Systematik – ordning genom släktskap
Linné brukar ibland kallas systematikens fader. Inom ämnet biologisk systematik söker man efter ordningen i naturen.
En indelning av växter och djur som visar deras släktskap kallas för ett naturligt system. Det finns också artificiella (konstlade) system, som när man till exempel grupperar växtarter efter deras blomfärg. I ett sådant blomfärgssystem skulle till exempel närbesläktade tulpaner hamna i flera skilda grupper och röd näckros skulle inte hamna i samma grupp som vit näckros, trots att de bara är färgformer av samma art.
Röd näckros, en färgform av vit näckros. Foto: Jesper Kårehed, Uppsala universitet.
Linnés sexualsystem, som grundade sig på ståndarnas antal och placering, var också artificiellt. Arter som var nära släkt kunde hamna i olika klasser om de hade olika antal ståndare.
Gemensamt ursprung
Att vara släkt är att ha samma ursprung. För att utforska arters gemensamma ursprung måste vi veta något om deras historia och den process som kallas evolution. De fossil man har hittat säger oss något om detta, men långt ifrån allt eftersom de inte är tillräckligt många. För att ta reda på hur arter är släkt med varandra måste vi studera de arter som lever nu och göra antaganden om hur evolutionen gått till.
Det finns två sätt att se på arter när man ska söka efter deras släktskap. Det som har varit vanligast är att anta att de arter som liknar varandra mest också är mest släkt. För att få ett mått på hur lika varandra arterna är måste man jämföra så många av deras egenskaper som möjligt.
På senare tid har en annan metod tagit över. Den kallas kladistik. Man ser då bara på den del av likheterna mellan olika arter som antas spegla evolutionen. Den här metoden kan ibland visa att arter som ytligt sett är ganska lika i själva verket inte är närmast släkt med varandra. Ett exempel finner vi hos krokodiler och ödlor som har många gemensamma yttre drag. Men kladistiken visar att krokodiler är närmare släkt med fåglar än med ödlor.
När man jämför arter undersöker man oftast de egenskaper som kan ses med blotta ögat eller i mikroskop. Genom att jämföra arters DNA får forskare fram mer information och den kan visa på nya släktskapsband.
Kladistik avslöjar livets träd
Så länge det funnits liv på jorden har nya arter uppstått och gamla arter dött ut. En art kan delas i två genom att ett antal individer blir isolerade från alla andra individer. Genom isoleringen utvecklas dessa individ inte bara till en egen art, utan får ofta också ett annorlunda utseende. Hos växter kan en ny art också bildas genom att två arter hybridiserar.
Kladogram över ryggradsdjurens utveckling.
Den mångfald av arter vi ser idag har alltså huvudsakligen uppkommit genom upprepad tudelning av gamla arter. Man kan göra en bild av hur arterna kan ha delat upp sig under evolutionen i form av ett utvecklingsträd (kladogram) som grenar upp sig i de olika arterna.
Alla arter ser olika ut och har olika egenskaper, karaktärer. För att göra ett utvecklingsträd letar man fram de karaktärer som kan dela in arterna i två eller flera grupper. När man har sammanställt alla dessa grupperande karaktärer låter man ett datorprogram göra ett utvecklingsträd (kladogram), som visar hur arterna är släkt med varandra. Datorn räknar ut vilket träd som är det enklaste och troligaste.
Ibland kan en art se väldigt annorlunda ut jämfört med sina närmaste släktingar. Det kan bero på att den har anpassats till extrema förhållanden, till exempel ökenmiljö. I kladistiska undersökningar bryr man sig mera om vad en sådan art har gemensamt med andra arter än de egenskaper som den är ensam om. Då kan man lättare upptäcka vilka arter som är dess närmaste släktingar.
DNA visar arters släktskap
När två könsceller möts och smälter ihop bildar de en ny cell och det nya livet börjar. Denna första cell ser mycket lika ut hos alla arter. Så småningom utvecklas den till en alldeles speciell organism, till exempel en kanin eller en kamel. Det som styr cellens utveckling är informationen i dess DNA. Kaninens DNA talar om att den färdiga organismen ska ha långa öron och kort svans, men inga pucklar.
Kaffebuske med röda bär.
Allt levande består av celler. I varje cell finns DNA som långa trådar med kortare avsnitt, gener. Dessa ärvs från generation till generation men kan också förändras med tiden. Förändringar i DNA är grunden för evolution och uppkomsten av olika arter.
Ett sätt att ta reda på vilka arter som är närmast släkt med varandra är att jämföra arternas DNA. Genens byggstenar kan separeras på en gelplatta där de syns som band.
Kaffebuskens DNA syns som ett bandmönster på en gelplatta. Foto: Katarina Andreasen.
För att se hur arterna är släkt med varandra kan man sedan göra ett utvecklingsträd. Det får man fram genom att jämföra likheter och olikheter i DNA hos de arter man undersöker. Ett sådant träd ger ofta den tydligaste informationen om arters släktskap.
Ett system för alla levande varelser
Linné delade in organismvärlden i två riken. "Plantae" bestod av landväxter, svampar och alger medan "Animalia" innefattade djuren. Med tiden har man funnit att det inte är så enkelt som att dela in allt levande i två riken, åtminstone inte om man vill att rikena ska vara naturliga grupper.
År 1969 föreslogs denna indelning i riken:
- Monera (bakterier)
- Protista (encelliga organismer)
- Plantae (växter)
- Fungi (svampar inklusive lavar)
- Animalia (djur)
Ganska snart insåg man emellertid att inte heller dessa riken var naturliga. Särskilt Protista utgjorde ett sammelsurium av obesläktade organismer som inte passade in i något av de andra rikena. Forskarna har kommit fram till att den mest naturliga indelningen måste vara att gruppera organismerna efter hur deras celler är uppbyggda. Numera är den högsta indelningen i tre domäner (som i sin tur delas in i riken):
- Archaea (arkéer)
- Bacteria (eller Eubacteria, bakterier eller eubakterier)
- Eukarya (eukaryoter: djur, växter, svampar och andra högre organismer)
Arkéer (fd. arkebakterier) är några av jordens mest udda organismer som klarar att växa i till exempel svavelkällor eller vulkaner på havsbotten. De är mycket olika de vanliga bakterierna, eubakterierna, men båda dessa grupper kännetecknas av att ha en enkel, prokaryot cell, som saknar cellkärna. Eukaryoter, det vill säga resten av jordens arter, har mycket komplicerade celler med cellkärna och olika cellorganeller. Att dela in det eukaryota riket i naturliga grupper är en stor utmaning för dagens forskare, och arbetet med detta pågår hela tiden.
Hierarki bland organismerna
För att hålla ordning inom varje rike finns det en hierarki där varje nivå har ett vetenskapligt namn. På högre nivå än släkte har namnen ibland en speciell ändelse. Vitsippans hierarki ser ut så här (not: det finns alternativa indelningar med fler nivåer och där grupper förs till högre eller lägre nivåer):
|
Husflugans hierarki och namngivningser lite annorlunda ut eftersom den är ett djur:
|
En art kan sedan delas upp i mindre grupper. Då lägger man till en förkortning och gruppens namn efter artnamnet:
| Grupp | Förkortning |
| Underart (= subspecies) | subsp. |
| Varietet | var. |
| Form | f. |
I fjällen finns till exempel en underart av ängssyra som heter Rumex acetosa subsp. lapponicus. I de vetenskapliga djurnamnen brukar man inte skriva ut förkortningen. Den smalnäbbade underarten av nötkråka skrivs helt enkelt: Nucifraga caryocatactes macrorhynchus.