GROSSE IDEEN | WIE WIR DAS LEBEN KLASSIFIZIEREN
Das Leben benennen Ein Botaniker namens Carl von Linné (1707–78) – später latinisiert zu Carolus Linnaeus – hatte die Struktur von Blumen untersucht, ihre Teile als Fortpflanzungsorgane identifiziert und ihre Vielfalt katalogisiert. In 1735 veröffentlichte er eine Broschüre mit dem Titel „Systema Naturae" oder „Natürliches System". Zunächst wurde ein hierarchisches Klassifizierungssystem allen bekannten Lebens beschrieben, das durch Ränge definiert wurde. Klassen – wie Reptilien, Vögel und Säugetiere – wurden in Ordnungen – wie Tauben, Eulen und Papageien – und dann in Gattungen (Singular, Gattung) aufgeteilt. Der Gattungsrang definierte die Grundform eines Organismus, beispielsweise Bär, Katze oder Rose. Wie es damals üblich war, wurde der spezifische Typ (entspricht John Rays Art) immer noch durch eine umständliche lateinische Beschreibung bezeichnet. Im Jahr 1753 änderte Linnés „Species Plantarum" dies, indem er Pflanzen durch Ein-Wort-Namen ersetzte, und seine zehnte Ausgabe von Systema Naturae aus dem Jahr 1758 tat dasselbe für Tiere. Beispielsweise erhielt der Braunbär, der 1735 in seine Gattung Ursus aufgenommen wurde, nun den spezifischen Namen Ursus arctos. Die Veröffentlichungen von Linnaeus aus den Jahren 1753 und 1758 markieren den Beginn anerkannter wissenschaftlicher Namen für Pflanzen bzw. Tiere. Dieses Zwei-Namen-System wurde in der Biologie allgemein übernommen: Der erste Name (Ursus) bezeichnet die Gattung und der zweite (Arctos) die Art. Das taxonomische System von Linnaeus wird auch heute noch verwendet – jedoch mit einigen Modifikationen und zusätzlichen Rängen. Während unser Wissen über die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Arten zunimmt, wechseln viele Arten zu anderen Gattungen und ändern dabei ihren aus zwei Wörtern bestehenden wissenschaftlichen Namen.
KLADISTISCHE ANALYSE ZEIGT DASS VÖGEL AM NÄCHSTEN SIND ZU DINOSAURIER
DAS LEBEN ORGANISIEREN Auch im 19. Jahrhundert betrachteten viele die Variationen einzelner Lebensformen noch als unvollkommene Abweichungen von einer Idealform.
Charles Darwins Anerkennung der Bedeutung dieser Variationen für die Evolution führte zu einer Abkehr von dieser aristotelischen Sichtweise. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war bekannt, dass Arten aus variablen Populationen bestehen, und die genetische Grundlage für diese Variation wurde besser verstanden (siehe S. 108–109). In den 1960er Jahren wandte der deutsche Biologe Willi Hennig (1913–76) strengere Evolutionsregeln zur Klassifizierung des Lebens an. Gruppen auf jedem Rang sollten alle Arten enthalten, die von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen. Diese Gruppen wurden Kladen genannt, das Verzweigungsdiagramm, das sie zeigt, wurde Kladogramm genannt, und die neue Methode wurde Kladistik genannt. Seitdem hat sich die Kladistik allgemein als die geeignete Methode zur Klassifizierung des Lebens etabliert – denn diese Methode zeigt deutlich, in welchem Ausmaß ein Tier mit einem anderen verwandt ist. Die Klassifizierung spiegelt nun evolutionäre Beziehungen wider, und taxonomische Gruppen wurden auf der Grundlage der Abstammung von gemeinsamen Vorfahren neu definiert. Zu wissen, wie eng verwandte Arten miteinander verwandt sind, ist nützlicher, als zu wissen, dass sie einfach nur ähnlich sind. Wenn wir wissen, dass eine Pflanze ein lebensrettendes Medikament produziert und wir auch wissen, welche anderen Pflanzen eng damit verwandt sind, können wir unsere Suche nach neuen Quellen für dieses Medikament konzentrieren. Die Kladistik veränderte die Sichtweise von Taxonomen auf linnäische Gruppen. Während Taxonomen einst Säugetiere und Vögel als Gruppen (Klassen) von gleichem Rang wie Reptilien verstanden, haben kladistische Gruppierungen diese Vorstellung überarbeitet. Wir wissen heute, dass sich Säugetiere und Vögel aus Reptilien entwickelt haben, Reptilien aus Amphibien und so weiter. Daher klassifiziert die Kladistik Säugetiere und Vögel als zwei unterschiedliche Gruppen innerhalb einer größeren Gruppe, zu der auch Reptilien gehören, da sie alle einen einzigen gemeinsamen Vorfahren haben. Heutzutage verfügen Taxonomen über ein besseres Werkzeug als die Anatomie, um evolutionäre Zusammenhänge aufzudecken. Seit sie erkannt haben, dass vererbte Gene gespeichert werden, nutzen Biologen die DNA als Informationsquelle im Inneren. DNA enthält einen Code – eine Abfolge chemischer Komponenten entlang ihrer Kette. Eng verwandte Arten haben ähnliche Sequenzen. Moderne Analysetechniken können in Verbindung mit leistungsstarken Computerprogrammen die DNA mehrerer Arten vergleichen und so die statistische Wahrscheinlichkeit einer Verwandtschaft zwischen Arten ermitteln. Biologen können sogar DNA-Informationen verwenden, um zu berechnen, wann zwei Organismen voneinander abweichen (siehe S. 170–71). Anschließend können sie Cladogramme mit Zeitschätzungen erstellen, die auf jeden Verzweigungspunkt angewendet werden. Diese „Zeitbäume" des Lebens können verwendet werden, um den evolutionären Fortschritt über Millionen oder Milliarden von Jahren abzubilden. Das bedeutet, dass taxonomische Gruppen nicht nur durch ihre Abstammung definiert werden, sondern auch durch ihre geschätzten Entstehungs- und Divergenzzeiten.
GROSSE IDEEN | WIE WIR DAS LEBEN KLASSIFIZIEREN
Die Klassifizierung von Lebewesen umfasst mehr als nur die Entschlüsselung der Ordnung der natürlichen Welt. Moderne Biologen klassifizieren Arten auf der Grundlage ihrer Abstammungsbeziehungen, und ihre Methoden dafür wurden im Laufe von 200 Jahren der Erforschung so unterschiedlicher Disziplinen wie Anatomie, Paläontologie und Genetik verfeinert.
▶ Sammlung von Exemplaren Neue Arten werden aus konservierten Exemplaren – sogenannten „Typusexemplaren" – beschrieben, die als wissenschaftliche Sammlungen in Museen aufbewahrt werden.
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