, связей. При этом единицы, с помощью к-рых строится С.,
должны удовлетворять определённым формальным требованиям; в частности,
каждая единица (таксой) должна занимать единственное место в системе,
её характеристики должны быть необходимы и достаточны для отграничения
от соседних единиц. Этим требованиям в наибольшей мере удовлетворяет С.,
построенная на основе развитых теоретич. соображений о строении и законах
развития системы. Поскольку, однако, создание теории системы в ряде случаев
оказывается исключительно трудным, на практике С. осуществляется обычно
путём привлечения соображений как теоретического, так и практического порядка.
Э. Г. Юдин.

Систематика биологическая.
Наибольшее развитие С. получила в биологии, где её задачей является описание
и обозначение всех существующих и вымерших организмов, установление родственных
отношений и связей между отдельными видами и группами видов. Стремясь к
созданию полной системы, или классификации, органич. мира, С. опирается
на данные и теоретич. положения всех биол. дисциплин; по своему духу и
характеру С. неразрывно связана с теорией эволюции (см. Эволюционное
учение). Особая функция С. состоит в создании практической возможности
ориентироваться во множестве существующих видов животных (ок. 1,5 млн.),
растений (ок. 350-500 тыс.) и микроорганизмов. Это относится и к вымершим
видам. Систематика животных и систематика растений имеют
одни задачи и много общего в методах исследования. Вместе с тем им свойственны
и нек-рые специфич. особенности, связанные с самим характером организмов.
Однако эти частные различия не касаются теоретич. основ и целей, к-рые
одинаковы как в С. растений, так и в С. животных.

С. в биологии часто разделяют
на таксономию, понимая под ней теорию классификации организмов,
и собственно С. в указанном выше широком смысле. Термин "таксономия" употребляют
иногда как синоним С.

Вид как конкретная форма
существования органического мира и основное понятие систематики. Все организмы
принадлежат к тем или иным видам (лат. species). Представление о
виде существенно менялось на протяжении истории биологии. Среди систематиков
и сейчас существуют нек-рые разногласия по вопросу о том, что такое вид,
однако в значит. степени в этом кардинальном вопросе достигнуто единодушие.
С позиции совр. С., вид - это генетически ограниченная группа популяций;
особи
одного вида характеризуются совокупностью определённых, только им присущих
признаков (особенностей и свойств), способны свободно скрещиваться, давая
плодовитое потомство, и занимают определённое географич. пространство -
ареал.
Каждый
вид по своим морфологич. и физиологич. признакам отделён от всех др. видов,
в т. ч. и от наиболее сходных с ним, своего рода "разрывом" (хиатусом),
т. е. постепенного перехода характерных признаков одного вида в характерные
признаки другого обычно нет. Наиболее важная форма такого разрыва состоит
в том, что в естественных условиях особи разных видов не скрещиваются между
собой. Редкие случаи межвидовых скрещиваний в природе не нарушают самостоятельности
и изолированности каждого из видов. Эта репродуктивная (генетическая) изоляция
гл. обр. и поддерживает самостоятельность вида и его целостность в
окружении близких, совместно с ним существующих видов.

Т. о., каждый вид реален
не только в том смысле, что состоит из какого-то числа конкретных особей,
но главное - он отграничен (изолирован) от всех др. видов. Лишь в двух
случаях границы между видами нерезки или трудно различимы: 1) вид, находящийся
в процессе становления и "отделения" от материнского вида, ещё не достиг
полной самостоятельности и совершенной репродуктивной автономности; географич.
границы таких форм соприкасаются или их ареалы частично перекрываются;
в этой зоне могут встречаться гибриды; организмы на этом этапе видообразования
обычно объединяют в "полувид", а вместе с "материнской" или "сестринской"
формой - в "надвид"; 2) в случае "видов-двойников" две формы обладают полной
репродуктивной изоляцией, но по морфологическим и обычно нек-рым др. признакам
практически неразличимы или едва различимы. Существенные видовые различия
при этом часто заключаются в особенностях кариотипа (наборе и строении
хромосом), исключающих или затрудняющих получение плодовитого потомства
при скрещивании (см. Кариосистематика). Иногда играют роль и др.
изолирующие механизмы - особенности поведения, прежде всего брачного, и
т. п. При всех условиях виды-двойники при совместном обитании и тесном
общении ведут себя в природе как генетически самостоятельные независимые
виды.

Каждый вид - результат длительной
эволюции и происходит от др. вида путём превращения его в новый (филетическая
эволюция) или от части вида (отдельной популяции) путём его дивергенции
(разделения
на два вида или более - кладогенез). Сложившийся вид относительно
стабилен во времени, причём эта стабильность далеко выходит за рамки масштабов
человеческой истории.

Вид, будучи качественным
этапом процесса эволюции и в этом смысле осн. единицей живой природы, вместе
с тем неоднороден. В его пределах различают внутривидовые систематич. категории,
среди к-рых основной и общепризнанной является подвид, или географич. раса.
Образование подвида связано с особенностями среды обитания, т. е. подвиды
представляют собой форму приспособления вида к условиям существования на
разных территориях или в разных условиях. Признаки одного подвида в большинстве
случаев постепенно переходят в признаки другого, т. е. разрыва между подвидами
нет. Их ареалы обычно не перекрываются, и два подвида одного вида совместно
не встречаются. Особи разных подвидов одного вида, как правило, способны
свободно скрещиваться: гибридизация между подвидами обычно происходит в
пограничных зонах, чем в значит. мере и объясняется "переход" между признаками
подвидов. Большинство видов, относительно широко распространённых, политипичны,
т. е. состоят из ряда подвидов - от двух до неск. десятков. Нек-рые виды,
не образующие подвидов.- монотипичны. Вместе с тем образование подвидов
- это начальные стадии дивергенции вида, т. е. подвиды, по крайней мере
в потенции, представляют собой "зарождающиеся" виды.

Изучение внутривидовой (прежде
всего географич.) изменчивости, внутривидовых форм, к-рые на ранних стадиях
развития С. привлекали мало внимания, в нач. 20 в. стало усиленно развиваться.

Это привело к полной перестройке
прежнего, в основном морфологического, представления о виде и к выработке
совр. концепции политипического, точнее, синтетического вида, т. к., кроме
морфологич. свойств вида, учитываются его физиологич., биохимич., генетич.,
цитогенетич., популяционные, географич. и нек-рые др. свойства. Вид рассматривается
уже не как монолитная единица, а как некая сложная система, отграниченная
от других аналогичных биол. систем. Совр. концепция вида - важное общебиологическое
обобщение, обогатившее представления о самом процессе образования и становления
видов и открывшее широкие возможности их изучения (см. Видообразование,
Микроэволюция).

Одна из важных особенностей
совр. С. заключается в преодолении неправильного, но для своего времени
естеств. представления Ч. Дарвина об условности границ вида (т. е. нереальности
вида), об отсутствии принципиальной разницы между видом и "разновидностью"
и определённых границ между видами. Разработка в 20 в. концепции политипического
вида, т. н. широкая трактовка вида, в зоологии имела, в частности, своим
следствием изменение представления о числе видов, составляющих разные группы.
Большое число видов, к-рые ранее считались вполне самостоятельными, оказались
лишь подвидами и вошли в состав политипических видов. Это привело к тому,
что в нек-рые, лучше изученные группы, несмотря на открытие новых видов,
стали включать меньшее число видов, чем признавали ранее. Так, вместо 18-20
тыс. видов птиц (1914) приняли всего ок. 8600 (1955), вместо 6000 видов
млекопитающих - ок. 3500 (1953). Среди ботаников существует тенденция понимать
вид очень узко (против чего выдвинуты существенные возражения), поэтому
в С. растений было описано очень много "мелких видов", в сущности представляющих
собой подвиды или др. внутривидовые формы. Подразделения вида более мелкие,
чем подвид, ботаники толкуют по-разному и относят их то к "формам", то
к "разновидностям". Таксономические категории и естественная система. Анализируя
все формы сходства и родства, прежде всего морфологические, С. выделяет
во всём многообразии видов наиболее близкие и тесно родственные их группы
- роды. Дальнейшее расширение круга видов и использование широких
обобщающих признаков приводят к выделению всё более обобщённых групп и
к классификации их в соподчинённые группы, т. е. к иерархической системе
органического мира. Простейшая схема таксономических категорий, используемых
в классификации, представляет собой следующий ряд (от низших к высшим):
роды объединяют в семейства, семейства - в отряды (у животных) или
порядки (у растений), отряды или порядки - в классы, классы - в типы (phylum)
в С. животных и отделы (divisio) в С. растений. По мере познания систематич.
(филогенетических) отношений вводились промежуточные звенья между названными
категориями. Так, в С. животных применяется св. 20 категорий, в т. ч. подрод,
триба, подсемейство, подотряд и др.

Все типы в конечном счёте
объединяют в царства, к-рых со времён Линнея принималось два - царство
животных и царство растений. С сер. 20 в. всё больше сторонников приобретает
представление о 4 царствах органич. мира (см. Система органического
мира).

Вошедшим в 40-х гг. 20 в.
в употребление термином таксой обозначают реальную таксономич. группу
любого систематич. ранга и объёма. Так, семейство кошачьих, род соловьев,
вид домовый воробей - реальные таксоны. Встречающееся иногда иное употребление
термина (в смысле ранг или категория) неправильно.

Устанавливая "сходство" видов
и групп видов и объединяя их по этому признаку, С. имеет в виду сходство
не общего облика или отдельных частностей, а самого плана строения организмов.
Сходство с точки зрения С. отражает, т. о., кровное родство и степень этого
родства, большую или меньшую общность происхождения. Напр., при всём сходстве
летучей мыши с птицей по плану строения летучая мышь остаётся млекопитающим,
т. е. относится к др. классу; вместе с тем если сравнивать птиц и млекопитающих
с другими, более отдалёнными организмами, относящимися, напр., к др. типу,
выступает уже не различие, а общность плана их строения как позвоночных
животных. Нек-рые кактусы и кактусовидные молочаи, несмотря на сходство,
относятся к разным семействам; однако все они объединяются в класс двудольных
растений.

Попытки дать систему органич.
мира (или систему только животных или растений) предпринимались в античное
время, в средневековье и в более поздний период, но эти попытки были малонаучны.
Основы совр. С. как науки заложены в работах англ. учёного Дж. Рея и
знаменитого швед. натуралиста К. Линнея. Через сто лет после Линнея
учение Ч. Дарвина придало уже сложившейся С. эволюционное содержание. В
последующие десятилетия главным направлением в развитии С. стало стремление
возможно полнее и точнее установить н отразить в эволюционной (филогенетической)
системе генеалогические отношения, существующие в природе. Вместе с тем
по разным причинам, гл. обр. по недостатку знаний, в системах нередко имели
место неправильная оценка родственных отношений разных групп, неправильное
объединение нек-рых групп в одну и т. п. Такие случаи придают системе или
её части характер искусственности. По мере накопления знаний такие ошибки
постепенно обнаруживаются и исправляются, и система приближается к филогенетической,
т. е. адекватно отражающей родственные отношения организмов, объективно
существующие в природе. Усложнение системы, к-рое происходит постоянно,
и различия в системах, б. или м. общепринятых в разные периоды развития
науки, не случайны,-это закономерное следствие общего прогресса биол. знаний.
Т. о., поскольку С. при построении системы основывается на сумме сведений
из всех отраслей биологии, она по существу есть их синтез. Система надвидовых
групп обычно именуется "макросистемой"; соответств. направление в С. наз.
"макросистематикой". При построении макросистем используются данные гл.
обр. морфологии совр. и вымерших групп и эмбриологии.



Методы и значение биологической
систематики. Осн. методом С., наиболее распространённым при исследовании
всякой группы, остаётся самый старый -сравнительно-морфологический, при
помощи к-рого были выработаны общебиологические выводы С. Для ископаемых
животных он, вероятно, навсегда останется основным. Вместе с тем в морфологич.
С. широко проникают совр. научные методы. Использование электронного и
сканирующего микроскопов открыло новые возможности изучения клеточных структур.
Введение в С. изучения кариотипов и в ряде случаев тонкого строения хромосом
привело к развитию кариосистематики; в результате было показано существование
видов-двойников, а нек-рые формы, к-рые по уровню их фенетических отличий
считали подвидами, были признаны самостоятельными видами (напр., вместо
одного вида серой полёвки, Microtus arvalis, обитающей в СССР, признано
по крайней мере 3 вида). В С. стали применять и нек-рые экспериментальные
приёмы - естеств. и искусств. гибридизацию и разведение. Их используют
гл. обр. при изучении видовых таксонов млекопитающих, а также и др. групп.

С сер. 20 в. в С. стали использовать
данные биохимии (хемосистематика, или хемотаксономи я). Сравнительное изучение
у разных групп организмов важнейших белков (напр., гемоглобинов, цитохромов
и др.), нуклеотидного состава дезоксириоонуклеиновых кислот (ДНК), т. н.
молекулярная гибридизация (геносистематика) и др. позволяют дополнять систематич.
характеристику и выяснять взаимоотношения групп. Большее значение для С.
приобретают этологические показатели, т. е. особенности видового стереотипа
поведения, в частности брачного (звуковая сигнализация птиц, земноводных,
прямокрылых и др.), к-рые иногда оказываются более характерными признаками
видов, чем морфологические. Началось широкое изучение популяционной структуры
вида, связанное с развитием биосистематики. Быстрое накопление информации
в С. и смежных науках ведёт к необходимости использования ЭВМ для сбора,
хранения и обработки этой информации.

Неоднократно, особенно в
40-60-е гг., с целью получения возможно более объективных показателей предпринимались
попытки ввести в таксономию нек-рые математич. приёмы (т.н. численная,
или нумерическая, С.). Однако, будучи часто необходимым инструментом при
изучении видовых и межвидовых отношений, математич. методы в применении
к надвидовым группировкам у мн. систематиков вызывают скептическое отношение:
показывая сходство, они не вскрывают родства. Суждение о соотносительных
рангах надвидовых таксонов, т. е. создание макросистемы, требует обширных
знаний в разных областях, обострённого чувства меры и соотносительности
- всего того, что искони называется "духом систематика" и даётся большим
опытом и школой. Имея возможность объективно оценивать виды, авторы почти
неизбежно вносят в создание макросистемы какую-то долю субъективности,
связанную с различием взглядов на роль и смысл системы. Тем не менее постепенно
достигается большее единство взглядов и, следовательно, имеется реальная
возможность построения действительно естественной общепринятой системы
органического мира.

До начала 20 в. даже среди
биологов было распространено представление о С. как о науке, изучающей
внешние, подчас случайные и незначительные признаки животных и растений,
задача к-рой лишь описывать, давать названия и классифицировать с тем,
чтобы ориентироваться в многообразии и обилии органических форм. Это представление
давно оставлено. Признана роль С. как общебиологической науки.

Помимо самостоятельного значения,
С. служит базой для многих биол. наук. Изучение какого бы то ни было объекта
со стороны его строения и развития (анатомия, гистология, цитология, эмбриология
и т. д.) требует прежде всего знания положения этого объекта в кругу других,
а также его филогенетических отношений с ними. На учёте этих связей основана
генетика; представление о систематических отношениях видов и групп обязательно
и для биохимии. Особенно важна С. в биогеографии и в экологии,
где
в поле зрения исследователя должна находиться масса видов. Реальное представление
о биоценозе (экосистеме) невозможно без точного знания всех составляющих
его видов; стратиграфия и геологическая хронология основаны прежде всего
на С. ископаемых животных и растений (см. Палеонтология).

Велика и чисто утилитарная
роль С. Никакая практич. работа с животным и растительным миром невозможна
без точного знания и различения видов. Это касается, напр., вредителей
сельского и лесного хозяйства и животноводства; паразитов домашних и диких
животных, растений и человека, рыбного хозяйства, морских и охотничьих
промыслов; возбудителей, переносчиков и хранителей болезней человека, домашних
и диких животных; охраны природы и т. п. То же относится и к растениям
(лесные, с.-х., сорные, лекарственные растения и т. п.). Всё это объясняет
растущий интерес к С., к-рый наблюдается с сер. 20 в., а также расцвет
практич. и теоретич. С. в 60-70-х гг.



Научные центры, общества,
издания. Прогресс С. связан с развитием полевых исследований и сбором
коллекций. Начиная с 18 в. органический мир исследуют экспедиции систематиков,
в разных частях света работают стационарные биол. и краеведч. организации
и ведут сборы многочисленные любители. Работа систематика невозможна без
зоологических музеев и гербариев, хранящих десятки, иногда сотни тысяч
(отдельные даже миллионы) коллекционных экземпляров, по к-рым изучается
животный и растительный мир. Особенно богаты амер. музеи - Вашингтонский,
Нью-Йоркский, Чикагский, крупнейшие музеи Европы - Британский музей (Лондон)
и Нац. музей естественной истории (Париж). В СССР гл. научные хранилища
-Зоологич. ин-т АН СССР, Зоол. музей МГУ и гербарии Ботанич. ин-та АН СССР
(Ленинград) и МГУ. С 50-х гг. 20 в. в разработке общих вопросов С. (прежде
всего макросистематики) принимают участие и биохимич. центры и лаборатории
АН (в СССР, напр., работы по хемосистематике, начатые А. Н. Белозерским,
ведутся
на биол. ф-те МГУ).

В 1951 в США было основано
первое Общество систематической зоологии, издающее спец. теоретический
журнал "Systematic Zoology" (Wash., с 1952); существует аналогичный ботанич.
журнал "Taxon" (Utrecht, с 1951). Большое количество статей по общим и
частным вопросам С. печатают зоологич. и ботанич. журналы всего мира, а
в СССР - "Зоологический журнал", "Ботанический журнал" и общебиологические
издания (напр., "Журнал общей биологии" АН СССР). В 1973 в США (г. Боулдер,
шт, Колорадо) состоялся 1-й Международный конгресс по систематической и
эволюционной биологии. См. также статьи Система органического мира,
Систематика животных, Систематика растений, Филогенез, Эволюционное учение
и
лит. при этих статьях.

Лит.: М а й р Э.,
Систематика и происхождение видов с точки зрения зоолога, пер. с англ.,
М., 1947; его же, Зоологический вид и эволюция, пер. с англ., М., 1968;
Т а х т а д ж я н А. Л., Биосистематика: прошлое, настоящее, будущее, "Ботанический
журнал", 1970, № 3; е г о же, Наука о многообразии живой природы, "Природа",
1973, № 6; его же. Развитие систематики в СССР, "Вестник
АН СССР", 1972, № 6; Строение ДНК и положение организмов в системе. [Сб.
ст.], М., 1972; М а у г Е., The role of systematics in biology, "Science",
1968, v. 159, № 3815; его же, The challenge of diversity, "Taxon", 1974,
v. 23, № 1; Chemotaxonomy and serotaxonomy, Proceedings of a symposium
held at the Botany Departement, N. Y.-L., 1968; H e n n i В W., Phylogenetic
systematics, Chi., 1966; Turner B. L., Chemosystematics; recent developments,
"Taxon", 1969, v. IS, № 2; Systematic biology, IWash.], 1969; С г о w s
о n R. A., Classification and biology, L., 1970; Computers in biological
systematics, a new university course, "Taxon", 1971, v. 20. В.Г.Гептнер.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я