Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 1 (страница 96)
Естественная классификация может быть филогенетической или фенотипической в зависимости от критерия, положенного в ее основу. Чаще используют филогенетическую классификацию, поскольку она отражает эволюционные связи, в основе которых лежат происхождение организмов и наследование ими определенных признаков. При построении такой системы предполагается, что организмы, относящиеся к одному таксону, имели общих предков, поэтому связь между ними можно представить в форме родословного древа, в данном случае называемого кладограммой (рис. 2.1).
Фенотипическая классификация основывается на современных данных о морфологическом, цитологическом и биохимическом сходстве между организмами. Эта классификация может отражать эволюционные связи, но строится она на иной основе. Родословное древо в этом случае называется дендрограммой.
П.3.1. Ключи для определения организмов
Определительные таблицы, или ключи, значительно облегчают биологу идентификацию организмов. Проще всего составить перечень различимых морфологических признаков организма и затем сравнивать их с диагностическими признаками отдельных таксонов. Для определения, как правило, используют легко различимые признаки, такие, как форма, окраска, число конечностей, сегментов и т. д. Следовательно, определение является искусственным или фенотипическим, так как при этом целиком полагаются на внешний вид (фенотип) организма. Несмотря на это, большинство диагностических таблиц позволяет определить принадлежность организма к определенному таксону, который является частью естественной филогенетической иерархической классификации.
Существует несколько различных типов диагностических таблиц, самой простой из которых являются дихотомические таблицы. Эти таблицы состоят из пронумерованных (1, 2, 3 и т. д.) парных утверждений (теза и антитеза), образующих ступень. Каждая ступень представляет отдельный признак. Парные утверждения каждой ступени должны быть противоположными или взаимоисключающими. По мере рассмотрения их по порядку большая группа организмов может постепенно распадаться на все меньшие группы, пока не удастся определить принадлежность неизвестного организма по возможности к самой нижней таксономической группе.
В диагностических (определительных) таблицах должны приводиться легко различимые морфологические признаки. Они могут быть качественными, например форма брюшка (у насекомого) и окраска, или количественными, например число волосков и длина стебля. Для определения можно использовать любые признаки, но они при этом должны быть постоянными и не изменяться под влиянием окружающей среды. Поэтому размеры и окраска часто являются плохими показателями, так как они могут изменяться под влиянием окружающей среды, при смене сезонов, с возрастом или в зависимости от состояния организма в момент определения. Выбранные для определения характерные признаки должны по возможности встречаться в двух или более различных формах. Например, характерный признак "форма стебля" может подходить либо под определение "в сечении круглый", либо "в сечении прямоугольный".
После каждого утверждения стоит число, отсылающее к той ступени, которую необходимо рассмотреть. Если утверждение, содержащееся на данной ступени, находится в соответствии с внешним видом организма, то стоящее после него число указывает номер той ступени, которую необходимо рассмотреть следующей. Например, если при определении культивируемых Leguminosae (табл. П.3.1) вы пришли к ступени 5 и на стеблях растения нет шипов или колючек листового происхождения, то далее необходимо рассмотреть ступень 7 и т. д.
Таблица П.3.1. Выдержка из таблицы для определения культивируемых бобовых
1. Деревья или кустарники 2
Травянистые и однолетние растения 15
2. Вьющиеся 3
Не вьющиеся 4
3. Цветки ярко-красные
Цветки розовато-лиловые, иногда белые, образуются на побегах Глициния
4. Цветки целиком или частично желтые 5
Цветки не желтые 8
5. Стебли с шипами и колючками 6
Стебли без шипов и колючек 7
6. Листьев нет, все растение покрыто колючками
Молодые побеги покрыты листьями, старые — колючками
7. Молодые стебли в сечении квадратные, листья мелкие, состоят из трех листочков Ракитник
Стебли в сечении не квадратные, листья длиной более 2,5 см 9
8. и т. д.
Приложение 4. Единицы измерения
П.4.3. Международная система единиц (СИ)
П.4.3.1. Наименования и обозначения основных единиц СИ
Наименования и обозначения основных единиц СИ
П.4.3.2. Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования
Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования
Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования
П.4.3.3. Специальные единицы, временно допускаемые к применению
Специальные единицы, временно допускаемые к применению
П.4.3.4. Приставки и множители для дольных и кратных единиц СИ
Приставки и множители для дольных и кратных единиц СИ
Следовательно, 1 нанометр (нм) = 1·10-9 м, а 1 сантиметр (см) = 1·10-2 м.
Обратите внимание, что килограмм находится в некотором несоответствии с остальными приставками приведенной таблицы, так как относится к основным единицам СИ. При работе в учебной лаборатории удобнее всего использовать такие единицы, как грамм (г) и кубический сантиметр (см3). По возможности необходимо пользоваться основными единицами измерения СИ.
П.4.3.5. Правила написания единиц СИ
1. Обозначение единицы не является сокращением полного названия, поэтому после него не ставится точка, за исключением тех случаев, когда обозначение стоит в конце предложения.
2. Обозначения не имеют множественного числа.
3. Обозначения, как правило, пишутся со строчной буквы, за исключением тех случаев, когда единица измерения названа в честь знаменитого ученого, например Н (Ньютон), В (Ватт) или Дж (Джоуль).
4. Обозначения, объединенные в одно выражение, можно записывать в следующем, например, виде: метр в секунду или м·с-1.
Приложение 5. Геохронологическая шкала
История развития Земли для удобства изучения поделена на четыре эры и одиннадцать периодов. Два самых последних периода в свою очередь поделены на семь систем или эпох.
Земная кора стратифицирована, т. е. различные горные породы, слагающие ее, слоями лежат друг на друге (напластованы). Как правило, возраст горных пород по направлению к верхним слоям (пластам) уменьшается. Исключение составляют участки с нарушенным из-за движений земной коры залеганием слоев. Уильям Смит еще в XVIII в. обратил внимание на то, что разные группы ископаемых организмов приурочены к определенным пластам. По мере продвижения от нижних слоев к верхним возрастает сложность строения обнаруженных организмов. Следовательно, в течение геологических периодов времени некоторые организмы значительно продвинулись в своем строении.
Методами радиоактивного датирования установлен приблизительный возраст древнейших горных пород, принадлежащих к каждому периоду. В табл. П.5.1 приведена геохронологическая шкала и перечислены характерные биологические находки, приуроченные к каждому периоду, в частности обнаруженные ископаемые остатки.
Таблица П.5.1. Геохронологическая шкала и история развития живых организмов (Возраст = Годы × 106)
П.5.1. Возраст Земли
По современным оценкам возраст планеты Земля насчитывает примерно 4,6-4,9·109 лет. Эти оценки основываются главным образом на исследовании горных пород (геохронология) методами радиометрического датирования.
В разделе П.1.3 говорилось о том, что атомы некоторых элементов существуют в нескольких формах, называемых изотопами, причем некоторые изотопы радиоактивны. Скорость распада радиоактивных элементов постоянна. Она не зависит от температуры, гравитации, магнетизма и других сил. Скорость распада измеряется величиной, называемой "периодом полураспада".
В современных исследованиях используют три основных метода радиоактивного датирования, которые перечислены на рис. П.5.1. Методы 1 и 2 используются для определения возраста горных пород земной коры, тогда как третий-метод радиоуглеродного датирования — применяется при определении возраста ископаемых и имеет прямое отношение к вопросу об истории жизни на Земле.
Рис. П.5.1. Методы радиометрического датирования
Радиоуглеродное датирование
Обычным нерадиоактивным изотопом углерода является углерод 12С. Радиоактивный изотоп 14С встречается в незначительных количествах (<0,1%) в воздухе, на поверхности воды и в живых организмах. Этот изотоп непрерывно образуется в атмосфере при воздействии космических лучей на ядра азота и кислорода. Существуют веские данные, свидетельствующие о том, что скорость образования изотопа 14С оставалась постоянной в течение нескольких тысяч лет. Равновесие достигается благодаря тому, что образование 14С уравновешено его потерей при радиоактивном распаде. 14С широко встречается в виде 14СО2, соотношение же 14С- и 12С-соединений теоретически остается постоянным. Организмы в течение всей жизни поглощают 14С, входящий в состав либо двуокиси углерода, либо в органические молекулы. После смерти организм более не получает углерод, а 14С продолжает распадаться со скоростью, равной его периоду полураспада. Подсчитав содержание 14С в мертвом организме и сравнив его с содержанием 14С в живом организме, можно оценить возраст мертвого организма. Например, если содержание 14С в ископаемой кости млекопитающего в четыре раза меньше, чем в такой же кости недавно убитого млекопитающего, а период полураспада 14C равен 5,6·103 лет, то приблизительный возраст ископаемой кости теоретически будет равняться 11,2·103 лет. Используя этот метод, можно относительно точно датировать органические остатки.