Taxonomie: kategorizace života na Zemi

Taxonomie je vědní obor zabývající se klasifikací organismů. To zní zajímavě. Dnes se budeme učit o Deweyově desetinném systému evoluce. Je to jako archivování. Ztrácíte zájem? Dobře, klid. Tento obor však jen netřídí organismy do kategorií. Když se podíváte pozorněji, uvědomíte si, že vypráví celý příběh o životě na Zemi. A je to velmi dobrý příběh. (veselá znělka) Každý organismus na planetě je příbuzný s každým dalším živým organismem. Když se podíváte dostatečně daleko do minulosti, všichni máme společného předka. Organismus, ze kterého jsme se vy i já vyvinuli, nebo ze kterého se mořská hvězdice či plejtvák obrovský zrodili, nebo ještě divněji, z čeho dub či losos vzešli. Tento organismus žil velmi dávno, ale existoval, a to zbožňuju. Trik taxonomie je přijít na to, odkud pocházejí všechny větve stromu života. A nalézt vhodná označení, která nám pomohou pochopit všechny tyto pozoruhodné vztahy. Taxonomie není o zbytečně detailním popisování života. Je tu, aby nám pomohla pochopit vývoj života na zemi, který je opravdu komplikovaný. A proto biologové používají taxonomický systém, který rozřazuje všechny organismy na Zemi. Někdy se mu říká fylogenetický strom, nebo také strom života, a ukazuje nám evoluční vztahy mezi všemi druhy organismů. Na světě existují zhruba dva miliony známých druhů, ale může jich klidně být mnohem víc, pět až sto milionů. Vědci opravdu nemají ani páru. Neustále se objevují nové druhy, a čím více jich sledujeme, tím je strom života komplikovanější. Takže neexistuje jasná shoda, jak je klasifikovat. Je příliš šedých zón v přírodě. Řeknu to jinak. Příroda je jedna velká šedá zóna. Někdy je těžké se rozhodnout, kam zařadit jistou skupinu organismů, a nakonec se skupina zvětší natolik, že se celý klasifikační systém musí předělat, aby se udělalo místo. Takže systém sice není perfektní, zatím ale stačí, a proto ho používáme už více jak 250 let. (čuchání) Co to je ? Cítíte biolohistorii? (hudba) Carl Linné byl Švéd narozený v roce 1707. A velmi brzy ve své kariéře botanika si uvědomil, že evropská botanická nomenklatura 18. století byla... k ničemu. Například bylo tenkrát formální jméno rajčatového keře solanum caule inerme herbaceo, foliis pinnatis incisis, racemis simplicibus. Linné však řekl: ,,Třesu se při pohledu na botanická jména vymýšlená našimi autoritami." Nejen že ho štvalo lajdáctví, ale viděl blížící se pohromu, protože stále byly objevována nové rostliny v Evropě, to ale bylo nic proti tomu, co přicházelo z Ameriky. Linné tušil, že konvence pro pojmenovávání se brzy zhroutí pod náporem nově objevovaných rostlin. A co potom? Takže Linné začal užívat vlastní názvy. Pocházel z chudé rodiny a tehdy bylo zvykem, že příjmení měli jen bohatí lidé, takže když se dostal na univerzitu a ptali se ho na příjmení, jedno si vymyslel: Linné, po lipových stromech, které rostly na statku jeho rodiny. Vystudoval medicínu a stal se profesorem na Univerzitě v Upssale, kde se věnoval studiu nomenklatury. Posílal studenty na různá místa, aby mu nosili vzorky ke studiu a kategorizaci. Jeho metoda byla založena na morfologii, fyzické podobě a struktuře. Nebyla to zcela nová věc. Tehdy lidé sdružovali organismy do skupin dle podobných znaků. Struktury, které byly podobné, ale měly úplně jiný původ. Dle této definice by ptáci byli více příbuzní s motýly než s plazy, protože ptáci i motýli mohou létat. Ale Linné měl talent a skvěle zvládal vybrat právě ten správný stejný znak pro svůj klasifikační systém. Znaky pocházející od evolučních předchůdců. Linné samozřejmě o evoluci nic nevěděl. Darwin přišel se svou teorií až o sto let později, ale Linné tušil, že některé znaky jsou důležitější než ostatní. Například ho napadlo, že je dobrý nápad klasifikovat rostliny podle rozmnožovací soustavy. Způsobil také skandál svým řazením savců podle schopnosti samic živit mláďata mlékem prostřednictvím bradavek, protože v té době to nebylo společensky vhodné. Za svůj život Linné zařadil zhruba 7700 rostlin a 4400 zvířat. Svá řazení publikoval v katalogu Systema Nature, jehož dvanácté vydání mělo 2300 stran. Mezitím si Linné osvojil motto: „Bůh stvořil, Linné zařadil." Přestože systém taxonomie urazil dlouhou cestu od doby Linného, dnes stále používáme mnoho pravidel, která vymyslel. Například stále řadíme organismy do taxonů, skupin organismů, a stále používáme stejné taxony jako Linné. Říše, kmen, třída, řád, čeleď, rod a druh. Také používáme Linného pravidlo biologické nomenklatury, kdy používáme dvojjmenný název pro každý druh, latinské rodové a druhové jméno v latině či latinsky znějící. Tento způsob vznikl ve středověku, kdy vzdělaní lidé museli umět latinsky. Dnes už latinsky nemluvíme, zato víme více o evoluci více než Linné. A také máme genetické testy k určení vztahů mezi organismy a přitom stále užíváme Linného systém založený na morfologii, protože genetické důkazy obecně platí pro klasifikace udělané podle podobnosti struktury a tvaru. Protože však bylo objeveno spoustu organismů, o kterých Linné nevěděl, přidal se jeden taxon nad Linného říši. Říkáme jí doména a je velice obsáhlá, Domény jsou: bakterie, archea a eukaryota. Bakterie a archea jsou prokaryota, tedy jejich genetický materiál není obalen jádrem, zatímco eukaryota zahrnují všechny organismy s jádrem, tedy skoro každý organismus, který si představíte. A také to, co si ani nepředstavíte. Zdá se být hloupé, že zatímco veškerý mikroskopický život má jednu doménu, prokaryota mají dvě. Dlouhou dobu to tak nebylo. Nedělili jsme je na dvě domény. Patřili do domény monera. Ale později bylo jasné, že bakterie žijící všude po světě, včetně ve vás a hluboko pod zemskou slupkou, a archea, odolnější, mají odlišnou evoluční historii. Archea jsou více příbuzní eukaryotům, tedy i mně nebo vám. Mají odlišné buněčné membrány a enzymy tvořící RNA, RNA polymeráza, je podobná té naší. Doména eukaryota, ta nejvíce zajímavá a občas roztomilá doména, má říše: protisté, houby, rostliny a živočichové. Vědci se na těchto čtyřech shodli, tyto kategorie vytvořili lidé, ale měli pro to dobré důvody. Nevědecká pravda je, že jsme je dělili podle pozorování. Například protisté jsou jednobuněční, tedy odlišní od zbytku domény, rostliny získávají energii ze slunce a houby se chovají jinak než rostliny a živočichové, no a živočichy znáte, takže mají vlastní říši. Vědci občas neradi přiznávají, že systém založený na pozorování nám vlastně dobře slouží. Ne dokonale, ale docela funguje. A je k tomu důvod. Z perspektivy evoluce skutečně existují kategorie. Každá z těchto říší je jedna velká větev stromu života. V každé větvi proběhla evoluční změna tak ohromně užitečná, že pomohla vzniknout mnoha rozdílným potomkům. Rostliny jsou autotrofní organismy domény eukaryota. Autotrofní znamená, že si sami vytváří potravu, fotosyntézou, samozřejmě. Jejich celulózové buněčné stěny a chloroplasty je odlišují od ostatních mnohobuněčných organismů. Existují další dvě trofie. Heterotrofní organismy, získávající energii pojídáním jiných organismů. Chemotrofie, která je zvláštní a bláznivá a vyskytuje se pouze u bakterií a archea a energii získává z chemických látek. Říše protisté je zvláštní, obsahuje autotrofy i heterotrofy. Někteří umí fotosyntetizovat, zatímco jiní požírají jiné organismy. Protisté jsou skupina jednobuněčných eukaryotických organismů, které nemusí být z pohledu evoluce nijak příbuzné. Vědci se to stále snaží zjistit. Někteří jsou podobní rostlinám, třeba řasy. Měňavky se více podobají živočichům. Plísně jsou zase asi jako houby. Protisté jsou jedna z těch šedých zón, o kterých jsem mluvil, takže nebuďte překvapení, že až tohle jednou budete učit své žáky, bude v doméně eukaryota více než čtyři říše. Houby, to jsou prostě houby. Obsahují hřiby, pýchavky, holubinky, lanýže, plísně a kvasinky. Jsou super, protože jejich buněčná stěna je podobná rostlinné, ale místo celulózy obsahují uhlovodík chitin. Z toho samého je tvořen zobák olihně velké nebo vnější kostra brouků. Houby jsou heterotrofní, jako živočichové, mají trávicí enzymy na trávení jídla, aby získaly živiny, ale nehýbají se, takže nepotřebují k trávení žaludek. Rostou přímo na tom, co požírají, a tráví to přímo v tom místě. Velmi výhodné. A nakonec říše živočichové. Roztomilá říše, ve které jsme i my a všechny roztomilé organismy. Živočichové jsou mnohobuněční, vždy. Jsme heterotrofní, spoustu času trávíme lovem jídla, protože si ho sami nevyrobíme, a skoro všichni se pohybují. Alespoň v jisté fázi našeho života. Většina z nás měla dvě či tři vrstvy buněk během embryonálního vývoje. Tedy pokud nejste houba. Jak jsem řekl, užíváme tento taxonomický systém k popisu společných předků a evoluční historie organismu. Když se podíváte na fylogenetický strom, poznáte, že jsme více podobní myším než rybám a více rybám než octomilkám. Takže si vybereme organismus a budeme jej sledovat taxony od říše po druh, abychom viděli, jak to funguje. Například tuhle kočičku, protože vím, že by se jí to líbilo. Ahoj kočko. Kočky mají buňky s jádrem a organely obklopené membránami, jsou mnohobuněčné a heterotrofní, mají tři vrstvy buněk jako embrya, takže patří do říše živočichové. Jejich mícha vede zády, je chráněná obratli a ploténkami páteře, mají ocas, který však nekončí análním otvorem jako třeba u červů, za což jsem rád. (smích) To je tedy řadí mezi strunatce. Kočičce se to nelíbí, takže ji dám dolů. Kočky navíc kojí. Mají mláďata jako třeba krávy, místo aby kladly vejce jako slepice, mají kožich a tři speciální malé kůstky v uchu, které mají pouze savci. Takže třída savci. Je tedy více příbuzná krávě než slepici. Dobré vědět. A jako i jiní savci s placentou, kteří konzumují maso, jako lasička, lasicovití, a psi, psovití. Kočky jsou v řádu šelmy, čeleď kočkovití, tito zástupci mají mrštná těla a kulaté hlavy, a kromě gepardů umí zatahovat drápy. Jsou menší než tygři a panteři, proto patří do rodu felis. A na úrovni druhů už by popis byl hodně detailní, takže řekněme, že víte, co je to kočka. Takže rodové jméno je catus. Takže felis catus, kočka domácí. No, čiči. Takhle tě pohladím, a pak dáme do pelíšku spinkat. To bude roztomiloušké.