TAXONOMIE Suport de Curs 2012_Lector Finica Ivanov
-
Upload
ayten-nurten -
Category
Documents
-
view
124 -
download
9
description
Transcript of TAXONOMIE Suport de Curs 2012_Lector Finica Ivanov
-
UNIVERSITATEA ECOLOGIC DIN BUCURETI FACULTATEA DE ECOLOGIE I PROTECIA MEDIULUI
Lector FINICA IVANOV
TAXONOMIE
SUPORT DE CURS
2012
-
CUPRINS
1. NOIUNI INTRODUCTIVE ....................................................................................... 5
1.1. Ce este taxonomia?.................................................................................................. 5
1.2. Diversitatea organismelor i necesitatea clasificrii lor ...................................... 5
1.3. Istoria taxonomiei.................................................................................................... 6
1.4. Taxonomie, sistematic, clasificare ..................................................................... 10
1.5. Scopul taxonomiei ................................................................................................. 11
2. IMPORTANA TAXONOMIEI. LOCUL TAXONOMIEI N CADRUL
TIINELOR BIOLOGICE .......................................................................................... 12
2.1. Contribuiile taxonomiei n biologia teoretic.................................................... 12
2.2. Contribuiile taxonomiei n biologia aplicat ..................................................... 13
2.2.1. Agricultur i silvicultur .............................................................................. 13
2.2.2. Controlul biologic ........................................................................................... 15
2.2.3. Carantina......................................................................................................... 16
2.2.4. Studierea i managementul biodiversitii................................................... 16
2.2.5. Prospeciuni minerale .................................................................................... 17
2.2.6. Probleme de mediu ......................................................................................... 17
2.2.7. Fertilitatea solului........................................................................................... 18
2.2.8. Comerul.......................................................................................................... 18
2.2.9. Industria farmaceutic, cercetarea medical i sntatea public............ 19
3. ORGANIZAREA IERARHIC A SISTEMELOR BIOLOGICE. CATEGORII
DE IERARHII N LUMEA VIE .................................................................................... 21
3.1. Noiunea de sistem................................................................................................. 21
3.2. Organizarea ierarhic a sistemelor dinamice..................................................... 22
3.3. Categorii de ierarhii n lumea vie ........................................................................ 23
2
-
3.3.1. Ierarhia sau ordinea taxonomic .................................................................. 23
3.3.2. Ierarhia organizatoric sau sistemic........................................................... 25
3.3.3. Interaciunea dintre ierarhia sistemic i cea taxonomic ......................... 26
4. CARACTERIZAREA REGNURILOR..................................................................... 28
4.1. Supraregnul Procariota ........................................................................................ 28
4.1.1. Regnul Monera ............................................................................................... 28
4.2. Supraregnul Eucariota ......................................................................................... 30
4.2.1. Regnul Protista ............................................................................................... 30
4.2.2. Regnul Fungi................................................................................................... 31
4.2.3. Regnul Plantae ................................................................................................ 32
4.2.4. Regnul Animalia ............................................................................................. 32
5. NOMENCLATURA TAXONOMIC....................................................................... 33
5.1. Nomenclatura binomial ...................................................................................... 33
5.2. Codurile de nomenclatur .................................................................................... 35
5.3. Numele taxonilor supragenerici........................................................................... 36
5.4. Citarea autorilor.................................................................................................... 37
6. CARACTERELE TAXONOMICE I ANALIZA LOR ......................................... 39
6.1. Ce sunt caracterele taxonomice? Caracter trstur de caracter................. 39
6.2. Analiza caracterelor.............................................................................................. 40
7. CARACTERE MORFOLOGICE, BIOCHIMICE I GENETICE....................... 44
7.1. Caractere morfologice .......................................................................................... 44
7.2. Caractere biochimice ............................................................................................ 47
7.4. Caractere genetice ................................................................................................. 48
8. CARACTERE BIOLOGICE, ECOLOGICE, FIZIOLOGICE I ETOLOGICE 50
8.1. Caractere biologice................................................................................................ 50
8.2. Caractere ecologice ............................................................................................... 54
8.3. Caractere fiziologice.............................................................................................. 56
8.4. Caractere etologice................................................................................................ 59
9. CILE DE DETERMINARE..................................................................................... 60
3
-
9.1. Determinarea sau identificarea organismelor. Scopul determinrii................ 60
9.2. Determinarea din literatur ................................................................................. 62
9.3. Determinarea din cheile de determinare ............................................................ 63
9.4. Determinarea din imagini sau desene ................................................................. 66
9.5. Determinarea prin comparaia direct ............................................................... 66
9.6. Determinarea din descrieri verbale ale speciei................................................... 67
9.7. Determinarea prin combinarea diferitelor metode............................................ 68
10. TIPURI DE CHEI DICHOTOMICE ...................................................................... 69
10.1. Cheie paralel ...................................................................................................... 70
10.2. Cheie indentat.................................................................................................... 71
10.3. Cheie tabular ..................................................................................................... 73
10.4. Cheie grupat ...................................................................................................... 74
10.5. Cheie combinat .................................................................................................. 75
10.6. Cheie pictorial.................................................................................................... 76
10.7. Cheie arborescent.............................................................................................. 76
10.8. Cheie tip caset .................................................................................................... 77
BIBLIOGRAFIE.............................................................................................................. 78
4
-
1. NOIUNI INTRODUCTIVE (dup Manoleli, 2006)
Scopul cursului: nelegerea i deprinderea utilizrii cilor i mijloacelor de identificare a
organismelor vegetale i animale pn la categoria de specie, att pe teren ct i n
laborator; nsuirea practicilor de lucru cu informaia de sistematic.
Obiectivele cursului:
Dezvoltarea capacitii de a utiliza n contextul proteciei mediului termeni i noiuni specifice taxonomiei.
Cunoaterea ierarhiei taxonomice i a grupurilor taxonomice cheie pentru interpretrile ecologice.
nsuirea principiilor taxonomiei i deprinderea utilizrii cheilor de determinare.
1.1. Ce este taxonomia? Taxonomia este partea sistematicii (o ramur a biologiei), care se ocup cu regulile
numirii, clasificrii i ordonrii vieuitoarelor ntr-un sistem organizat de stocare a
informaiei despre acestea i cu regsirea speciilor de microorganisme, plante i animale
n acest sistem.
1.2. Diversitatea organismelor i necesitatea clasificrii lor Numrul speciilor descrise depete un milion i jumtate, dar se estimeaz c numrul
speciilor de organisme care triesc pe pmnt este mult mai mare, de 3 pn la 10
milioane. n fiecare an sunt descrise mii de specii noi.
5
-
Aspectul cel mai izbitor al lumii vii este diversitatea sa. n populaiile care se reproduc pe
cale sexual, nici un individ nu seamn cu altul, nici o populaie sau o specie cu alta, nici
un taxon superior cu un altul. Oriunde ai privi gseti singularitate.
Cum s ne descurcm cu asemenea diversitate de fiine? ntrebarea nu este mai puin
valabil i dac ne referim la lumea lucrurilor nensufleite sau la cea a fenomenelor.
Fiecare ar trebui s aib un nume, s fie denumit. Aadar, este extrem de necesar s
nelegem rostul denumirii lucrurilor i fenomenelor.
Un suedez, Carolus Linnaeus, a realizat, la mijlocul secolului 18, un pas vremelnic,
extrem de important, de ordonare a descrierilor tiinifice ale organismelor realizate pn
la el. El este cel care a inovat clasificarea biologic i a stabilit sistemul cel mai logic de
atribuire a numelor organismelor vii.
1.3. Istoria taxonomiei nceputurile taxonomiei sunt legate de excelentele studii de anatomie comparat,
embriologie, comportament i ecologie ale lui Aristotel (384 322 .Ch.). El a fost cel
care a subliniat c animalele pot fi clasificate n funcie de modul lor de via, de
activiti, comportament i prile corpului. Tot el este cel care a difereniat formele de
insecte aripate de cele fr aripi, odat cu observarea altor animale ca psrile, petii i
balenele. Aristotel a creat ordinele Coleoptera, Diptera i Psychae (astzi Lepidoptera).
Astfel, taxonomia aristotelian s-a bazat pe subdiviziuni logice prin care membrii unei
perechi de grupe de organisme (taxoni) sunt caracterizai prin prezena sau absena unor
caracteristici alese. Ca urmare a marii sale contribuii n biologie, Aristotel i-a ctigat
numele de printe al clasificrii biologice.
Prima lucrare important privind att plantele ct i animalele a fost realizat de John
Ray (1627 1705), nativ din Notly, Essex, absolvent al Trinity College, Cambridge. Cea
mai interesant lucrare a sa de sistematic a fost Synopsis Methodica Animalium
6
-
Quadrupedum et Serpentini Generis publicat n 1693. El a urmat logica lui Aristotel i a
mprit animalele n animale cu snge i animale aparent fr snge. Acestea au fost
divizate, mai apoi, n animale cu branhii i animale cu plmni. Pentru caracterizarea
diverselor organisme el a utilizat drept caractere producerea de ou sau naterea de pui
vii, deinerea de crlige sau de gheare, existena a doi sau mai muli incisivi i aa mai
departe, acoperind astfel ntregul regn animal. Astfel, John Ray a realizat primul sistem
ierarhic de clasificare i a dat prima oar definiia speciei ca unitate reproductiv.
Carl Linnaeus, mai trziu Carolus von Linne (1707 1778), fiu al unui cleric i apoi
profesor de botanic la Uppsala, s-a nscut dup moartea lui John Ray la Raschult n
Suedia. El a publicat prima carte de 11 pagini n 1735 la Leydon i a fost primul care a
introdus sistemul ierarhic n clasificarea biologic, att la animale ct i la plante. Pentru
regnul animal a stabilit patru categorii: clas, ordin, gen i specie. Cartea sa a avut 12
ediii, dar cea mai mare contribuie a lui Linne n sistematic a fost utilizarea
nomenclaturii binominale (un sistem tiinific pentru denumirea speciilor) pentru toate
speciile de plante i animale n ce-a de-a 10-a ediie a lucrrii Systema Naturae n 1758.
Linne este primul care a elaborat un sistem de clasificare bazat pe caractere care s
serveasc pentru aranjarea speciilor n colecii i sistemul binominal de nomenclatur
pentru stocarea i accesarea informaiei din multitudinea de datele biologice. Pentru
contribuia sa a fost numit printele taxonomiei. Datorit, lui data de 1 ianuarie 1758
este extrem de important pentru taxonomia zoologic deoarece, conform Art. 3 al
Codului Internaional de Nomenclatur Zoologic, ea a fost adoptat drept punctul de
plecare pentru nomenclatura zoologic.
Michel Adanson (1727-1806), botanist francez i rival mai tnr al lui Linne, considera
c nu este posibil clasificarea bazat pe unul sau cteva caractere. El era de prere c
cele mai credibile metode trebuie s includ observarea i compararea a ct mai multe
caractere posibile. Ideile sale au fost preluate astzi de taxonomia numeric.
7
-
Cea mai serioas critic i mbuntire a sistemului linean a fost fcut de Lamarck
(1744-1829), care are cteva contribuii remarcabile n domeniul sistematicii. Lamarck a
publicat 7 volume din Histoire Naturelle des Animaux sans Vertebres ntre anii 1815-
1822. Lund n considerare regulile evoluiei, el a aranjat animalele de la simple la
complexe artnd c acestea din urm au evoluat din celelalte i a mprit regnul animal
n 3 seciuni pe baza capacitilor lor mentale. Acestea au fost apoi mprite pe clase,
animalele aparinnd la 4 tipuri majori: vertebrate, molute, artropode i radiate,
considerate ca fiind captul scrii naturii a lui Aristotel. Astfel, i animalele fr snge
au fost divizate, ceea ce a condus n final la o grupare nenatural. Cel mai important
suport oferit de Lamarck sistematicii a fost acurateea n diagnoza (caracterizarea
general) anumitor grupe de organisme (taxoni). Multe din numele de genuri i alte tipuri
de nume folosite de el sunt nc n uz. El a aranjat grupele de animale sub form de
ramuri de arbori, ceea ce a nsemnat nceputul utilizrii filogeniei n sistematic.
Cuvier (1769-1832) a criticat conceptul evoluionist al lui Lamarck. El este privit ca
fondatorul anatomiei comparate, component important a sistematicii. El a mprit
animalele n 4 seciuni animale vertebrate, molute, articulate i radiate. Dar nu a avut
nici o contribuie n ceea ce privete filogenia pe care a recomandat-o de altfel foarte
puin. Cea mai important contribuie a sa const n faptul c a insistat n introducerea
formelor fosile n clasificare.
Criticarea lui Lamarck a afectat serios progresul taxonomiei animale din acea perioad.
Urmtoarele decade sunt cunoscute pentru emergena a trei mari idei care au dus la
progrese importante n taxonomia animal. Prima este cunoscut drept Legea lui Baer,
fiind contribuia lui von Baer, profesor la Konigsberg. Conform acesteia cu ct un
embrion este mai tnr cu att acesta seamn cu ali embrioni aflai n acelai stadiu.
Ce-a de-a doua este explicarea acestei reguli de ctre Ernst Haeckel din Jena care a
afirmat c n timpul dezvoltrii sale un animal recapituleaz stadiile evoluiei sale
ancestrale, sau mai pe scurt, ontogenia repet filogenia. Aceast teorie este mai bine
8
-
cunoscut sub numele de Teoria recapitulrii. Ce-a de-a treia teorie a fost cea a
evoluiei prin selecie natural a lui Darwin i Wallace n 1859 cnd Darwin a publicat
cartea Originea speciilor prin selecie natural. Aceast teorie a susinut ideile lui
Lamarck i Cuvier i a fost cea care a furnizat cel mai mare sprijin sistematicii zoologice.
Dezvoltarea sistematicii a fost afectat negativ de opoziia puternic cu care s-a confruntat
Darwin. Mai trziu, susintorii acestuia au adunat tot mai multe dovezi n sprijinul teoriei
evoluioniste astfel nct, n secolul al XIX-lea ea a fost larg acceptat.
Cea mai spectaculoas dezvoltare a taxonomiei moderne a nceput n jurul anului 1930,
cnd specialitii au realizat c sistemul linean bazat pe unu sau dou specimene nu este la
fel de bun ca cel bazat pe studiul populaiilor. Din aceast cauz Mayr (1942) consider
speciile ca grupuri de populaii interfertile. Ideea taxonomiei populaiei a fost util
stabilind conceptul politipic care a dus la simplificarea clasificrii multor grupe de
animale, mai ales n cazul psrilor. n vocabularul teoriei taxonomice din era modern au
intrat termeni noi ca noua sistematic (Huxley, 1940) i biosistematic (Camp i
Gilly, 1943). Noua sistematic a dus la reevaluarea conceptului de specie din punct de
vedere biologic. Taxonomitii au fost forai s cread c toate organismele din natur
aparin unor populaii i c acestea nu pot fi studiate i clasificate cum se cuvine dect
dac sunt tratate ca probe din populaiile naturale. Ca urmare, taxonomitii au realizat c
n clasificare sunt importante i alte caractere dect cele luate de ei n considerare pn
atunci. Acetia au nceput s ias n teren pentru a suplimenta caracterele morfologice cu
alte caracteristici ale animalelor vii: comportament, sunete, ecologie, genetic,
zoogeografie, fiziologie i biochimie. Astfel, taxonomia a primit o nou etichet, aceea de
taxonomie biologic n sensul ei adevrat.
Lucrrile taxonomice actuale ncearc s cuprind toate diferenele i similaritile
disponibile i nu doar divergenele abia reflectate de morfologie. Adaptrile filogenetice,
modelele embriologice, variaiile biochimice, similaritile genetice, caracteristicile
9
-
comportamentale etc. sunt toate aplicabile studiilor taxonomice. Concordana ntre aceste
date provenind din surse diferite sprijin validitatea schemelor de clasificare.
1.4. Taxonomie, sistematic, clasificare Cuvntul taxonomie provine din dou cuvinte greceti taxis (= aranjare) i nomos (=
lege, regul). Termenul de sistematic, a crui origine este cuvntul grecesc latinizat
systema (= sistem) se aplic sistemului de clasificare dezvoltat de Linnaeus n cea de-a
4 ediie a crii sale Systema Naturae din 1735. Uneori acest termen este incorect utilizat
n locul celui de taxonomie. Taxonomia este studiul principiilor i practicilor de
clasificare i, ca urmare, este doar o parte a sistematicii.
Relaia dintre taxonomie i sistematic este oarecum asemntoare cu cea dintre fizica
teoretic i ntregul domeniu al fizicii. Taxonomia include clasificarea i nomenclatura
dar, se sprijin puternic pe sistematic pentru conceptele sale. Sistematica include i
taxonomia i evoluia.
Sistematica reprezint, dup Mayr (1969), studiul tiinific al felurilor i diversitii
organismelor i al tuturor relaiilor dintre ele. Sistematica include clasificaia, care este
aranjarea plantelor i a animalelor n grupe pe baza relaiilor i a asemnrilor dintre
ele (Simpson, 1961). Taxonomia este dup Mayr (1969), studiul teoretic al clasificaiei
incluznd bazele, principiile procedurile i regulile sale. Relund aceste preri,
Bnrescu (1973) arat c taxonomia este tiina principiilor clasificaiei, iar
sistematica este clasificaia tiinific a animalelor pe baza principiilor enunate de
taxonomie, numai astfel trebuind s fie nelei cei doi termeni, i nu ca echivaleni.
Aadar, sistematica se ocup cu organizarea cunotinelor biologice; taxonomia cu
construirea cadrului pentru organizare, iar clasificarea este o ierarhie a numelor taxonilor
reprezentnd componente ale unui grup de animale, cu caractere suficiente pentru a
10
-
realiza o diagnoz i o difereniere ntre taxoni; sau, este doar o list cu nume de taxoni
care are menirea s indice nivelurile categoriale.
1.5. Scopul taxonomiei Principalul scop al sistematicii/ taxonomiei trebuie s fie construirea de clase de
similaritate pentru organismele vii, care s permit generalizri inductive utile.
Scopurile i sarcinile taxonomiei pot fi redate sintetic astfel:
S catalogheze diversitatea vieii pe pmnt i s pstreze eantioane nsemnate, att din organismele existente ct i din cele extincte, n diverse tipuri de colecii;
S diferenieze diversele tipuri de organisme i s evidenieze caracteristicile acestora (att cele calitative, ct i cele cantitative) prin descrieri, chei de
determinare, ilustraii etc.;
S numeasc fiecare tip de organism, astfel nct toi cei interesai s tie la ce se refer, iar informaia s fie nregistrat, stocat i accesat atunci cnd este nevoie;
S dezvolte seturi de principii privind alegerea i importana relativ a caracterelor cu scopul final de a aranja speciile n categorii superioare;
S estimeze relaiile genetice i filogenetice dintre organisme; S contribuie la nelegerea proceselor evoluiei; S integreze datele din toate domeniile biologiei, precum etologia, genetica,
fiziologia etc. i s observe i s extrag modelele posibile cele mai semnificative
cu ajutorul computerului;
S documenteze i s conserve exemplarele n scopul pstrrii unui rezervor util de date;
S ajute la clarificarea locului sistematicii i taxonomiei n biologia general prin revizuirea scopurilor lor i a prioritilor, restructurnd, pe baze realiste, eforturile
taxonomiei aplicate i reafirmnd ncrederea n taxonomie.
11
-
2. IMPORTANA TAXONOMIEI. LOCUL TAXONOMIEI N CADRUL TIINELOR BIOLOGICE
(dup Manoleli, 2006) Este important s cunoatem organismele vii din jurul nostru. Fiecare specie apare n
natur sub diferite forme cum sunt sexele, larvele, pupele, formele sezoniere, morfele i
alte fene. Pn n prezent, au fost descrise mai mult de un milion i jumtate de specii de
animale i se estimeaz c nc 3 pn la 10 milioane ateapt s fie descoperite. Este,
aadar, necesar aranjarea unui ct mai mare numr de specii n grupuri definite, astfel
nct proprietile lor s fie cunoscute, inclusiv cele care se refer la utilitatea sau la
periculozitatea acestora n raport cu activitile economice sau cu sntatea uman.
Atribuirea unui nume pentru un organism ofer descuietoarea spre toate informaiile
disponibile despre acea specie i rudele ei. Determinrile atente i corecte i clasificarea
sunt, aadar, de o importan crucial.
Contribuiile sistematicii n biologie sunt att directe ct i indirecte. n unele cazuri,
dependena total de sistematic este evident.
2.1. Contribuiile taxonomiei n biologia teoretic Muli dintre noi nu suntem contieni de rolul taxonomiei n biologia teoretic.
Sistematica a jucat un rol deosebit n fundamentarea unor domenii importante ale
biologiei. De exemplu n studiile de ecologie se tie c este imposibil s faci aprecieri
corecte ale strii ecosistemelor sau s prognozezi tendine fr identificarea, dac nu a
tuturor speciilor colectate din probe, cel puin a speciilor cheie, definitorii ca importan
ecologic pentru ecosistem.
12
-
2.2. Contribuiile taxonomiei n biologia aplicat Taxonomia a jucat un rol mare n domenii importante ale biologiei aplicate. Biologii din
acest domeniu se bazeaz pe taxonomie pentru a desfura experimente exacte i
complete i pentru a obine rapid rezultatele de care au nevoie. Pentru a cunoate n
detaliu rolul sistematicii n domeniile biologiei aplicate, le prezentm pe acestea separat.
2.2.1. Agricultur i silvicultur
Este bine cunoscut faptul, c un control chimic al duntorilor poate satisface doar
nevoile pe termen scurt. Apariia de duntori rezisteni la insecticide, problema
reziduurilor toxice n alimente, ap, aer etc., au condus la concluzia c cel mai bun mod,
dac nu cumva singurul, de a salva culturile agricole de insecte sau alte probleme, este
acela de a organiza un program de management integrat al duntorilor. Un asemenea
program integreaz utilizarea metodelor chimice cu utilizarea varietilor de plante
rezistente, a prdtorilor i paraziilor, a feromonilor, hormonilor i genelor letale. Toate
aceste metode (cu excepia utilizrii insecticidelor) sunt puternic specifice i nu pot avea
succes dect dac identitatea duntorului sau duntorilor a fost corect stabilit. O
identificare greit poate denatura ntreaga strategie de control.
Numeroase exemple justific necesitatea determinrii corecte n materie de prognoz.
Homopterul duntor Ceresa bubalus (cicada gheboas a pomilor) a fost identificat
pentru prima oar n ara noastr acum 50 de ani i numai pe exemplare cu totul izolate;
or, astzi homopterul importat accidental n Ungaria din Statele Unite ale Americii este
bine reprezentat n Romnia. A fost ns timp suficient s se pregteasc tiinific
combaterea lui. La solicitarea horticultorilor s-a reuit s se identifice, prin metoda
creterii n laborator, duntorul periculos al culturilor de piersici din Dobrogea, fluturele
Gastropacha quercifolia, care nu era cunoscut dect ca duntor al stejarului. Un exemplu
la fel de concludent este furnizat de sistematica genului Sitona (curculionide gndaci cu
cioc), ale crui specii, duntoare pe diferite plante, sunt uor confundate de ctre un
nespecialist, pentru c se deosebesc mai ales prin ciclul evolutiv i mai puin morfologic.
13
-
Or, nu este indiferent dac avem de-a face cu una sau alta din speciile de Sitona, atunci
cnd se preconizeaz aplicarea unei metode de combatere.
Combaterea duntorilor nu se face la voia ntmplrii, deoarece pesticidele, distrugnd
entomofagii duntorilor (dumanii naturali ai duntorilor), au schimbat complet i
aproape ireversibil faa unui ecosistem. n acest scop este necesar s se cunoasc
elementele ecosistemului i relaiile energetice dintre ele, cea mai mare cantitate de
informaii despre un anumit tip de ecosistem fiind dat numai de speciile care-l compun i
nicidecum de taxonii supraspecifici.
S amintim acum un fenomen pe care l trim i astzi. n perioada 1960-1962, cnd s-au
adus n ara noastr alevinii a trei specii de peti de mare valoare economic
(Ctenopharingdon idella - cosaul, Hypophthalmichthys molitrix crapul argintiu i H.
nobilis - novacul), nimeni nu i imagina c, odat cu ele, ar putea intra n apele Romniei
i specii nerentabile. Dintre acestea, Pseudorasbora parva a fost singura care s-a
aclimatizat rapid, cucerind aproape toate apele rii, de la munte pn la delt, n mai
puin de 12 ani. Mai mult, P. parva, nrudit ndeaproape cu Gobio, porcuorul de la noi,
a reuit n unele ruri s elimine prin concuren alte specii, iar n ferme piscicole a
devenit o plag. Condiiile ecologice de care a beneficiat P. parva sunt n curs de
elucidare, apelndu-se i la modelare. S-a constatat, de pild, c numai ntr-un singur ru
din Romnia relaiile trofice, topice etc. cuprind cel puin 50 de specii vegetale i animale.
n prezent ne confruntm cu problema acut a salvrii culturilor agricole i a arborilor de
la atacul diferitelor tipuri de duntori. Este esenial s cunoatem numele corect al
duntorilor nainte de a demara un control adecvat sau eradicarea lor. Fiecare specie are
propria ni n natur i difer de speciile cu care stabilete relaii reciproce, prin
preferina fa de un anumit tip de hran, prin sezonul de reproducere, tolerana la diferii
stimuli, rezistena la prdtori, competitori, ageni patogeni etc., toate acestea fiind
informaii eseniale pentru cel care va lua msurile de control i pe care trebuie s le
14
-
cunoasc nainte de a aplica planul de management. Informaiile sunt uor de obinut dac
identitatea duntorului este bine cunoscut.
Uneori, este foarte important s deinem observaii locale privind distrugerea unei culturi.
Cnd leziunile sunt evidente i sunt consumate frunzele, este foarte uor s-i dai seama
dac este vorba de omizi sau coleoptere consumatoare de frunze; unii pot chiar defolia n
ntregime plantele. Pe de alt parte, exist multe insecte consumatoare de frunze care se
hrnesc n timpul nopii i care se ascund n timpul zilei. Alte insecte se hrnesc cu nectar,
ca de exemplu cicadele i afidele. In plus, exist multe insecte care foreaz n plante sau
n scoara arborilor, ca: scolitidele (ipidele) i larvele lor, unele omizi de molii etc.
Este important s existe aceste informaii nainte de a realiza controlul duntorilor prin
utilizarea de substane chimice. Avnd o identificare corect a speciei duntoare,
colectarea de informaii despre biologia acesteia, care este vital pentru un control efectiv,
devine mult mai uoar. De pild, chiar i pentru insectele consumatoare de frunze trebuie
aplicate msuri de control diferite, innd cont dac acestea se hrnesc pe faa superioar a
frunzei sau pe faa ei inferioar. Acest lucru este valabil pentru multe boli ale plantelor
provocate de ageni patogeni, prin intermediul diverilor vectori. Identificarea corect a
vectorului este vital pentru controlul bolii, prin omorrea vectorului.
2.2.2. Controlul biologic
Cum n ultima perioad utilizarea insecticidelor este n declin, fiind nlocuit de metode
biologice specifice de control, utilitatea unei identificri corecte a duntorului ca i a
dumanilor lui naturali, devine din ce n ce mai important. Dumanii naturali ai unui
duntor pot fi adesea introdui pentru realizarea controlului biologic cu extrem de multe
avantaje pentru agricultur, silvicultur etc. Atunci cnd are succes, controlul biologic
este mult mai economic dect controlul chimic, deoarece nu trebuie repetat i nu are
efecte vtmtoare. Agenii de control (parazii, prdtori, organisme patogene) sunt
15
-
totdeauna prezeni n mediu i se pot multiplica att ct este nevoie pentru reducerea
efectivelor duntorului.
Agenii de control specifici sunt adesea greu de deosebit de rudele lor sau de formele
aproape identice care se hrnesc cu gazde diferite. Euarea n discriminarea diferitelor
populaii gazd i, uneori, i a unor caracteristici ale acestora, poate duce la confuzii
costisitoare i chiar la introducerea greit a agenilor de control.
Pentru controlul biologic pot fi date multe exemple ncununate de succes n multe pri
ale lumii. n toate aceste cazuri identificarea corect a paraziilor (inclusiv a
distrugtorilor de buruieni) i a gazdelor lor a constituit factorul cheie.
2.2.3. Carantina
Multe boli i muli duntori ai plantelor, animalelor i oamenilor au fost deja eradicate n
multe ri i altele vor avea aceeai soart. Rspndirea lor de la o ar la alta se face prin
transportul diverselor recolte, plante ornamentale i mai ales prin intermediul oamenilor.
Din aceast cauz, guvernele au stabilit laboratoare de carantin pe aeroporturi, n porturi
etc., pentru a verifica rspndirea noilor duntori i boli.
2.2.4. Studierea i managementul biodiversitii
Informaia taxonomic este esenial pentru foarte multe probleme critice de conservare,
mai ales n context transfrontalier. Aceste probleme sunt diverse i ele merg de la speciile
strine invazive, conservarea psrilor migratoare, apariia noilor boli, declinul
amfibienilor i pn la impactul generat de comerul cu animale.
Multe studii ecologice i de biodiversitate ale organismelor actuale ignor unele dificulti
legate de conceptul de specie i presupun c speciile sunt uniti de baz reale i
obiective. Astfel, n ecologie avem teoriile diversitii globale a speciilor. n conservare,
legislaia din mai toate rile se refer numai la specii atunci cnd fac vorbire de
16
-
conservarea taxonilor ameninai. Populaiile care nu sunt vzute ca specii, mai ales
taxonii presupui hibrizi ca lupul rou (Canis rufus) din sud-estul SUA, sunt considerate
ca fiind mai puin valoroase chiar dac sunt rare. Legea privind speciile periclitate ia n
consideraie doar speciile ca uniti importante reale de conservare, iar hibrizii ca
neimportani n perspectiva conservrii. Legea face aceast distincie, deoarece, aproape
peste tot n lume, ea a ncorporat conceptul de specie la vog n momentul legiferrii,
adic conceptul biologic al speciei, n care hibridarea este vzut ca o ntrerupere a
mecanismelor de izolare.
2.2.5. Prospeciuni minerale
Analiza rocilor i a evenimentelor geologice dintr-o zon stau la baza oricrei
prospeciuni pentru combustibilii fosili i depozitele minerale. Unele roci pot fi datate cu
carbon radioactiv, dar rocile sedimentare nu pot fi datate dect pe baza faunei i florei
cuprins n ele. Paleontologii joac un rol major n identificarea acestei flore i faune, care
genereaz astfel o imagine clar a succesiunii corecte a evenimentelor geologice. Astfel
de investigaii au fost de mare valoare pentru industria petrolier din toat lumea.
Deoarece absena sau prezena unor roci ridic numeroase probleme n identificarea
secvenei corecte de roci, acest lucru poate fi realizat doar pe baza fosilelor.
2.2.6. Probleme de mediu
Sistematica a fost ntotdeauna util n rezolvarea diverselor probleme de mediu. Poluanii,
ca anumite reziduuri de pesticide, pot persista n mediu sau se pot concentra n anumite
plante i animale. Urmrirea mobilitii acestor poluani n scopul determinrii efectelor
lor cere identificarea speciilor din cadrul unui lan trofic. Se tie, de asemenea, c
abordarea biologic n controlul duntorilor, pentru a fi ncununat de succes, cere o
bun nelegere a relaiilor taxonomice dintre speciile de duntori i celelalte specii ale
ecosistemului.
17
-
Poluarea apelor este, de asemenea, considerat n prezent o problem naional prioritar.
Cum fiecare specie are cerinele ei privind prezena oxigenului, azotului i a altor
compui organici i anorganici n ap, anumite specii de alge, de insecte acvatice i de
viermi parazii ai petilor devin buni indicatori ai gradului i naturii polurii.
Identificarea speciilor prezente ntr-o anumit locaie asigur un sistem de monitoring
rapid i ieftin pentru detectarea polurii.
2.2.7. Fertilitatea solului
Multe animale joac un rol important n creterea fertilitii solului. Prin prezena lor i a
activitii lor, solul capt o structur brzdat de mici galerii i canalicule, prin care
aerarea se face mai uor; secreiile acestor organisme i cadavrele lor contribuie la o
ncrcare organic a solului i, implicit, la creterea fertilitii. Este, aadar, necesar s
cunoatem aceste specii animale, biologia lor i reactivitatea la impact pentru un
management ct mai adecvat n agricultur.
2.2.8. Comerul
Mierea, mtasea, lacurile i coloranii sunt produse pe care le ofer diverse insecte. n
plus, exist i alte animale (inclusiv insecte) care pot fi consumate direct ca hran sau care
pot furniza alte produse comercializabile utile. Taxonomitii pot juca un rol important n
creterea i mbuntirea calitii acestor produse prin manipularea speciilor folositoare.
Introducerea oricrei specii de acest tip este posibil doar pe baza unei identificri
corecte. Multe astfel de specii au fost aclimatizate n India sau n alte pri ale lumii, doar
printr-o introducere inteligent bazat pe o sistematic solid. Doar identificarea corect
permite colectarea informaiilor pertinente din literatur despre speciile ce urmeaz a fi
introduse. Albina productoare de miere din Italia, Apis mellifera i crapul european,
Cyprinus carpio sunt dou exemple de introducere cu succes a unor specii folositoare n
India i care au fost posibile pe baza unei identificri corecte a speciilor.
18
-
2.2.9. Industria farmaceutic, cercetarea medical i sntatea public
Unele specii de animale sunt folosite ca animalele de experien - broate, iepuri, oareci,
cobai, cini, cai, maimue n lupta pentru dobndirea cunotinelor, seruri, vaccinuri,
teste formacologice etc.
n cazul speciilor parazite, cile lor de intrare n organism trec uneori prin mlatini, bli
i grdini folosindu-se sau nu de gazde intermediare de felul melcilor sau a diverselor
crustacee mrunte. Parazitologii sunt chemai s distrug intruii pe care ajungem s-i
purtm n caviti, n esuturi i n snge.
Alte animale intr ntr-alt fel n atenia medicilor, nu att prin faptul c sunt vectori de
ageni parazii ca narii1, mutele, flebotomii, pduchii, purecii sau gndacii de
buctrie, care transmit malaria, febra recurent, febra papataci, tifosul exantematic, dar i
prin aceea c unele produc multe alergii, uneori greu de identificat (de la penele psrilor,
perii cinilor, a pisicilor, mai ales acum cnd cinii vagabonzi au invadat cartierele
periferice ale oraelor) i chiar dermatoze neplcute, dac nu grave. Alergii apar i n
cazurile unor nepturi cu introducere de veninuri ale himenopterelor aculeate (albine,
viespi), ale unor mucturi de furnici sau de pianjeni i chiar ale nepturilor de nari
sau tuni.
De cnd, la nceputul secolului XX Paul Erlich a pus bazele pe medicaie cu substane
chimice, dezvoltarea acestei discipline, azi denumit chimioterapie, a cptat proporii
extraordinare. Ea a devenit una din tehnicile cele mai utilizate de ctre medicina modern 1 Taxonomia joac un rol important i n programele de sntate uman. Exist cteva boli rspndite numai de anumite artropode. Aadar, strategia noastr de control trebuie ndreptat doar spre speciile int. Acest lucru este posibil numai dac deinem identitatea corect a acelei specii. De exemplu, anumite specii de tnari din genul Anopheles sunt rspunztoare de transmiterea malariei, iar altele nu. O dovad n acest sens este apariia malariei sub form epidemic n Europa. Tnarul A. maculipennis Meigen, presupus vector al malariei a fost gsit peste tot n Europa. S-au cheltuit o mulime de bani pentru controlul acestui tnar, dei malaria nu s-a rspndit n toat Europa aa cum ar fi trebuit s se ntmple, dat fiind frecvena narului. Mai trziu, s-a descoperit c, de fapt, A. maculipennis este un complex de specii gemene din care doar una era responsabil de transmiterea malariei. De atunci, msurile de control au fost aplicate numai pentru speciile respective iar malaria a fost controlat. n acest fel, s-au economisit muli bani i for uman. Aadar, o identificare corect asigur un efect maxim al controlului cu costuri minime.
19
-
pentru a lupta mpotriva bolilor. n timpul ultimilor 50 de ani a fost descoperit un mare
numr de medicamente noi. n ciuda succeselor incontestabile ale chimioterapiei, se
estimeaz c cel puin dou treimi dintre boli ateapt nc s fie rezolvate printr-un
tratament adecvat. Mai mult, dac odat cu descoperirea antibioticelor moderne s-a putut
crede c pericolul infeciilor bacteriene a fost definitiv ndeprtat, dezvoltarea suelor
rezistente, ca urmare a unei utilizri abuzive a temperat mult entuziasmul iniial. De altfel,
unele medicamente, dei eficiente, au o toxicitate care fac utilizarea lor delicat. n fine,
unele pot genera boli, numite iatrogene, adic provocate de medicamentul nsui i care
survin, uneori, la mult timp dup tratament. De aceea, nevoia de medicamente noi, mai
specifice i mai bune adaptate, se resimte serios.
Cele dou surse de molecule noi i deci de substane medicamentoase noi sunt chimia
organic de sintez i organismele vii. Se estimeaz c 40-45% din totalul
medicamentelor moderne sunt de origine natural sau direct derivate din moleculele
plantelor i animalelor.
20
-
3. ORGANIZAREA IERARHIC A SISTEMELOR BIOLOGICE.
CATEGORII DE IERARHII N LUMEA VIE (dup Botnariuc, 1999)
3.1. Noiunea de sistem Ecologia este o tiin sistemic: are ca baz conceptual teoria sistemic conform creia
ntreaga natur este reprezentat prin sisteme ierarhizate.
Sistemul reprezint un ansamblu de elemente legate ntre ele prin conexiuni ntr-un ntreg.
Un sistem se comport ca un ntreg fa de mediul nconjurtor (sistemele nconjurtoare)
ca urmare a faptului c legturile i interaciunile dintre elementele sale componente sunt
mai puternice i mai durabile dect cele cu sistemele nconjurtoare.
Categorii de sisteme. Dup modul n care se realizeaz schimburile de substan sau/ i
energie cu mediul, se pot deosebi trei categorii de sisteme:
sisteme izolate, fr schimb de materie i energie cu mediul; astfel de sisteme nu exist n realitate, ci sunt doar postulate teoretic;
sisteme nchise, la care are loc doar schimb de energie cu mediul nconjurtor; asemenea sisteme nu exist n natur, dar pot fi create experimental;
sisteme deschise, la care are loc att schimb de substan ct i schimb de energie cu mediul nconjurtor.
Toate sistemele reale existente n natur sunt sisteme deschise.
21
-
3.2. Organizarea ierarhic a sistemelor dinamice n principiu, un sistem dat este alctuit din subsisteme i la rndul su este un subsistem al
unui sistem mai vast (suprasistem). Se formeaz astfel sisteme de niveluri diferite care
mpreun constituie o structur ierarhizat.
De exemplu un organism cuprinde o vast ierarhie de subsisteme, ncepnd de la atomi,
molecule simple, macromolecule, celule, esuturi, organe, sisteme de organe. La rndul
su, organismul este un subsistem al sistemului populaiei, care este un subsistem al
sistemului biocenotic, iar acesta este un subsistem al biosferei.
Geneza ierarhiei
Un sistem de un nivel apare ca urmare a modului de organizare a elementelor
(subsistemelor) care l compun, adic a interaciunilor autoreglate, materiale, energetice i
informaionale dintre acestea.
n cadrul unui nivel dat evoluia sistemelor (evoluia pe orizontal) se produce prin
creterea numrului elementelor componente i a conexiunilor dintre ele, ceea ce conduce
la cretera complexitii sistemului i chiar la diferenieri structural-funcionale ale
elementelor componente, dar fr schimbarea nivelului. Exemple:
la nivelul organismelor (nivel individual) seria evolutiv de la procariote (bacterii) la eucariotele unicelulare (de ex. protozoare), apoi la eucariotele
pluricelulare (fungi, plante, animale);
la nivel populaional evoluia de la populaiile relativ simple i omogene ale bacteriilor, la populaiile cu structuri difereniate tot mai complexe.
Trecerea de la un nivel la altul superior (evoluia pe vertical) se produce prin
interaciunea dintre sistemele nivelului precedent. Apariia organismelor monocelulare
(procariote) se consider c a fost rezultatul interaciunilor dintre macromolecule (nivel
molecular). Interaciunea dintre organisme individuale a dus la formarea populaiilor.
22
-
3.3. Categorii de ierarhii n lumea vie 3.3.1. Ierarhia sau ordinea taxonomic
Ierarhia taxonomic este ierarhia (ordinea) categoriilor taxonomice de ranguri diferite:
subspecie, specie, gen, familie, ordin, clas, filum, regn. Ea opereaz cu dou noiuni
eseniale: taxon i categorie.
Taxonul este o unitate sistematic anumit, concret, de un rang oarecare. De ex.:
Amphibia este un taxon de rangul clasei, Rana este taxon dr rangul genului, iar Rana
ridibunda este un taxon de rangul speciei.
Categoria este o noiune abstract ce cuprinde toi taxonii de un anumit rang. Specia este
categoria care cuprinde toate speciile, este specia n general, la fel cum de pild noiunea
de scaun cuprinde toate felurile de scaune.
Indiferent de teoria taxonomic care st la baza unei clasificri, principiul de alctuire al
ierarhiei taxonomice este gradul de nrudire ntre taxoni, grad apreciat pe baza criteriului
similaritii. Speciile unui gen, de pild Drosophila (dipter) sau Larus (pescru), sunt
mai asemntoare (deci mai ndeaproape nrudite ntre ele) dect speciile altor genuri. De
aici decurg dou consecine: n primul rnd rezult c taxonii superiori speciei (gen,
familie etc.) sunt entiti aditive, ele nsumeaz speciile din care sunt alctuite. n al
doilea rnd realitatea obiectiv a taxonilor superiori speciei const n realitatea gradului
de nrudire a entitilor ce le compun. Gradul de nrudire const, n mod concret n
cantitatea de gene comune a entitilor respective. Gradul de nrudire (distana genetic)
este o realitate obiectiv. Fraii ntre ei sunt mai aproape nrudii dect cu veri buni sau
cu veri mai ndeprtai.
Comparnd, de cele mai multe ori pe baz de similaritate fenotipic i mai rar pe baza
cunoaterii structurii genetice, distanele genetice ntre genurile unei familii cu cele dintre
genurile altor familii (deci taxoni de acelai rang) se constat c ele nici pe departe nu
23
-
sunt egale, de aici concluzia c genurile din diferite linii filetice (evolutive), ca de altfel i
ali taxoni superiori nu sunt echivalente ntre ele. Mai mult dac se compar distana
dintre genuri, stabilit pe caractere fenotipice, cu cea stabilit pe baza structurii genetice
se constat c nici aceste distane nu sunt echivalente. ntre genul Homo (omul) i genul
Pan (cimpanzeul) distana genetic este foarte mic, reprezentat doar prin 2% din
numrul genelor, n timp ce distana fenotipic este foarte mare. Dar are loc i fenomenul
invers. La specii aa numite gemene, distana fenotipic este foarte mic, practic ele nu se
deosebesc fenotipic, iar cea genetic este semnificativ. S-a stabilit c la un numr mare
de insecte (13 ordine i peste 30 de familii) speciile gemene nu se pot deosebi morfologic.
Ele sunt izolate reproductiv, iar recunoaterea reciproc a sexelor i deci reproducerea sa
face pe baza doar a sunetelor (a cntecului sexual) caracteristice fiecrei specii i
inaudibile pentru altele.
Se desprinde concluzia c gradul de nrudire i deci existena unui rang anumit, este o
realitate obiectiv, aprecierea lui de ctre cercettori este n bun msur subiectiv din
lipsa unor criterii obiective i din cunoaterea insuficient a realitii.
Din analiza fcut ierarhiei taxonomice se desprind cteva concluzii. n primul rnd
ierarhia taxonomic nu este o ierarhie a sistemelor, pentru c taxonii superiori speciei
(de la gen pn la filum i regn) nu sunt sisteme organizate. n al doilea rnd ierarhia
taxonomic este ierarhia categoriilor taxonomice, a gradelor de nrudire (distan
genetic) dintre ranguri.
n al treilea rnd distana genetic dintre categoriile superioare speciei nefiind echivalent,
acestor categorii (gen, familie etc.) nu li se poate da o definiie proprie, specific.
Taxonul superior [speciei] este totalitatea speciilor nrudite, separate de alte totaliti
printr-un hiatus (Mayr, 1969). Aceti taxoni, superiori speciei, deci nu sunt echivaleni
ntre ei.
24
-
n al patrulea rnd singura categorie echivalent la toate grupele este specia. Explicaia
acestui fapt st n aceea c n ntreaga ierarhie taxonomic specia (populaia) este singura
entitate care este concomitent taxon i sistem.
De subliniat i faptul c evoluia este i ea o nsuire de sistem, dar mecanismele i
formele de desfurare ale ei difer la sisteme de niveluri diferite.
3.3.2. Ierarhia organizatoric sau sistemic
Aceasta este ierarhia nivelurilor de organizare ale materiei vii, a sistemelor biologice.
Pentru a defini noiunea de nivel de organizare a sistemelor biologice am adoptat cteva
criterii. Sistemele biologice dintr-un nivel dat trebuie: s fie echivalente din punct de
vedere organizatoric; s aib caracter universal, n sensul c materia vie fiind organizat
n sisteme, un nivel de organizare trebuie s cuprind ntreaga materie vie, fr excepie;
sistemele fiecrui nivel trebuie s fie capabile de existen de sine stttoare. Pe baza
acestor criterii un nivel de organizare al materiei vii este un ansamblu de sisteme
biologice echivalente, cu caracter de universalitate i capabile de existen de sine
stttoare.
Pornind de la definiia dat distingem urmtoarele niveluri de organizare a materiei vii:
nivelul individual (al organismelor individuale), nivelul populaional (sau al speciei), nivelul biocenozei integrat n ecosistem, nivelul biomului, nivelul biosferei integrat n ecosfer.
25
-
3.3.3. Interaciunea dintre ierarhia sistemic i cea taxonomic
Numai specia (populaia) este singura component comun celor dou ierarhii, pentru c
numai ea este concomitent taxon i sistem. Ca atare, specia (populaia) este cea care face
legtura ntre cele dou ierarhii.
Cum funcioneaz aceast legtur? Interaciunile intraspecifice din cadrul unui ecosistem
sunt extrem de variate. Din punct de vedere al semnificaiei lor pentru relaiile dintre cele
dou ierarhii, ele pot fi mprite n dou categorii: legturi genealogice, constnd n
esen din transmiterea informaiei genetice de la ascendeni la descendeni (deci
ntrapopulaionale sau intraspecifice) i legturi ecologice. Conexiunile din ambele
categorii implic trei procese: transferul de substan, de energie i de informaie,
deosebindu-se ns prin ponderea relativ a proceselor: n legturile genealogice rolul
esenial l are fluxul informaional genetic, unidirecional de la strmoi la descendeni,
dei i el are un substrat material (acizii nucleici) i energetic, care ns nu are un rol
subordonat transferului informaional. De menionat c transferul informaional poate
avea loc nu numai n interiorul unei populaii de la ascendeni la descendeni, ci i ntre
populaii diferite ale aceleiai specii trind n ecosisteme diferite (aa numita
metapopulaie) i ntre care, pe o cale sau alta, se produc schimburi de informaie
genetic.
Conexiunile ecologice (n esen este vorba de conexiunile interspecifice) cuprind
aceleai trei procese ca i conexiunile genealogice, dar n ele rolul de prim ordin revine
transferului material i energetic desfurat n cadrul structurii trofice (ciclurile i reelele
trofice) ale ecosistemului dat. Acest transfer este i el unidirecional: reciclarea
substanelor se produce ntotdeauna de la hrana consumat la consumator i nu invers.
Din contra, transferul de informaie interspecific se produce n ambele sensuri, att de la
hrana consumat la consumator ct i invers. Informaia ecologic este transmis pe ci
foarte variate: prin substanele consumate ca hran, purttoare de energie i de informaie,
26
-
prin substane chimice eliminate n mediu de ctre diferite organisme, prin sunete, culori,
comportamente etc.
Transferul bidirecional al informaiei ecologice interspecifice are un rol esenial n
eficiena transferului material i energetic (depistarea hranei, aprare etc.) influennd pe
aceast cale procesul seleciei, care duce la creterea biodiversitii. Cu alte cuvinte se
poate spune c ierarhia taxonomic este generat n interiorul ierarhiei organizatorice n
cadrul ecosistemului.
27
-
4. CARACTERIZAREA REGNURILOR (dup Botnariuc, 1999)
4.1. Supraregnul Procariota 4.1.1. Regnul Monera
Regnul Monera cuprinde bacteriile, cianobacteriile (alge albastre-verzi), care au o serie de
trsturi de nivel individual (morfo-fiziologice) i populaional caracteristice.
Procariotele, sub form de bacterii anaerobe au aprut acum aproximativ 3,8 miliarde de
ani. Bacteriile sunt cele mai mici fiine. Dimensiunile lor, n diferite grupuri variaz de la
dimensiuni minime ale bacteriilor din genul Mycoplasma al cror diametru este de 0,125
0,250 m (1 m = 1 = 0,001 mm) pn la cele mai mari, ce pot ajunge la 10-20 m
sau chiar la 500 m la unele forme filamentoase.
Bacteriile au un perete celular alctuit n esen din peptidoglicani care i confer
rigiditate i sub care se afl membrana plasmatic cu o permeabilitate foarte selectiv.
Rigiditatea peretelui celular nu permite schimbri ale formei celulei bacteriene i totodat
face posibil nghiire de particule solide. Din aceast cauz nutriia bacteriilor se face
prin consumarea unor compui organici sau anorganici, coninnd elemente biogene
necesare (C, N, P, S etc.), compui aflai n mediul nconjurtor. Unele grupe de bacterii
pot folosi i energia luminoas (fototrofe).
Citoplasma bacteriilor este lipsit de membrane interne ca i de organite delimitate prin
membrane, cum sunt nucleul, mitocondriile, cloroplastele. n absena mitocondriilor ce au
rol esenial n procesele energetice, ca i al plastidelor implicate n fotosintez, enzimele
28
-
i pigmenii necesari n aceste procese intr n structura membranei plasmatice sau pot fi
dispersai n citoplasm.
Cianobacteriile, care au aprut acum peste 3 miliarde de ani, reprezint o excepie n
sensul c au membrane interne, precum i tilacoizi structuri membranoase implicate n
fotosintez, odat cu care ncepe acumularea de oxigen. Procariotele au ribosomi.
n cadrul procariotelor, grupul Archaebacteria ocup o poziie aparte: prin trsturile lor
biochimice i fiziologice prezint asemnri i tottodat deosebiri att cu eubacteriile ct
i cu eucariotele. Arhebacteriile cuprind peste 40 de specii cunoscute, din 25 de genuri.
Unele dintre aceste specii triesc n medii extreme i condiii variate. ntre aceste bacterii
sunt bacteriile metanogene, halofile, termoacidofile. Cele halofile efectueaz fotosinteza
n care energia luminoas nu este captat de clorofil ci de bacteriorodopsin.
Termoacidofilele triesc n condiii extreme de pH i temperatur (Sulfobacter suport
peste 90C i un pH de la 1,0 la 4).
Mobilitatea bacteriilor este asigurat prin prezena flagelilor, al cror numr difer la
diferite grupe de bacterii. Celulele bacteriene, ca de altfel i celulele eucariotelor conin
plastide entiti genetice extracromosomiale, ce se pot replica independent de
cromosom. Ele pot fi pierdute sau dobndite de celula bacterian fr a-i afecta existena,
dat fiind c informaia lor genetic nu este esenial pentru bacterie. Prin plasmide se
poate produce transfer de informaie genetic ntre organisme conspecifice sau
heterospecifice. Plasmidele bacteriene pot conferi celulei respective unele nsuiri
importante ca de pild rezistena la antibiotice.
nmulirea de cele mai multe ori se produce prin diviziune simpl. Apare i o form
primitiv a procesului sexual parasexualitatea sau protosexualitatea constnd n
transfer de material genetic, proces n care donatorul este considerat mascul, recipientul
femel. Recipientul la rndul su poate deveni donor de material genetic.
29
-
n diferite grupuri de bacterii se constat apariia de forme coloniale, structurate n
filamente, n care celulele sunt meninute n contact, fiind adesea cuprinse ntr-un nveli
gelatinos comun secretat de ele, sunt aa numitele trichoame. Ele se formeaz ca rezultat
al diviziunii celulelor neurmat de separarea lor. Aceast form de via o ntlnim la
specii ale unor genuri ca Beggiatoa, Sphaerotilus i multe altele. De subliniat c ntre
celulele adiacente din structura filamentelor nu exist o comunicare direct.
4.2. Supraregnul Eucariota Eucariotele monocelulare au aprut acum aproximativ 1 miliard de ani. Conform
clasificrii propuse de Margulis (1985) supraregnul Eucariota cuprinde patru regnuri:
Protista, Fungi, Plantae i Animalia. Gruparea acestor regnuri ntr-un supraregn este
justificat printr-o serie de trsturi structurale ale celulei eucariote, trsturi care
difereniaz acest supraregn de cel al procariotelor.
Celula eucariot conine un adevrat nucleu delimitat prin membrana nuclear i n care
este inclus ADN-ul. n nucleu exist unul sau mai muli nucleoli. Alte structuri
caracteristice mitocondrii, plastide (la plante), reticul endoplasmatic, aparat Golgi,
lisosomi, flageli, cili.
4.2.1. Regnul Protista
Regnul Protista (= Protoctista) este alctuit din circa 30 filumuri, care sunt att de diverse
nct definiia regnului este dat prin eliminare: protistele nu sunt plante pentru c nu se
dezvolt dintr-un embrion ca acestea din urm, nu sunt animale pentru c nu se dezvolt
dintr-o blastul i nu sunt nici fungi pentru c nu se dezvolt din spori.
n esen filumurile acestui regn cuprind alge (Chrysophyta, Clorophyta, Rhodophyta),
diferite grupuri de mucegaiuri i protozoare. Multe din aceste forme sunt coloniale, n
diferite faze de realizare a multicelularitii.
30
-
Cunoaterea diversitii, a numrului speciilor acestui regn este extrem de incomplet,
unele zone ntinse, mai ales tropicale sunt foarte puin cercetate. Multe specii de protiste
triesc n asociaii (simbioz) cu specii de plante, animale sau fungi.
Diversitatea organizrii celulare intrafilumuri, a modelelor diviziunii celulare, a ciclurilor
vitale, este att de mare nct exist sugestii de a ridica o serie de filumuri de protiste la
rang de regnuri.
4.2.2. Regnul Fungi
Caracteristica principal a fungilor const n faptul c produc spori, care prin germinare,
fr dezvoltare embrionar, produc hife. Numrul estimativ al speciilor de fungi este de
circa 100 de mii, majoritatea fiind terestre. Sunt grupate n 8 filumuri. Masa de hife
formeaz miceliul, care reprezint forma vegetativ a majoritii fungilor. Din hife iau
natere i structuri reproductive ciupercile propriu-zise. Nucleii aflai n hife sunt
haploizi. La multe specii sporii se formeaz n structuri speciale sporangi, asce
saubazidii. Sporii pot fi produi vegetativ, fr proces sexual conidii ce se formeaz la
vrful hifelor. Nutriia fungilor este heterotrof, cu digestie extern: excret enzime ce
degradeaz hrana n afara organismului i apoi absorb (nu ingereaz) substanele, prin
membran.
Datorit pereilor celulari alctuii din chitin, sunt deosebit de rezisteni la desecare i la
alte vicisitudini. Multe specii sunt patogene (mai ales pentru plante), dar multe formeaz
cu plantele asociaii mutualiste de mare importan, de exemplu micorizele, sau fungii
indispensabili pentru germinarea majoritii orhideelor.
Fungi fosili se cunosc din Devonian cnd erau deja asociai cu esuturile plantelor.
31
-
4.2.3. Regnul Plantae
Plantele sunt eucariote multicelulare cu reproducere sexuat, cu celule avnd plastide
cloroplaste ce conin pigmeni cum sunt clorofilele a i b, xantofile, carotenoizi capabili
de a utiliza energia solar pentru sinteza substanelor organice. Producerea de substane
organice i eliberarea de oxigen n atmosfer reprezint baza existenei ntregii biosfere.
Se cunosc aproximativ 500.000 specii de plante.
Plantele se dezvolt din embrioni cu celule diploide. Ciclul lor vital const din alternana
de generaii gametofit haploid, sporofit diploid.
Plantele terestre au aprut n Devonian, iar Angiospermele doar acum circa 100 milioane
de ani. Fructele i seminele produse de acestea din urm au avut i au o importan
covritoare pentru existena animalelor, inclusiv a omului.
4.2.4. Regnul Animalia
Animalele sunt eucariote multicelulare, diploide, heterotrofe, care se dezvolt dintr-un
zigot provenit din doi gamei haploizi diferii (anizogamie). n cursul dezvoltrii
embrionare, parcurg stadii de blastul i gastrul. Stadiile ulterioare variaz de la un filum
la altul. Modul dominant de nutriie este ingerarea hranei.
Formele i dimensiunile animalelor depesc prin diversitatea lor toate regnurile. Gsim
animale mai mici dect multe protiste, ca i uriai precum balenele sau elefanii.
Reprezentanii majoritii filumurilor sunt animale acvatice sau de medii umede.
Adevrate forme terestre sunt numai n dou filumuri: Arthropoda i Chordata.
Numai animalele au populat i atmosfera, pentru c numai la ele s-a dezvoltat capacitatea
de zbor (insecte, reptile n trecutul geologic, psri i mamifere).
32
-
5. NOMENCLATURA TAXONOMIC (dup Manoleli, 2006)
5.1. Nomenclatura binomial Numele tiinific al speciei - binomen, este o sintagm binomial, constituit din dou
pri: termenul de gen i termenul de specie. Termenul de gen este substantivul sintagmei;
el identific tipul general de plant sau animal. Termenul de specie este calificativul.
Dac genul este tipul, specia nseamn "ce fel de tip" (de ex. tipul alungit, tipul cenuiu,
tipul balcanic etc.).
Numele de gen este primul i se scrie cu majuscul, urmeaz apoi denumirea de specie
care se scrie cu liter mic. De exemplu: Felis catus, pisica domestic, Homo sapiens,
specia uman sau Lumbricus terrestris, rma. Tehnic vorbind, exist i o a treia parte a
numelui unei specii dar, n practic, ea nu se folosete dect n cazurile n care trebuie s
se fac distincia ntre subspeciile sau rasele aceleiai specii.
Numele tiinifice se scriu cu italice. Regula de a scrie cu italice numele tiinifice (genul
i specia) pare s provin din obinuina tipografilor de a scoate n eviden termenii
tiinifici n cadrul general al textului.
Prin urmare, orice fiin vie aparine unui gen iar, acel gen poart un nume unic n regnul
su, fie el animal, vegetal, al fungilor. n cadrul fiecrui gen, fiecare specie are propriul
nume.
O specie este specificat de combinaia att a numelor specific i generic i din cauza
acestei cerine sistemului i se spune binominal. n pofida altor propuneri ulterioare,
33
-
sistemul binomial a trecut testul timpului i azi nici nu ne putem imagina biologia altfel
dect cu acest sistem.
Pentru a nelege acest sistem, este necesar s amintim pe scurt ce nelegem prin
conceptul de specie. O specie este o populaie de animale crora li se pot identifica i
descrie caracteristici comune i care, se pot reproduce ntre ele. Pisica slbatic este
nrudit cu pisica de cas, dar constituie o specie diferit, deoarece cele dou nu se pot
reproduce ntre ele. Definiia dat este ntructva specioas, motiv pentru care apar, din
cnd n cnd, dispute ntre taxonomiti pe aceast tem. Oricum, definiia este util,
speciile fiind n general bine nelese i acceptate fr controverse majore.
Mai specios este conceptul de gen, urmtorul rang de clasificare n ierarhia taxonomic.
O specie sau mai multe specii nrudite sunt grupate ntr-un gen. De exemplu, pisica de
cas, linxul, pisica slbatic i alte cteva feline mai mici sunt grupate n genul Felis. i
acest concept este util, numai c definiia conceptului nu este prea clar. Organismele
corespunztoare definesc genuri arbitrare, de obicei dup discuii numeroase. Unele
genuri cuprind specii numeroase i diverse, altele extrem de puine. Ba chiar, acestea din
urm sunt singurele care fac parte dintr-un gen al crui autor, din motive de prestigiu, ine
mori la el i la speciile care-l definesc.
n orice caz, orice fiin vie aparine unui gen iar, acel gen poart un nume unic n regnul
su, fie el animal, vegetal, al fungilor. n cadrul fiecrui gen, fiecare specie are propriul
nume. Acest nume ns nu trebuie s fie unic ntre genuri. De exemplu, exist numeroase
genuri cu membrii numii pacifica sau transylvanica, din cauz c multe specii noi au fost
descoperite n Oceanul Pacific sau n Transilvania.
Luate mpreun ns, denumirea de gen i specie d fiecrei specii un singur nume format
din dou pri. Numele de gen este primul i se scrie cu majuscul, urmeaz apoi
denumirea de specie care se scrie cu liter mic. De exemplu: Felis catus, pisica
34
-
domestic, Homo sapiens, oamenii sau Lumbricus terrestris, rma. Tehnic exist i o a
treia parte a numelui unei specii, dar n practic, ea nu se folosete dect n cazurile n
care trebuie s se fac distincia ntre subspeciile sau rasele aceleiai specii.
Nomenclatura binomial ridic unele probleme. n primul rnd aceste denumiri nu
nseamn nimic pentru majoritatea oamenilor. Multe dintre numele tiinifice au ca
rdcin cuvinte din limba latin, greac sau alte limbi strine i se declin dup regulile
limbii latine. n plus, de foarte multe ori aceste nume se atribuie n onoarea celui care le+a
descris iniial, i nu speciei nsi.
De aceea, de multe ori, cercettorii folosesc n lucrrile pe care le public, i numele
comune sau vernaculare. Iniial numele comune erau numele date de oamenii obinuii
plantelor i animalelor. Numele comune au avut o via destul de lung i pentru asta ele
trebuie s aib o component uor de reinut pentru a persista n timp i pentru a putea fi
transmise pe cale oral. Un timp, numele comune au circulat n paralel cu cele tiinifice,
iar acum, sunt recunoscute formal ca reprezentnd numele comune ale speciilor. Noi
vorbeam cndva de ciocnitoare, acum exist ciocnitoare cu spate alb, ciocnitoare de
grdini, ciocnitoare de munte, ciocnitoare de stejar, ciocnitoare neagr, ciocnitoare
pestri mare i ciocnitoare pestri mic etc. toate fiind specii separate.
Numele comune ridic la rndul lor probleme. Dac mamiferele i psrile au nume
comune uor de recunoscut, situaia nu st la fel i pentru alte categorii i, uneori
confuziile pot crea atitudini conflictuale ntre cercettori. Folosire numelor comune poate
aduce experimentatorul n faa a dou specii diferite, dac nu chiar a dou genuri diferite.
5.2. Codurile de nomenclatur Pentru fiecare grup principal de organisme o comisie devine responsabil de regulile i
procedurile care trebuie s fie utilizate pentru aplicarea numelor tiinifice ntr-un grup ca
i de diferitele recomandri pentru o bun practic. Pentru animale, inclusiv pentru
35
-
Protistele de origine animal (Protozoa), publicaia relevant este Codul Internaional
de Nomenclatur Zoologic (CINZ), fiind girat de Comisia Internaional de
Nomenclatur Zoologic, constituit n l985; pentru alge, plante i fungi (inclusiv pentru
fosilele lor, dar excluznd variantele cultivate), regulile sunt stabilite de Codul
Internaional de Nomenclatur Botanic (CINB) - Congresul Internaional de
Botanic, 1983, iar pentru plantele cultivate regulile sunt furnizate de Codul
Internaional de Nomenclatur pentru Plantele Cultivate, 1980 (CINPC); pentru
bacterii exist Codul Internaional de Nomenclatur pentru Bacterii CINBA
(Lapage i al.,1975), iar clasificarea virusurilor i nomenclatura lor este acoperit de
Regulile Comitetului Internaional pentru Taxonomia Virusurilor (Wildly, 1971; Fenner,
1976; Matthews, 1979).
Aceste reguli sunt stabilite n publicaii, Codurile, care rezult din Congresele periodice
ale organismelor respective. Codurile sunt subiect de schimbare din timp n timp, i acest
lucru a fost valabil mai ales pentru nomenclatura virusurilor care mai are nc nevoie de
timp pentru a fi general acceptat. Totui aceste schimbri sunt din cnd n cnd necesare
chiar i pentru alte grupuri i nu ar trebui s constituie o surpriz.
5.3. Numele taxonilor supragenerici Din raiuni istorice, Codurile de nomenclatur care se ocup cu diferite regnuri au intrat n
responsabilitatea diferitelor organisme (Comisii), fiind considerate ca independente unele
de altele. Astfel, n timp ce multe dintre principiile invocate sunt similare sau chiar
identice n diverse Coduri de nomenclatur, exist i un numr de diferene, att datorit
particularitilor biologice ale organismelor care aparin respectivelor regnuri ct i
datorit vederilor diferite ale diverilor specialiti care au fost implicai n dezvoltarea
codurilor.
n toate codurile, cu excepia CINV (Codul Internaional de Nomenclatur a Virusurilor),
exist cteva prevederi pentru a specifica cum ar trebui s se formeze numele taxonilor
36
-
supragenerici (superiori genului). n mod particular, numele taxonilor de anumite niveluri
ar trebui s se termine cu astfel de sufixe care s sugereze cititorului cu ce fel de categorie
ierarhic are de-a face. Codurile s-au individualizat n aceast privin. Astfel, n timp ce
CINB (Codul Internaional de Nomenclatur Botanic) specific sau recomand sufixe
pentru toate nivelurile de la divizie pn la subtrib, CINZ (Codul Internaional de
Nomenclatur Zoologic) se ocup numai de categoriile de la suprafamilie la trib (dei
este destul de rspndit i termenul de subtrib) (tabelul 5.1.).
Tabelul 5.1. Sufixele standard pentru numele grupurilor de diverse niveluri taxonomice de la Filum pn la gen la animale, plante, fungi, bacterii i virusuri.
Nivelul taxonomic Sufixele Animale Plante superioare Algae Fungi Procariote VirusuriDivizie2 NA -phyta -phyta -mycota - NA Filum - NA NA NA - NA Subdivizie - -phytina -phytina -mycotina - NA Clas - -opsida -phyceae -mycetes - NA Ordin 3 - -ales -ales -ales -ales NA Subordin4 - -ineae -ineae -ineae -ineae NA Superfam. - oidea NA5 NA NA NA NA Familie - idae -aceae -aceae -aceae - aceae NA Subfam. - inae -oidae -oideae -oideae -oideae NA Trib -ini -eae -eae -eae -eae NA Subtrib -ina -inae -inae -inae -inae NA Gen - - - - - -virus
5.4. Citarea autorilor Din cauz c aceleai nume generice sau chiar ntreg binomul au fost uneori utilizate de
diveri autori pentru a se referi la taxoni diferii, un nume tiinific sau un nume generic
nu pot fi cu adevrat complete dac nu apare dup denumire i numele autorului care a
2 Divizia i filum-ul sunt ranguri echivalente n nomenclatura botanic i, respectiv cea zoologic 3 Sufixele pentru numele de ordin i subordin guvernate de CINB sunt obligatorii numai dac ele se bazeaz pe numele unei familii incluse n ordinul sau subordinul respectiv 4 ibidem 5 NA - nu se aplic
37
-
fcut descrierea iniial. Aceast citare evit ambiguitatea n legtur cu taxonul la care
se face referire.
n cazul numelor de specie situaia este puin mai complicat din cauz c autorul unei
specii putea s fi plasat specia iniial ntr-un gen diferit de cel n care se afl ea la ora
actual. Ne putem uor nchipui confuziile pe care le pot crea asemenea schimbri pentru
cineva care ncearc s mearg napoi pn la descrierea original sau la alt publicaie
privind specia respectiv. Prin urmare, a trebuit s intervin o convenie suplimentar,
pentru a face o distincie ntre numele autorilor, atunci cnd ei se refer la aceeai
combinaie, aa cum s-a publicat la origine, diferit de cea rezultat dintr-o reconsiderare,
consecutiv unei revizii, a speciei la noul gen; n acest caz numele autorului se pune ntre
paranteze.
38
-
6. CARACTERELE TAXONOMICE I ANALIZA LOR (dup Manoleli 2006, Bnrescu 1973)
6.1. Ce sunt caracterele taxonomice? Caracter trstur de caracter Ce sunt caracterele ? Dicionarele ne furnizeaz mai multe definiii:
combinaie de caliti sau trsturi care disting o persoan, un grup sau un obiect unul de altul;
trstur sau un atribut distinctiv ca cel al unui individ, grup sau categorie; descriere a atributelor, trsturilor sau abilitilor unei persoane; structur , funcie sau atribut determinate de o gen sau un grup de gene (n
Genetic).
Orice exerciiu taxonomic ncepe cu o selecie a caracterelor, a strilor sau a formelor
acestora care vor fi folosite pentru a le descrie. n acest context, un caracter poate fi
definit ca:
"orice proprietate variabil ntre unitile taxonomice, iar valorile posibile care pot fi date se numesc stri ale acelui caracter"6 sau
combinaie de caliti sau trsturi care distinge o persoan, un grup sau un obiect fa de o alt persoan, grup sau obiect; sau
trstur bine definit, fie ea anatomic, comportamental sau genetic a unui organism.
6 Dunn G., Everitt B.S., 1982 Introduction to Mathematical Taxonomy, Cambridge Univ.Press, Cambridge, London 152 pp.
39
-
Dintre numeroasele caractere pe care le posed organismele, se numesc caractere
taxonomice doar cele care permit s se spun c un taxon A difer de un taxon B sau cele
care indic faptul c doi taxoni concord ntre ei, dar sunt diferii de un al treilea.
n acest context, caracterul taxonomic este o proprietate care se gsete la toate speciile
unui taxon superior i la care el mbrac variante diferite, manifestndu-se ca trsturi de
caracter. Culoarea ochilor mamiferelor este un caracter; culoarea brun, albastr sau
verde sunt trsturi de caracter. Linia lateral la peti este un caracter; numrul diferit de
solzi ai liniei laterale la diferite specii reprezint trsturi ale acestui caracter. Pigmentaia
corpului este un caracter; pigmentaia neagr, galben, potocalie sau roie sunt trsturi de
caracter. Capacitatea de a cnta la paseriforme este un caracter; cntecul (succesiunea
notelor) reprezint trstur de caracter. Forma aripii la fluturi este un caracter; variantele
de form sunt trsturi de caracter. i exemplele pot continua.
Ceea ce trebuie reinut este c un caracter este determinat genetic de locul ocupat de
segmentul de ADN n cromozomii pereche, iar trsturile de caracter reprezint
manifestarea fenotipic a raportului ntre cele dou gene alele provenind de la genitori.
6.2. Analiza caracterelor Totalitatea unui organism, de la fecundarea ovulului pn la moarte, reprezint, dup
Hennig, forma sa complet, holomorfa sa. Caracterele purtate de holomorf sunt
nenumrate. Ele se repartizeaz n caractere funcionale i caractere structurale. Mayr
(1969) distinge cinci feluri:
Morfologice: caractere de morfologie general extern (de ex. numrul solzilor la peti, numrul solzilor, scuturilor i plcilor cornoase la reptile); caractere
anatomice (de morfologie intern; de ex. scheletul la vertebrate); caractere ale unor
structuri particulare ca genitaliile; caractere embriologice (de ex. forma i structura
oului, embrionilor, larvelor); cariologice (ale cariotipului - ansamblul
cromozomilor) sau alte caractere citologice etc.;
40
-
Fiziologice: factori metabolici, deosebiri serologice, proteinice sau alte deosebiri biochimice;
Ecologice: habitatul sau gazda, regimul alimentar, variaii sezoniere, parazii, reacii ale gazdei;
Etologice (de comportament): jocuri nupiale i alte mecanisme etologice de izolare, alte comportamente (de ex. modul de a construi cuibul, cntecul, modul de
a vna);
Geografice: structura general a corologiei (modelul general de distribuie biogeografic), simpatria (coexistena geografic) sau alopatria (izolaia geografic
total) populaiilor.
Mayr face observaia c acele caractere care variaz n cadrul unei populaii, inclusiv cele
prin care masculii difer de femele sau prin care adulii difer de larve, nu sunt caractere
taxonomice. De exemplu, coarnele ramificate caduce nu reprezint un caracter taxonomic
al speciei cerb, deoarece ele se ntlnesc numai la mascul, n schimb prezena, la masculi,
de coarne ramificate caduce reprezint un caracter diagnostic al speciei cerb i altor specii
de cervide, deoarece prin acest caracter ele difer att de alte rumegtoare lipsite total de
acest tip de coarne, ct i de ren, la care ambele sexe poart coarne ramificate caduce. De
asemenea, prezena unei anumite conformaii la larve n general, sau ntr-unul din stadiile
larvare, poate reprezenta caracter taxonomic pentru o anumit specie sau un anumit gen
de insecte.
Spre deosebire de Mayr, anumii sistematicieni (mai ales dintre claditi) opun caracterele
intrinseci caracterelor extrinseci. Caracterele intrinseci sunt cele purtate de organismul
nsui (fenotipice i genotipice) prin contrapunere fa de caracterele ecologice i
geografice. Pentru aceti cercettori, doar caracterele intrinseci sunt utilizabile ntr-o
analiz filogenetic.
41
-
Homologia. Se numete homologie corespondena dintre dou specii (sau mai multe) a
unui organ sau a unei pri dintr-un organ, dac se poate presupune c aceast
coresponden provine din motenirea de la un caracter comun. Ipoteza de omologie se
sprijin, n general pe studierea poziiei organului n chestiune n raport cu celelalte
organe, pe date paleontologice i mai ales embriologice disponibile.
Un caracter mprtit de dou specii este homolog dac exist deja la specia ancestral
comun celor dou specii. Astfel, humerusul cinelui i liliacului, motenit de la specia
ancestral a tetrapodelor este considerat ca omolog.
Dou caractere sunt homologe dac este reprezint stadii diferite ale unei aceeai serii de
transformare. Pentru astfel de serii se folosete termenul de morfoclin. Astfel, de
exemplu, balansierele dipterelor sunt omologe cu aripile posterioare ale altor insecte.
Homoplazia reprezint simplul fapt c dou caractere similare nu sunt homologe de la un
taxon la altul. Altfel spus, un caracter ntlnit la dou specii este homoplazic dac
strmoul comun al acestor specii nu posed caracterul n chestiune. Sunt de reinut dou
forme de homoplazie: paralelismul sau convergena i reversia, la care se poate aduga
analogia.
Paralelismul i convergena. Se spune c exist convergen dac caractere similare
apar independent n mai multe linii neavnd un strm comun apropiat ( de ex.
numeroasele cazuri de adaptri la medii particulare, homocromia etc.). Se vorbete de
paralelism atunci cnd acelai caracter a aprut independent n dou linii (sau mai multe)
avnd un strmo comun apropiat (de ex. structura dentar premolarii molarizai ai
rinocerilor i cailor). Din punct de vedere al clasificaiei, aceste dou noiuni sunt
identice; asemnrile observate nu sunt datorate unei ascendene directe i nu permit
construirea unui taxon.
42
-
Reversia. Se vorbete despre reversie cnd, ntr-o serie de transformri, o stare
transformat de caracter revine n mod secundar la o stare morfologic asemntoare cu
cea a strii iniiale (de ex. pierderea aripilor la numeroase insecte care aparin la ordine de
regul aripate).
Analogia. Se vorbete de analogie atunci cnd caractere asemntoare ndeplinesc
aceleai funcii. Astfel, se pune c aripile insectelor, psrilor i liliecilor sunt analoge ca
adaptri la zbor, sau c ochiul cefalopodelor i cel al vertebratelor sunt analoge ca
organe de vedere.
43
-
7. CARACTERE MORFOLOGICE, BIOCHIMICE I GENETICE
(dup Manoleli, 2006) 7.1. Caractere morfologice Caracterele morfologice au fost mult timp singurele utilizate pentru delimitarea taxonilor
i li se acord i n prezent o deosebit atenie din partea sistematicienilor, deoarece sunt
cele mai uor de recunoscut i singurele ce pot fi recunoscute la exemplarele conservate,
precum i la fosile.
n general, caracterele morfologice pot fi mprite n dou categorii: continue (nlimea,
de la nalt la scund, pigmentaia de la foarte nchis spre foarte deschis, lungimea de la
lung la scurt, numrul de solzi de la muli la puini .a.m.d.) i discrete (de ex. o
pereche de antene fa de nici o anten; 4 perechi de ochi fa de doar dou perechi; o
pereche de aripi fa de dou perechi .a.m.d.).
Aplicarea criteriului morfologic de identificare a taxonilor diverselor grupe de
animale acvatice i terestre
Spongieri dulcicoli. La nivel generic, determinarea se bazeaz, n primul rnd, pe
structura gemosclerelor-spiculilor din structura gemulelor (mugurilor de rezisten).
Gemulele (mugurii de rezisten) se pot pune n acid azotic concentrat la rece timp de 1-6
ore, pn cnd ele devin translucide; apoi se face un preparat mediu ntr-un montaj
permanent sau n ap glicerinat pentru o observaie rapid.
Cnidari (hidrozoare) dulcicoli. Determinarea diferitelor specii de hidre se bazeaz mai
ales pe prezena sau absena clorelelor (algelor endosimbionte), structura cnidocitelor
44
-
(celulelor urticante), forma ovarelor i a testiculelor, modul de apariie a tentaculelor pe
noduri i forma tecii care protejeaz embrionul.
Nematode (viermi cilindrici). Sunt identificabili numai adulii. Se pot observa structurile
interne, mai ales ale faringelui i structura cuticulei.
Polichete. Dimensiunile, inelarea toracic i abdominal, apendicele prostomiului, forma
i distribuia cheilor.
Oligochete. Pot fi fixate cu formol 10% imediat dup colectare. Ulterior se stocheaz n
alcool 70%. Oligochetele (excepie fcnd rmele) se pot monta ntre lame i lamele, fie
ntr-o pictur de polivinil lactofenol, fie ntr-un amestec n pri egale de acid lactic i
glicerin. n primul caz, preparatele pot fi examinate dup cteva zile la temperatura
ambiant sau dup trecerea prin etuv l10C. Determinarea familiilor, genurilor i,
evident, a speciilor, nu se poate face, dect la microscop.
Sistematica, cel puin la nivelul familiilor i al ctorva genuri, se bazeaz pe structura i
dispoziia cheilor, dar, pentru numeroase genuri i pentru majoritatea speciilor
sistematica se bazeaz pe structura aparatului genital, ceea ce implic c numai indivizi
maturi ar putea fi identificai la nivel specific.
Prima dificultate pentru un nespecialist este s determine poziia prostomiului. Acesta se
recunoate fie pentru c are o form conic (cel mai frecvent), fie pentru c poart o
tromp (caz particular). Pentru a identifica un oligochet se pot lua n calcul caracterele
urmtoare: structura cheilor (uneori este nevoie de obiective cu imersie 90x);
amplasarea cheilor debuteaz, n mod normal la nivelul segmentului 2; la altele
debuteaz dup acest segment.; petele oculare (ochii); trompa; papilele epidermice;
branhii; aparatul genital.
45
-
Hirudinee (lipitori). Identificarea la nivel specific n anumite cazuri generice nu se poate
face dect pe material proaspt; se poate i pe material fixat, dar se cere o bun cunoatere
prealabil a grupului. Fiind foarte contractile, lipitorile se omoar treptat prin adugri de
picturi de alcool 70% pe o perioad de aproximativ 30 min. Odat ncetate micrile,
lipitorile trebuie s fie uor presate pentru a elimina coninutul tubului digestiv, care este
opac, i o parte din mucus. Ele se pot plasa ntre dou lame n momentul n care se adaug
fixatorul. La nivel generic, identificarea se bazeaz pe forma i consistena corpului,
numrul i dispoziia ochilor, segmentarea extern (inelele) i, n anumite cazuri, numrul
de inele care separ cele dou orificii genitale.
Gasteropode. Determinarea speciilor se bazeaz pe structura aparatului genital i, n unele
cazuri, pe structura radulei. Pentru identificare la nivel generic este suficient morfologia
cochiliei i, pentru prosobranhiate, cea a operculului. Pentru conservarea molutelor dup
colectare, se prefer stocarea acestora n alcool de 70%; formolul atac cochilia i
ntrete tegumentele.
Bivalve dulcicole. Determinarea la nivel specific se bazeaz doar pe prile moi
(marginea mantalei i branhiile) pentru Unionidae i pe structura balamalei valvelor
pentru Unionidae i Sphaeriidae. Este necesar astfel ca, nainte de a utiliza un fixator, s
se deschid exemplarul fie la cald, fie picurnd alcool 70% n apa n care au fost depuse
animalele vii. Utilizarea numai a cochiliei pentru determinare poate conduce la erori.
Crustacee Branhiopode. Identificarea celor trei ordine de branhiopode nu ridic
probleme datorit diferenelor care exist ntre ele. Identificarea diferitelor familii i
genuri de anostracee i concostracee se face utiliznd caractere mai puin evidente i care
necesit adesea prepararea apendicelor. Celelalte crustacee. Forma corpului, apendicele.
Artropode terestre. Forma corpului, distincia ntre cap, torace i abdomen, toate
apendicele corpului, forma, culoarea i structura aripilor acolo unde acestea exist.
46
-
Peti. Dimensiunile biometrice, structura nottoarelor, aspectul branhiilor, poziia
operculului branhial, poziia ochilor, a gurii i prezena sau absena apendicelor cefalice,
numrul de solzi ai liniei laterale.
Amfibieni. Ochii, biometria i raporturile biometrice ale membrelor, culoare i modelul
corpului. Reptile. Modelul plcilor solzoase, forme. Psri. Culoare, form, penaj,
structurile cornoase cioc, gheare.
7.2. Caractere biochimice Metodele specifice biologiei moleculare pot fi utilizate complementar cu cele clasice
pentru delimitarea unitilor taxonomice i a relaiilor evolutive dintre taxoni. Pentru a
realiza aceste deziderate au fost identificate mai multe feluri de markeri moleculari.
Proteinele i aminoacizii. Deoarece secvenele de aminoacizi ale proteinelor sunt codate
de secvenele nucleotidice ale ADN-ului celular, variaia n structura proteic ntre
organisme deschide efectiv o fereastr n genomul celulei i, de mai muli ani, ele au
furnizat unul din cele mai simple mijloace de obinere direct de informaie despre
secvenele genelor. Cu toate acestea, proteinele sunt molecule complexe, iar studiul
secvenelor de aminoacizi care le constituie a reprezentat pn de curnd o procedur
dificil, laborioas i costisitoare. Multe din proteinele relevante n investigaiile
taxonomice au fost rezultatul cercetrilor care compar proprietile fizice ale unor
proteine particulare mai degrab dect identific secvenele aminoacizilor. Printre
tehnicile de vrf folosite pentru investigarea proteinelor se numr i electroforeza, pe
care o descriem mai jos.
Electroforeza rezid n faptul c proteina sau alte molecule care trebuie separate pot avea
o sarcin electric net cnd se afl n soluie. n mod specific, orice protein va avea o
sarcin net ntr-o gam de valori de pH datorit strii de ionizare a diferitelor lanuri
47
-
ionizabile pe care ea le posed. Proteinele solubile pot, prin urmare, s fie fcute s
migreze ntr-un gradient electric cu o rat care depinde de sarcina lor electric net i,
cteodat, de dimensiunea i forma lor molecular. Cum diferite forme nesemnificative
ale unei proteine date (care au puine secvene cu aminoacizi diferii) variaz, de regul,
relativ mai mult ca sarcin dect ca greutate molecular, atunci utilizarea sarcinii pentru
separare pare s fie mult mai relevant pentru orice variaie prezent.
n practic, o prob de protein care trebuie s fie electroforezat se plaseaz la captul
unui med