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 (1920-1980) 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.