TOHUMSUZ BİTKİLER SİSTEMATİĞİ

TOHUMSUZ BİTKİLER
SİSTEMATİĞİ
SİSTEMATİK VE TAKSONOMİ
• Sistematik, biyolojik çeşitliliği,
organizmaların tarihini ve aralarındaki
evrimsel ilişkileri araştıran bilim
dalıdır.Kısaca canlı çeşitliliğinin birimidir.
Çeşitli bilim dallarından sağlanan verileri
kullanarak, organizmaları
tanımlayan,isimlendiren,organizmaları
arasındaki akrabalıkları saptayan ve
sınflandıran bir bilim dalıdır.
• Tüm biyolojik bilimleri kapsayan
sistematik, en eski ve en temel ve aynı
zamanda dinamik bir bilim dalıdır. Bu
özellikleri, doğa ile iç içe olmasından
kaynaklanmaktadır. Sistematik kısaca
organizma çeşitliliğinin bilimidir.
• Sistematiğin bir alt dalı olan taksonomi ise
sınıflandırma ile
uğraşır.Sınıflandırma,isimlendirme(nomen
klatür), tanıma (identifikasyon) ve
tanımlamayı (deskripsiyon) kapsar.
Taksonomi , kısaca biyoçeşitliliğin
dokümantasyonunu hazırlayan bir bilim
dalı olarak da tanımlanır.
• Taksonomi; biyologların, çevrecilerin ve
diğer doğa bilimcilerin yeryüzünde büyük
çeşitlilik gösteren canlıları sınıflandırma ve
aralarındaki evrimsel ilişkileri anlama bilimi
ve yöntemidir.
• Çağdaş taksonomi 1700’lü yılların
ortalarında İsveçli doğa bilimci CARL
LİNNE ‘nin “Systema Naturae” ile
başlamıştır. Canlıları sınıflandırmanın
yanında isimlendirme kurallarının da
başlangıcını bu eser oluşturur.Taksonomi
terimini ilk kez 1813 yılında Fransız
botanikçi A.P. De CANDOLLE
kullanmıştır.
• Biyolojik anlamda sınıflandırma,
organizmaları hiyerarşik bir düzene
koymaktır. Sınıflandırmanın son ürünü ise
canlıların akrabalıklarını göseteren bir
düzenleme yada bir sistemdir.
Günümüzde çeşitli sınıflandırma
yöntemleri vardır.
1. Yapay Sınıflandırma
• Renk, şekil , habitus vb. gibi kolay
gözlenebilen, amaca göre seçilen bir yada
birkaç karaktere dayalı
sınıflandırmalardır.Belirgin ve kolayca
gözlenebilen benzerlik yada farklılıklar
esas alınır. 1830’lara kadar yapılan tüm
sınıflandırmalar bu tip sınıflandırmalardır.
• Yapay sınıflandırma, oluşturulan gruplar
hakkında önceden bir fikir vermez.Çünkü
yapaysınıflandırma da birbirileri ile ilişkisi
olmayan canlılar bir araya gelir. Örneğin,
hayvanlar kuyruklu ve kuyruksuz olma
özelliğine göre sınıflandırılırsa insan, mink,
ginepig, kurbağa gibi hayvanlar aynı
grupta yer alır.
2.Doğal Sınıflandırma
• Tüm morfolojik benzerlikler esas alınarak
yapılan sınıflandırmalardır.Doğal
sınflandırmada temel birim “Tür”dür.
Türler, uyumlu karekterler esas alınarak
birbirinden ayrılır. Yani her türün kendine
özgü karekterleri vardır. Aralarındaki ortak
özellikler (benzerlikler) esas alınarak
türler, üst kategorilerde toplanır. (genus,
familia…) Sonuçta hiyerarşik bir sıra
ortaya çıkar.
• Doğal sınflandırma da ortaya çıkan
hiyerarşik sıra dendrogram şeklinde
gösterilir.(şekil 1.4) Burada taksonların
benzerlikleri dikkate alınarak akrabalıkları
ortaya konur. Herhangi bir filogenetik
anlamı yoktur. Bu nedenle dendrogramlar,
filogenotik ağacı ile karışrıtılmamalıdır.
• Doğal sınıflandırma ADANSON ile
başlamıştır. 18. ve 19. yüzyılda genellikle
morfolojik özelliklere göre sınıflandırmalar
yapılmıştır.
3.Fenetik Sınıflandırma (Nümerik
Taksonomi)
• Taksonlar arasındaki benzerlik derecesini
temel alarak organizma grupları arasındaki
akrabalığın araştırılmasıdır. Biyolojinin tüm
bilim dallarından (morfoloji, anatomi,
sitoloji, fitokimya, embriyoloji, moleküler
biyoloji vb.) elde edilen veriler kullanılarak
yapılan sınıflandırmalardır.
• Fenetik veriler günümüzde filogenetik
kladistik sınıflandırmalarda da
kullanılmaktadır. Fenetik uyumlu olsun
yada olmasın çok sayıda özelliği analiz
ederek; organizmalar arasında ki doğal
akrabalığı göstermeyi amaçlar.Çok sayıda
karakter (100-200 kadar) kullanıldığı için
bilgisayar ve istatistik yöntemlerden
yararlanılır.
• Böylece hatanın en aza indirilmesi
amaçlanır. Organizmaların vücutlarının her
organından ve dokularından
özelliklerinden özellikler seçilir.
• Fenetikçiler, tüm karakterlere eşit ağırlık
verirler ve karaterlerin önemli yada
önemsiz olarak alınmasını kabul
etmezler.Fenetik yöntem , filogeniyi
göstermediği gibi evrimsel akrabalığı
göstermez.
4.Filogenetik Sınıflandırma
• Taksonların bilinen ya da düşünülen
filogenisi esas alınarak yapılan
sınıflandırmalardır. DARWIN sonrası
yapılan sınıflandırmaların çoğunlukla
filogenetik olması iddası vardır. Filogenetik
sınıflandırmada oluşturulan sistem,
grupların farz edilen evrimi bir filogenetik
ağaç şeklinde gösterir.
5.Sınıflandırmada Kladistik
Yaklaşım ve Uygulanışı
• Kladistik, latince “ dal “ anlamına gelen “
Klad (Clade) “ kelimesinden türetilmiş bir
terimdir. Kavram, kladogram denilen
filogenetik ağacın doğal dallanmasını ifade
eder.(şekil 1.5) Tüm benzerlikleri kullanan
fenetiğin aksine kladistik, sinapomorfi
denilen taksonlar arasındaki akrabalığı
gösteren, paylaşılan türemiş karakterleri
kullanır.
• Kladistik, uzak atalarında bulunmayan ,
ortak atayı gösterdiği kabul edilen ve
paylaşılan türemiş karakterleri temel
alarak bitki ve hayvanları sınıflandırma
yöntemidir. Benzerlikler dikkate
alınmaksızın yalnız organizma gruplarının
paylaştığı ortak karakterler esas alınır.
• Bu ortak karakterler türemiş karakterler
olmalı ve bu karakterler ortak atayı
göstermelidir. 1960’lardan beri popüler
olan kladistik sisteme göre sınıflandırma
yalnız evrimsel geçmişi yansıtmalıdır.
Benzerlik yakın akrabalığı yansıtmıyorsa
morfolojik tüm benzerlikler ihmal edilir.
• Karakter, bir organizmaya ait olan ya da
bir organizmanın gözlenebilen , sayılabilen
veya ölçülebilen herhangi bir özelliğidir.
Kısaca kalıtsal bilginin fenotipik ifadesidir.
Karakter polarizasyonunda kullanılacak
karakterlerin tümünün ya da bir kısmının
ilkel yada ileri olduğunun belirlenmesi
gereki.
• Ancak polarizasyon, dış grup kriterlerine
dayanır. Burada özelliklerin ileri yada ilkel
olduğunu belirlemek her zaman mümkün
olmaz. Yöntemin tartışmalı kısmıda
burasıdır.
• Evrimsel akrabalık belirlenirken temel ilke,
en yakın akraba taksonların en fazla ortak
özelliğe sahip olmasıdır. Bu özellikler canlı
gruplarına göre değişkenlik gösterir.
Örneğin; Çiçek parçalarının özellikleri,
meyve özelliklerii DNA dizileri, iskelet
özellikleri, embriyonik özellikler, larval
gelişim vs. sayılabilir.
• Evrim ağaçlarını oluşturmak için önce
hangi karakterin yada karakterlerin
kullanılacağına karar vermek gerekir.
Seçilen karakterin kararlı (stabil) olması
esastır. Örneğin; omurgalılarda en çok
tercih edilen iskelet özellikleri ve dişlerdir.
Ayrıca DNA dizileri ve immünolojik
özellikler de tercih edilmektedir.
Kladistik analiz sırasında türemiş
taksonların akrabalığında şu üç
kavram önemlidir
• 1.Monofiletik; Ortak bir atadan gelen, diğer bir
ifade ile tümü ortak bir atanın soyu olan
gruplar.(şekil 1.9)
• 2.Parafiletik ; Ortak atadan gelmeyen bir ya da
daha fazla takson içeren gruplardır.Gruplar
simpleziyomorfik ve apomorfik özellikleriyle
tanımlanır.(şekil 1.9)
• 3.Polifiletik; Ortak bir atadan gelmeyen
gruplardır. Benzerlik kovergensinin bir
sonucudur.(şekil 1.9)
Homoplaziden Kaçınma
• Bir homoplazi; ortak atadan gelmeyen ve
iki ve daha fazla tür tarafından paylaşılan
karekterlerdir. Tipik homoplazi konvergent
(daralan) evrimden
kaynaklanır.Kladogramlar hazırlanırken
bazen homoplazi ile atasal karakterleri
ayırmak mümkün olmayabilir.
• Homoplazinin tipik örneklerinden biri
hayvanlarda kanatlardır. Yarasa, kuş ve
böcek kanatları aynı görevleri yapan
organlardır. Kökenleri farklı olan bağımsız
ortaya çıkmış organlar olup konvergent
evrimin sonuçlarıdır.Eğer kladogram
hazırlanırken kanat bulunma özelliği
alınırsa ilgisiz türler biraraya gelir .
• Aynı ortamda yaşadığı için morfolojik ve
anatomik olarak benzerlik kazanan bazı
Hoodia (Asclepiadaceae), Euphorbia
(Euphorbiaceae) ve Cactaceae türleri
homoplazinin tipik örneklerindendir.
TAKSONOMİNİN TARİHİ
GELİŞİMİ
CHARLES DARWIN VE
SİSTEMATİKTE ÇAĞDAŞ
DEVRİMLER
• 1800’ lerde başlayan bu dönem , C.
DARWIN ‘in “ Türlerin kökeni (1859) ” adlı
eserinin yayınlanmasıyla hızlanmıştır.
Evrim denince nedense hemen DARWIN
akla gelir. Oysa aynı yıllarda ALFRED
RUSSEL WALLACE (1823-1913), evrimin
temel ilkelerinden olan doğal
seçiciliğikavramış ve ortaya koymuştur.
• DARWIN’den 100 yıl önce LINNE , türlerin
değişmez yaratıklar olmadığını
anlamıştır.A.R. WALLACE ,DARWIN’ e
gönderdiği bir çalışmasında doğal
seçicilikten söz etmiştir. Bunun üzerine
DARWIN hazırladığı, ancak ölümünden
sonra yayınlanmasını vasiyet ettiği eserini
yayınlamak zorunda kalmıştır.
• İngiliz Bilim Akedemisi Evrim Kuramını
“DARWIN-WALLACE KURAMI” olarak
tescil etmiştir. Asırlardır yerleşmiş
düşüncelere ters olduğundan eser geniş
yankılar uyandırmış ve bilim insanlarının
doğaya bakışı değişmiştir.
Evrim Kuramının Sistematiğe
Etkileri
• 1. Türler değişmeyen yaratıklar
değildir.Yaşamın uzun tarihi boyunca biri
diğerinden türemiştir.Türelerin şekilleri
sürekli olarak değişmeye devam eder. Bu
görüşe göre herhangi bir sistematik
gruptaki tüm türler ortak bir ataya sahip
olmalıdır ve gruplar filogenetik olarak
kurulmalıdır.
• ”Türler başlangıçta ne kadar
yaratılmışlarsa şimdi de o kadardır.”
görüşünde olanlar zamanla azalmaya
başlamışve yeni sınıflandırma
sistemlerinin evrimsel olmasına
çalışılmıştır.Ancak o dönemde eldeki
kanıtların yetersiz oluşu , türler arasında
gerçek akrabalığı ortaya koymayı ve buna
göre filogenetik bir sistem yapmayı da
zorlaştırmıştır.
• 2.Türler tiplerle (typus) temsil edilemez,
ancak değişken populasyonlar tarafından
temsil edilebilir. DARWIN en azından
populasyon sistematiğinin ilkelerini
kavramış ve varyasyonların gerçek
doğasının onda saklı olduğu sonucunu
çıkarmıştı.
• 1800’lü yılların sonunda, MENDEL’in
genetiğin ilkelerini keşfetmesi ve 1900’lü
yılların sonuna doğru da populasyon
genetiğinin gelişmesi ile bu konu oldukça
açıklık kazanmıştır.
DARWIN,bir sınıflandırma sistemi
yapmamıştır.Ancak sınıflandırmada şu önemli
ilkelere önem verilmesi gerektiğini belirtmiştir.
• 1.En değişmez organlar hangileri ise
sınıflandırmada onlar kullanılmalıdır.
• 2. Körelmiş organlar sınıflandırma
açısından fizyolojik ve yaşamsal önemi
olan organlardan daha önemlidir.
• 3. Bir organın fizyolojik olarak önemli
olması sınıflandırma açısından da önemli
olduğunu göstermez.
• ROBERT HARDING WHITTAKER (19201980)
Amerikalı ekolog R.H.WHITTAKER
,1978 de yayınladığı “Classification of
Plant Communities” adlı eserinde yeni bir
sınıflandırmasistemi oluşturarakcanlılar
alemini aralarındaki akrabalığa göre
Monera, Protista, Fungi, Plantae ve
Animalia olarak 5 aleme ayırmıştır.
• Bu sınıflandırmada canlıların beslenme
şekilleri, fotosentez (bitkiler), absorbsiyon
(mantarlar), sindirme (hayvanlar) ve
hücresel oraganizasyonun 3 düzeyi olan
prokaryot, bir hücreli ökaryot, çok hücreli
ökaryot esas alınmıştır.Hücresiz
olduklarından virüsler bu sistemde yer
almamıştır.
• Prokaryotlar bir alemde (MONERA)
toplanmıştır.Monera içerisinde mavi-yeşil
algler (Cyanobacteria=Cyanophyta) O2
çıkaran fotosentez yapmaları ile
farklıdır.Bitki, mantar ve hayvan olmayan
ökaryotik organizmalar Protista alemi
olarak sınıflandırılmıştır ve oldukça
karmaşık bir gruptur.
• Bitki benzeri (alg) ,hayvan benzeri
(protozoa) ve mantar benzeri (cıvık
mantar) organizmalar Protista alemi
içerisinde yer alırlar.Bu karmaşık grubu
farklı alemlere ayırma eğilimi de
vardır.Bitkiler, hayvanlar ve mantarlar
alemi ise oldukca homojen gruplardır ve
beslenme şekilleri farklıdır.
• Alem sayısı giderek artmaktadır.Amerikalı
mikrobiyolog CARL RICHARD WOESE ,
1977’ de yayınladığı “Phylogenetic
Structure of the Procaryotic Domain:
the primary kingdoms” adlı kitabında o
güne kadar bilinen alemlerden daha ilkel
bir alem olan Archaebacteria ile 6. bir alem
önermiştir.
• C.R. WOESE , 1990’da yayınladığı “
Towards a naturel system of
organisms: proposal for the domain
Archaea, Bacteria and Eucarya” adlı
eserinde aleminde üzerinde yeni bir
kategori olan “Domain” i
önermiştir.WOESE 1990’a göre canlılar
Bacteria ,Archaea ve Eukarya olmak
üzere 3 Domain’e ayrılır.