Gliederung
der Vielfalt (Systematik)
Die biologische Systematik ist
die Wissenschaft von der Ordnung der Lebewesen. Die phylogenetische
Systematik bemüht sich um eine Ordnung entsprechend der stammesgeschichtlichen
Verwandtschaft. Die Art ist die grundlegende Einheit der Systematik. Im
Gegensatz zur Art lassen sich ranghöhere und niedrigere systematische Kategorien nicht
eindeutig definieren.
Begriffe und Definitionen
Seit den Anfängen der Kultur teilt der Mensch Naturobjekte in verschiedene
Gruppen ein. Bei Pflanzen unterschied man z. B. in solche, die essbar
sind, und andere, die als Brennstoff genutzt werden konnten, weiter in
Giftpflanzen, Heilpflanzen und Drogen. Eine solche Untergliederung der
Vielfalt führte jedoch auch schon zu der Erkenntnis, dass die Unterschiede
zwischen verschiedenen Individuen mehr oder weniger groß, manchmal
aber fast nicht zu erkennen sind. Auf diese Weise entstand der morphologische
Artbegriff: Individuen, die einander
zum Verwechseln ähnlich sehen, wurden mit einem Namen benannt.
Durch die weitergehende wissenschaftliche Beschäftigung mit Pflanzen
und Tieren wurde immer deutlicher, dass die morphologische Definition
der Art nicht ausreicht. So lassen sich männliche und weibliche Vertreter
einer Art aufgrund ihrer Gestalt nicht immer als zusammengehörig
erkennen, noch deutlicher wird dies bei verschiedenen Altersstufen, z.
B. eines Grasfrosches oder einer Buche (siehe Bild 1).
Hier sind weitere biologische Untersuchungen zum Entwicklungsgang oder
zur Fortpflanzungsweise notwendig. Solche Untersuchungen führten
zur Entwicklung des biologischen
Artbegriffs: Arten sind Gruppen
von Individuen (Populationen), die sich miteinander sexuell fortpflanzen
können und die von anderen Populationen reproduktiv isoliert sind.
Sie bilden einen Genpool. Dieser Artbegriff setzt allerdings zweigeschlechtliche
Fortpflanzung voraus. Bei Lebewesen, die sich ungeschlechtlich vermehren
- z. B. durch Zweiteilung, wie viele Bakterien - aber auch bei höheren
Pflanzen, die sich selbst befruchten oder auch ohne Befruchtung Samen
ansetzen, wird die Artabgrenzung schwierig.
CARL VON LINNÉ (1707-1778) führte 1735 die heute noch übliche wissenschaftliche Benennung von Pflanzen- und Tierarten (Taxonomie) ein: Jeder Name setzt sich aus einem Gattungs- und einem Artnamen zusammen, analog den Familien- und Vornamen der Menschen: Galanthus nivalis L. z. B. ist der wissenschaftliche Name des Schneeglöckchens, Parus major L. der der Kohlmeise (binäre Nomenklatur). Der erste dieser lateinischen oder latinisierten Namen wird großgeschrieben, der zweite klein. Das L. steht als Abkürzung für LINNÉ und bezeichnet den Autor, der als Erster die wissenschaftliche Artbeschreibung verfasst hat. Die Regeln, die bei der Artbeschreibung eingehalten werden müssen, sind in internationalen Codes festgelegt.
Die abgestufte Ähnlichkeit der Lebewesen, die es in den meisten Fällen
leicht macht, Individuengruppen als Arten zu erkennen und abzugrenzen,
setzt sich "nach oben" fort: Es gibt ähnliche Artengruppen,
die als Gattungen, ähnliche Gattungsgruppen, die als Familien zusammengefasst
werden. Diese abgestufte Ähnlichkeit der Lebewesen rechtfertigt die Eingruppierung
aller Lebewesen in ein hierarchisches System.
Im Unterschied zur Art lassen sich jedoch die höheren taxonomischen
Kategorien nicht objektiv definieren. Was ein Systematiker für
eine Gattung hält, dem mag ein anderer schon den Rang einer Familie
zugestehen. Weitgehend einig ist man sich allerdings darüber, dass
die taxonomischen Kategorien die stammesgeschichtliche
Verwandtschaft der enthaltenen Arten zum Ausdruck bringen sollen:
Arten einer Gattung gehen auf eine Ursprungsart zurück, Gattungen
einer Familie auf eine Ursprungsgattung, Familien einer Ordnung auf eine
Ursprungsfamilie. Man könnte dies auch so ausdrücken: Was in
einer früheren erdgeschichtlichen Epoche eine Art
war, ist später zu einer Gattung,
dann zu einer Familie, einer Ordnung,
einer Klasse usw. geworden. Die auf
diesen Grundlagen beruhende systematische Einteilung wird auch Cladistik
genannt. Die Vielfalt der Lebewesen wird traditionell in zwei Reiche,
das Pflanzenreich und das Tierreich, eingeteilt. In unserer makroskopischen
Welt fällt es im Allgemeinen auch nicht schwer, ein Lebewesen als
"Pflanze" oder "Tier" zu erkennen. Es gibt allerdings
Fälle, die auch schon LINNÉ Schwierigkeiten bereiteten. Zu diesen gehören u. a. die fest sitzenden "Seeanemonen"
oder die auch als "Blumentiere"
bezeichneten Steinkorallen.
Noch schwieriger wird die Unterscheidung bei Mikroorganismen. Lange Zeit behielt man die Einteilung jedoch bei. Bakterien und Pilze wurden dem Pflanzenreich zugerechnet, bei Einzellern rechnete man die Formen mit Chlorophyll dem Pflanzenreich, die anderen als "Protozoen" dem Tierreich zu.
Formen wie die Augengeißler
(Gattung Euglena) oder die Panzergeißler
(Dinoflagellaten, z. B. die Gattung Ceratium) wurden sowohl in das zoologische wie in das
botanische System eingeordnet, obwohl sie zur Fotosynthese in der Lage
sind. Beim Augengeißler Euglena können durch schnelle Teilungsfolge
und ungleiche Verteilung Chloroplasten freie Individuen entstehen. So
könnte der Übergang von der Pflanze zum Tier innerhalb einer
Art stattfinden.
Heute weiß man, dass der grundlegendste Unterschied zwischen den
Lebewesen die Organisation der einzelnen Zelle ist. Bei den Prokaryota,
den "Kernlosen", sind die einzelnen Zellen wesentlich einfacher
gebaut als bei den Eukaryota, den "Kernhaltigen".
Innerhalb der Prokaryota kann man aufgrund der unterschiedlichen genetischen
Struktur, insbesondere der ribosomalen RNA die ursprünglicheren Archaea
(Archaebacteria) und die Bacteria (Eubacteria) unterscheiden.
Die Einteilung der Lebewesen erfolgt in drei große Gruppen, sogenannte
Domänen:
- Archaea (Urbakterien),
- Bacteria (Echte Bakterien) und
- Eukarya (Kernhaltige).
Durch einen relativ komplizierten Prozess mehrfacher Endosymbiose sind aus Prokaryota Eukaryota hervorgegangen. Sie werden seit einigen Jahrzehnten in die Reiche
- Protista (auch Protoctista, Begründer),
- Plantae (Pflanzen),
- Fungi (Pilze, Chitinpilze) und
- Animalia (Tiere)
aufgeteilt.
Während Pflanzen, Pilze und Tiere gut abgrenzbare Reiche bilden, die sich jeweils relativ sicher auf einen gemeinsamen Ursprung zurückführen lassen, sind die Protoctista eine sehr heterogene Gruppe. So unterschiedliche Lebewesen wie der ein Fußballfeld füllende Riesentang Macrocystis und die wenige Tausendstel Millimeter großen Erreger der Schlafkrankheit (Trypanosoma) werden hier eingeordnet. Aus diesen sehr unterschiedlichen Protisten sind an verschiedenen Stellen die Pflanzen, die Tiere und die Chitinpilze hervorgegangen. 2005 hat ein Consortium zahlreicher Taxonomen es unternommen, auf der Grundlage neuer molekulargenetischer Befunde eine Gliederung aller Eukaryota nach Verwandtschaftsgruppen vorzunehmen. Dieser Vorschlag unterscheidet fünf „Supergruppen“. In einer dieser Supergruppen, in den Unikonta („Eingeißelige“) finden sich sowohl die Pilze als auch die Tiere, außerdem Schleimpilze, Amöben und einige Flagellaten. Die Pflanzen sind in der Gruppe der Archaeplastida („Urplastidenhaltige“) enthalten, außerdem die Rotalgen, und auch die meisten früher zu den Grünalgen zählenden Verwandtschaftsgruppen sind dort untergebracht. Die drei anderen Supergruppen sind Protisten. Nur in einer von ihnen, bei den Chromalveolata ("Farbblasenhaltige"), kommen mit den Braunalgen auch große, vielzellige Organismen vor. Die Erforschung der Verwandtschaftsverhältnisse der Eukaryotengruppen ist noch nicht abgeschlossen.
Da eine klare und übersichtliche Aufteilung
in mehrere Reiche schwierig ist, hilft jedoch der alte Begriff der Protista (Begründer), wenn man beachtet, das darunter alle an der Basis der Eukaryota stehenden Organismengruppen zusammengefasst werden, obwohl sie nicht näher miteinander verwandt sind.