UNIVERSITATEA ECOLOGIC DIN BUCURETI FACULTATEA DE ECOLOGIE I PROTECIA MEDIULUI

Lector FINICA IVANOV

TAXONOMIE

SUPORT DE CURS

2012

CUPRINS

1. NOIUNI INTRODUCTIVE ....................................................................................... 5

1.1. Ce este taxonomia?.................................................................................................. 5

1.2. Diversitatea organismelor i necesitatea clasificrii lor ...................................... 5

1.3. Istoria taxonomiei.................................................................................................... 6

1.4. Taxonomie, sistematic, clasificare ..................................................................... 10

1.5. Scopul taxonomiei ................................................................................................. 11

2. IMPORTANA TAXONOMIEI. LOCUL TAXONOMIEI N CADRUL

TIINELOR BIOLOGICE .......................................................................................... 12

2.1. Contribuiile taxonomiei n biologia teoretic.................................................... 12

2.2. Contribuiile taxonomiei n biologia aplicat ..................................................... 13

2.2.1. Agricultur i silvicultur .............................................................................. 13

2.2.2. Controlul biologic ........................................................................................... 15

2.2.3. Carantina......................................................................................................... 16

2.2.4. Studierea i managementul biodiversitii................................................... 16

2.2.5. Prospeciuni minerale .................................................................................... 17

2.2.6. Probleme de mediu ......................................................................................... 17

2.2.7. Fertilitatea solului........................................................................................... 18

2.2.8. Comerul.......................................................................................................... 18

2.2.9. Industria farmaceutic, cercetarea medical i sntatea public............ 19

3. ORGANIZAREA IERARHIC A SISTEMELOR BIOLOGICE. CATEGORII

DE IERARHII N LUMEA VIE .................................................................................... 21

3.1. Noiunea de sistem................................................................................................. 21

3.2. Organizarea ierarhic a sistemelor dinamice..................................................... 22

3.3. Categorii de ierarhii n lumea vie ........................................................................ 23

2

3.3.1. Ierarhia sau ordinea taxonomic .................................................................. 23

3.3.2. Ierarhia organizatoric sau sistemic........................................................... 25

3.3.3. Interaciunea dintre ierarhia sistemic i cea taxonomic ......................... 26

4. CARACTERIZAREA REGNURILOR..................................................................... 28

4.1. Supraregnul Procariota ........................................................................................ 28

4.1.1. Regnul Monera ............................................................................................... 28

4.2. Supraregnul Eucariota ......................................................................................... 30

4.2.1. Regnul Protista ............................................................................................... 30

4.2.2. Regnul Fungi................................................................................................... 31

4.2.3. Regnul Plantae ................................................................................................ 32

4.2.4. Regnul Animalia ............................................................................................. 32

5. NOMENCLATURA TAXONOMIC....................................................................... 33

5.1. Nomenclatura binomial ...................................................................................... 33

5.2. Codurile de nomenclatur .................................................................................... 35

5.3. Numele taxonilor supragenerici........................................................................... 36

5.4. Citarea autorilor.................................................................................................... 37

6. CARACTERELE TAXONOMICE I ANALIZA LOR ......................................... 39

6.1. Ce sunt caracterele taxonomice? Caracter trstur de caracter................. 39

6.2. Analiza caracterelor.............................................................................................. 40

7. CARACTERE MORFOLOGICE, BIOCHIMICE I GENETICE....................... 44

7.1. Caractere morfologice .......................................................................................... 44

7.2. Caractere biochimice ............................................................................................ 47

7.4. Caractere genetice ................................................................................................. 48

8. CARACTERE BIOLOGICE, ECOLOGICE, FIZIOLOGICE I ETOLOGICE 50

8.1. Caractere biologice................................................................................................ 50

8.2. Caractere ecologice ............................................................................................... 54

8.3. Caractere fiziologice.............................................................................................. 56

8.4. Caractere etologice................................................................................................ 59

9. CILE DE DETERMINARE..................................................................................... 60

3

9.1. Determinarea sau identificarea organismelor. Scopul determinrii................ 60

9.2. Determinarea din literatur ................................................................................. 62

9.3. Determinarea din cheile de determinare ............................................................ 63

9.4. Determinarea din imagini sau desene ................................................................. 66

9.5. Determinarea prin comparaia direct ............................................................... 66

9.6. Determinarea din descrieri verbale ale speciei................................................... 67

9.7. Determinarea prin combinarea diferitelor metode............................................ 68

10. TIPURI DE CHEI DICHOTOMICE ...................................................................... 69

10.1. Cheie paralel ...................................................................................................... 70

10.2. Cheie indentat.................................................................................................... 71

10.3. Cheie tabular ..................................................................................................... 73

10.4. Cheie grupat ...................................................................................................... 74

10.5. Cheie combinat .................................................................................................. 75

10.6. Cheie pictorial.................................................................................................... 76

10.7. Cheie arborescent.............................................................................................. 76

10.8. Cheie tip caset .................................................................................................... 77

BIBLIOGRAFIE.............................................................................................................. 78

4

1. NOIUNI INTRODUCTIVE (dup Manoleli, 2006)

Scopul cursului: nelegerea i deprinderea utilizrii cilor i mijloacelor de identificare a

organismelor vegetale i animale pn la categoria de specie, att pe teren ct i n

laborator; nsuirea practicilor de lucru cu informaia de sistematic.

Obiectivele cursului:

Dezvoltarea capacitii de a utiliza n contextul proteciei mediului termeni i noiuni specifice taxonomiei.

Cunoaterea ierarhiei taxonomice i a grupurilor taxonomice cheie pentru interpretrile ecologice.

nsuirea principiilor taxonomiei i deprinderea utilizrii cheilor de determinare.

1.1. Ce este taxonomia? Taxonomia este partea sistematicii (o ramur a biologiei), care se ocup cu regulile

numirii, clasificrii i ordonrii vieuitoarelor ntr-un sistem organizat de stocare a

informaiei despre acestea i cu regsirea speciilor de microorganisme, plante i animale

n acest sistem.

1.2. Diversitatea organismelor i necesitatea clasificrii lor Numrul speciilor descrise depete un milion i jumtate, dar se estimeaz c numrul

speciilor de organisme care triesc pe pmnt este mult mai mare, de 3 pn la 10

milioane. n fiecare an sunt descrise mii de specii noi.

5

Aspectul cel mai izbitor al lumii vii este diversitatea sa. n populaiile care se reproduc pe

cale sexual, nici un individ nu seamn cu altul, nici o populaie sau o specie cu alta, nici

un taxon superior cu un altul. Oriunde ai privi gseti singularitate.

Cum s ne descurcm cu asemenea diversitate de fiine? ntrebarea nu este mai puin

valabil i dac ne referim la lumea lucrurilor nensufleite sau la cea a fenomenelor.

Fiecare ar trebui s aib un nume, s fie denumit. Aadar, este extrem de necesar s

nelegem rostul denumirii lucrurilor i fenomenelor.

Un suedez, Carolus Linnaeus, a realizat, la mijlocul secolului 18, un pas vremelnic,

extrem de important, de ordonare a descrierilor tiinifice ale organismelor realizate pn

la el. El este cel care a inovat clasificarea biologic i a stabilit sistemul cel mai logic de

atribuire a numelor organismelor vii.

1.3. Istoria taxonomiei nceputurile taxonomiei sunt legate de excelentele studii de anatomie comparat,

embriologie, comportament i ecologie ale lui Aristotel (384 322 .Ch.). El a fost cel

care a subliniat c animalele pot fi clasificate n funcie de modul lor de via, de

activiti, comportament i prile corpului. Tot el este cel care a difereniat formele de

insecte aripate de cele fr aripi, odat cu observarea altor animale ca psrile, petii i

balenele. Aristotel a creat ordinele Coleoptera, Diptera i Psychae (astzi Lepidoptera).

Astfel, taxonomia aristotelian s-a bazat pe subdiviziuni logice prin care membrii unei

perechi de grupe de organisme (taxoni) sunt caracterizai prin prezena sau absena unor

caracteristici alese. Ca urmare a marii sale contribuii n biologie, Aristotel i-a ctigat

numele de printe al clasificrii biologice.

Prima lucrare important privind att plantele ct i animalele a fost realizat de John

Ray (1627 1705), nativ din Notly, Essex, absolvent al Trinity College, Cambridge. Cea

mai interesant lucrare a sa de sistematic a fost Synopsis Methodica Animalium

6

Quadrupedum et Serpentini Generis publicat n 1693. El a urmat logica lui Aristotel i a

mprit animalele n animale cu snge i animale aparent fr snge. Acestea au fost

divizate, mai apoi, n animale cu branhii i animale cu plmni. Pentru caracterizarea

diverselor organisme el a utilizat drept caractere producerea de ou sau naterea de pui

vii, deinerea de crlige sau de gheare, existena a doi sau mai muli incisivi i aa mai

departe, acoperind astfel ntregul regn animal. Astfel, John Ray a realizat primul sistem

ierarhic de clasificare i a dat prima oar definiia speciei ca unitate reproductiv.

Carl Linnaeus, mai trziu Carolus von Linne (1707 1778), fiu al unui cleric i apoi

profesor de botanic la Uppsala, s-a nscut dup moartea lui John Ray la Raschult n

Suedia. El a publicat prima carte de 11 pagini n 1735 la Leydon i a fost primul care a

introdus sistemul ierarhic n clasificarea biologic, att la animale ct i la plante. Pentru

regnul animal a stabilit patru categorii: clas, ordin, gen i specie. Cartea sa a avut 12

ediii, dar cea mai mare contribuie a lui Linne n sistematic a fost utilizarea

nomenclaturii binominale (un sistem tiinific pentru denumirea speciilor) pentru toate

speciile de plante i animale n ce-a de-a 10-a ediie a lucrrii Systema Naturae n 1758.

Linne este primul care a elaborat un sistem de clasificare bazat pe caractere care s

serveasc pentru aranjarea speciilor n colecii i sistemul binominal de nomenclatur

pentru stocarea i accesarea informaiei din multitudinea de datele biologice. Pentru

contribuia sa a fost numit printele taxonomiei. Datorit, lui data de 1 ianuarie 1758

este extrem de important pentru taxonomia zoologic deoarece, conform Art. 3 al

Codului Internaional de Nomenclatur Zoologic, ea a fost adoptat drept punctul de

plecare pentru nomenclatura zoologic.

Michel Adanson (1727-1806), botanist francez i rival mai tnr al lui Linne, considera

c nu este posibil clasificarea bazat pe unul sau cteva caractere. El era de prere c

cele mai credibile metode trebuie s includ observarea i compararea a ct mai multe

caractere posibile. Ideile sale au fost preluate astzi de taxonomia numeric.

7

Cea mai serioas critic i mbuntire a sistemului linean a fost fcut de Lamarck

(1744-1829), care are cteva contribuii remarcabile n domeniul sistematicii. Lamarck a

publicat 7 volume din Histoire Naturelle des Animaux sans Vertebres ntre anii 1815-

1822. Lund n considerare regulile evoluiei, el a aranjat animalele de la simple la

complexe artnd c acestea din urm au evoluat din celelalte i a mprit regnul animal

n 3 seciuni pe baza capacitilor lor mentale. Acestea au fost apoi mprite pe clase,

animalele aparinnd la 4 tipuri majori: vertebrate, molute, artropode i radiate,

considerate ca fiind captul scrii naturii a lui Aristotel. Astfel, i animalele fr snge

au fost divizate, ceea ce a condus n final la o grupare nenatural. Cel mai important

suport oferit de Lamarck sistematicii a fost acurateea n diagnoza (caracterizarea

general) anumitor grupe de organisme (taxoni). Multe din numele de genuri i alte tipuri

de nume folosite de el sunt nc n uz. El a aranjat grupele de animale sub form de

ramuri de arbori, ceea ce a nsemnat nceputul utilizrii filogeniei n sistematic.

Cuvier (1769-1832) a criticat conceptul evoluionist al lui Lamarck. El este privit ca

fondatorul anatomiei comparate, component important a sistematicii. El a mprit

animalele n 4 seciuni animale vertebrate, molute, articulate i radiate. Dar nu a avut

nici o contribuie n ceea ce privete filogenia pe care a recomandat-o de altfel foarte

puin. Cea mai important contribuie a sa const n faptul c a insistat n introducerea

formelor fosile n clasificare.

Criticarea lui Lamarck a afectat serios progresul taxonomiei animale din acea perioad.

Urmtoarele decade sunt cunoscute pentru emergena a trei mari idei care au dus la

progrese importante n taxonomia animal. Prima este cunoscut drept Legea lui Baer,

fiind contribuia lui von Baer, profesor la Konigsberg. Conform acesteia cu ct un

embrion este mai tnr cu att acesta seamn cu ali embrioni aflai n acelai stadiu.

Ce-a de-a doua este explicarea acestei reguli de ctre Ernst Haeckel din Jena care a

afirmat c n timpul dezvoltrii sale un animal recapituleaz stadiile evoluiei sale

ancestrale, sau mai pe scurt, ontogenia repet filogenia. Aceast teorie este mai bine

8

cunoscut sub numele de Teoria recapitulrii. Ce-a de-a treia teorie a fost cea a

evoluiei prin selecie natural a lui Darwin i Wallace n 1859 cnd Darwin a publicat

cartea Originea speciilor prin selecie natural. Aceast teorie a susinut ideile lui

Lamarck i Cuvier i a fost cea care a furnizat cel mai mare sprijin sistematicii zoologice.

Dezvoltarea sistematicii a fost afectat negativ de opoziia puternic cu care s-a confruntat

Darwin. Mai trziu, susintorii acestuia au adunat tot mai multe dovezi n sprijinul teoriei

evoluioniste astfel nct, n secolul al XIX-lea ea a fost larg acceptat.

Cea mai spectaculoas dezvoltare a taxonomiei moderne a nceput n jurul anului 1930,

cnd specialitii au realizat c sistemul linean bazat pe unu sau dou specimene nu este la

fel de bun ca cel bazat pe studiul populaiilor. Din aceast cauz Mayr (1942) consider

speciile ca grupuri de populaii interfertile. Ideea taxonomiei populaiei a fost util

stabilind conceptul politipic care a dus la simplificarea clasificrii multor grupe de

animale, mai ales n cazul psrilor. n vocabularul teoriei taxonomice din era modern au

intrat termeni noi ca noua sistematic (Huxley, 1940) i biosistematic (Camp i

Gilly, 1943). Noua sistematic a dus la reevaluarea conceptului de specie din punct de

vedere biologic. Taxonomitii au fost forai s cread c toate organismele din natur

aparin unor populaii i c acestea nu pot fi studiate i clasificate cum se cuvine dect

dac sunt tratate ca probe din populaiile naturale. Ca urmare, taxonomitii au realizat c

n clasificare sunt importante i alte caractere dect cele luate de ei n considerare pn

atunci. Acetia au nceput s ias n teren pentru a suplimenta caracterele morfologice cu

alte caracteristici ale animalelor vii: comportament, sunete, ecologie, genetic,

zoogeografie, fiziologie i biochimie. Astfel, taxonomia a primit o nou etichet, aceea de

taxonomie biologic n sensul ei adevrat.

Lucrrile taxonomice actuale ncearc s cuprind toate diferenele i similaritile

disponibile i nu doar divergenele abia reflectate de morfologie. Adaptrile filogenetice,

modelele embriologice, variaiile biochimice, similaritile genetice, caracteristicile

9

comportamentale etc. sunt toate aplicabile studiilor taxonomice. Concordana ntre aceste

date provenind din surse diferite sprijin validitatea schemelor de clasificare.

1.4. Taxonomie, sistematic, clasificare Cuvntul taxonomie provine din dou cuvinte greceti taxis (= aranjare) i nomos (=

lege, regul). Termenul de sistematic, a crui origine este cuvntul grecesc latinizat

systema (= sistem) se aplic sistemului de clasificare dezvoltat de Linnaeus n cea de-a

4 ediie a crii sale Systema Naturae din 1735. Uneori acest termen este incorect utilizat

n locul celui de taxonomie. Taxonomia este studiul principiilor i practicilor de

clasificare i, ca urmare, este doar o parte a sistematicii.

Relaia dintre taxonomie i sistematic este oarecum asemntoare cu cea dintre fizica

teoretic i ntregul domeniu al fizicii. Taxonomia include clasificarea i nomenclatura

dar, se sprijin puternic pe sistematic pentru conceptele sale. Sistematica include i

taxonomia i evoluia.

Sistematica reprezint, dup Mayr (1969), studiul tiinific al felurilor i diversitii

organismelor i al tuturor relaiilor dintre ele. Sistematica include clasificaia, care este

aranjarea plantelor i a animalelor n grupe pe baza relaiilor i a asemnrilor dintre

ele (Simpson, 1961). Taxonomia este dup Mayr (1969), studiul teoretic al clasificaiei

incluznd bazele, principiile procedurile i regulile sale. Relund aceste preri,

Bnrescu (1973) arat c taxonomia este tiina principiilor clasificaiei, iar

sistematica este clasificaia tiinific a animalelor pe baza principiilor enunate de

taxonomie, numai astfel trebuind s fie nelei cei doi termeni, i nu ca echivaleni.

Aadar, sistematica se ocup cu organizarea cunotinelor biologice; taxonomia cu

construirea cadrului pentru organizare, iar clasificarea este o ierarhie a numelor taxonilor

reprezentnd componente ale unui grup de animale, cu caractere suficiente pentru a

10

realiza o diagnoz i o difereniere ntre taxoni; sau, este doar o list cu nume de taxoni

care are menirea s indice nivelurile categoriale.

1.5. Scopul taxonomiei Principalul scop al sistematicii/ taxonomiei trebuie s fie construirea de clase de

similaritate pentru organismele vii, care s permit generalizri inductive utile.

Scopurile i sarcinile taxonomiei pot fi redate sintetic astfel:

S catalogheze diversitatea vieii pe pmnt i s pstreze eantioane nsemnate, att din organismele existente ct i din cele extincte, n diverse tipuri de colecii;

S diferenieze diversele tipuri de organisme i s evidenieze caracteristicile acestora (att cele calitative, ct i cele cantitative) prin descrieri, chei de

determinare, ilustraii etc.;

S numeasc fiecare tip de organism, astfel nct toi cei interesai s tie la ce se refer, iar informaia s fie nregistrat, stocat i accesat atunci cnd este nevoie;

S dezvolte seturi de principii privind alegerea i importana relativ a caracterelor cu scopul final de a aranja speciile n categorii superioare;

S estimeze relaiile genetice i filogenetice dintre organisme; S contribuie la nelegerea proceselor evoluiei; S integreze datele din toate domeniile biologiei, precum etologia, genetica,

fiziologia etc. i s observe i s extrag modelele posibile cele mai semnificative

cu ajutorul computerului;

S documenteze i s conserve exemplarele n scopul pstrrii unui rezervor util de date;

S ajute la clarificarea locului sistematicii i taxonomiei n biologia general prin revizuirea scopurilor lor i a prioritilor, restructurnd, pe baze realiste, eforturile

taxonomiei aplicate i reafirmnd ncrederea n taxonomie.

11

2. IMPORTANA TAXONOMIEI. LOCUL TAXONOMIEI N CADRUL TIINELOR BIOLOGICE

(dup Manoleli, 2006) Este important s cunoatem organismele vii din jurul nostru. Fiecare specie apare n

natur sub diferite forme cum sunt sexele, larvele, pupele, formele sezoniere, morfele i

alte fene. Pn n prezent, au fost descrise mai mult de un milion i jumtate de specii de

animale i se estimeaz c nc 3 pn la 10 milioane ateapt s fie descoperite. Este,

aadar, necesar aranjarea unui ct mai mare numr de specii n grupuri definite, astfel

nct proprietile lor s fie cunoscute, inclusiv cele care se refer la utilitatea sau la

periculozitatea acestora n raport cu activitile economice sau cu sntatea uman.

Atribuirea unui nume pentru un organism ofer descuietoarea spre toate informaiile

disponibile despre acea specie i rudele ei. Determinrile atente i corecte i clasificarea

sunt, aadar, de o importan crucial.

Contribuiile sistematicii n biologie sunt att directe ct i indirecte. n unele cazuri,

dependena total de sistematic este evident.

2.1. Contribuiile taxonomiei n biologia teoretic Muli dintre noi nu suntem contieni de rolul taxonomiei n biologia teoretic.

Sistematica a jucat un rol deosebit n fundamentarea unor domenii importante ale

biologiei. De exemplu n studiile de ecologie se tie c este imposibil s faci aprecieri

corecte ale strii ecosistemelor sau s prognozezi tendine fr identificarea, dac nu a

tuturor speciilor colectate din probe, cel puin a speciilor cheie, definitorii ca importan

ecologic pentru ecosistem.

12

2.2. Contribuiile taxonomiei n biologia aplicat Taxonomia a jucat un rol mare n domenii importante ale biologiei aplicate. Biologii din

acest domeniu se bazeaz pe taxonomie pentru a desfura experimente exacte i

complete i pentru a obine rapid rezultatele de care au nevoie. Pentru a cunoate n

detaliu rolul sistematicii n domeniile biologiei aplicate, le prezentm pe acestea separat.

2.2.1. Agricultur i silvicultur

Este bine cunoscut faptul, c un control chimic al duntorilor poate satisface doar

nevoile pe termen scurt. Apariia de duntori rezisteni la insecticide, problema

reziduurilor toxice n alimente, ap, aer etc., au condus la concluzia c cel mai bun mod,

dac nu cumva singurul, de a salva culturile agricole de insecte sau alte probleme, este

acela de a organiza un program de management integrat al duntorilor. Un asemenea

program integreaz utilizarea metodelor chimice cu utilizarea varietilor de plante

rezistente, a prdtorilor i paraziilor, a feromonilor, hormonilor i genelor letale. Toate

aceste metode (cu excepia utilizrii insecticidelor) sunt puternic specifice i nu pot avea

succes dect dac identitatea duntorului sau duntorilor a fost corect stabilit. O

identificare greit poate denatura ntreaga strategie de control.

Numeroase exemple justific necesitatea determinrii corecte n materie de prognoz.

Homopterul duntor Ceresa bubalus (cicada gheboas a pomilor) a fost identificat

pentru prima oar n ara noastr acum 50 de ani i numai pe exemplare cu totul izolate;

or, astzi homopterul importat accidental n Ungaria din Statele Unite ale Americii este

bine reprezentat n Romnia. A fost ns timp suficient s se pregteasc tiinific

combaterea lui. La solicitarea horticultorilor s-a reuit s se identifice, prin metoda

creterii n laborator, duntorul periculos al culturilor de piersici din Dobrogea, fluturele

Gastropacha quercifolia, care nu era cunoscut dect ca duntor al stejarului. Un exemplu

la fel de concludent este furnizat de sistematica genului Sitona (curculionide gndaci cu

cioc), ale crui specii, duntoare pe diferite plante, sunt uor confundate de ctre un

nespecialist, pentru c se deosebesc mai ales prin ciclul evolutiv i mai puin morfologic.

13

Or, nu este indiferent dac avem de-a face cu una sau alta din speciile de Sitona, atunci

cnd se preconizeaz aplicarea unei metode de combatere.

Combaterea duntorilor nu se face la voia ntmplrii, deoarece pesticidele, distrugnd

entomofagii duntorilor (dumanii naturali ai duntorilor), au schimbat complet i

aproape ireversibil faa unui ecosistem. n acest scop este necesar s se cunoasc

elementele ecosistemului i relaiile energetice dintre ele, cea mai mare cantitate de

informaii despre un anumit tip de ecosistem fiind dat numai de speciile care-l compun i

nicidecum de taxonii supraspecifici.

S amintim acum un fenomen pe care l trim i astzi. n perioada 1960-1962, cnd s-au

adus n ara noastr alevinii a trei specii de peti de mare valoare economic

(Ctenopharingdon idella - cosaul, Hypophthalmichthys molitrix crapul argintiu i H.

nobilis - novacul), nimeni nu i imagina c, odat cu ele, ar putea intra n apele Romniei

i specii nerentabile. Dintre acestea, Pseudorasbora parva a fost singura care s-a

aclimatizat rapid, cucerind aproape toate apele rii, de la munte pn la delt, n mai

puin de 12 ani. Mai mult, P. parva, nrudit ndeaproape cu Gobio, porcuorul de la noi,

a reuit n unele ruri s elimine prin concuren alte specii, iar n ferme piscicole a

devenit o plag. Condiiile ecologice de care a beneficiat P. parva sunt n curs de

elucidare, apelndu-se i la modelare. S-a constatat, de pild, c numai ntr-un singur ru

din Romnia relaiile trofice, topice etc. cuprind cel puin 50 de specii vegetale i animale.

n prezent ne confruntm cu problema acut a salvrii culturilor agricole i a arborilor de

la atacul diferitelor tipuri de duntori. Este esenial s cunoatem numele corect al

duntorilor nainte de a demara un control adecvat sau eradicarea lor. Fiecare specie are

propria ni n natur i difer de speciile cu care stabilete relaii reciproce, prin

preferina fa de un anumit tip de hran, prin sezonul de reproducere, tolerana la diferii

stimuli, rezistena la prdtori, competitori, ageni patogeni etc., toate acestea fiind

informaii eseniale pentru cel care va lua msurile de control i pe care trebuie s le

14

cunoasc nainte de a aplica planul de management. Informaiile sunt uor de obinut dac

identitatea duntorului este bine cunoscut.

Uneori, este foarte important s deinem observaii locale privind distrugerea unei culturi.

Cnd leziunile sunt evidente i sunt consumate frunzele, este foarte uor s-i dai seama

dac este vorba de omizi sau coleoptere consumatoare de frunze; unii pot chiar defolia n

ntregime plantele. Pe de alt parte, exist multe insecte consumatoare de frunze care se

hrnesc n timpul nopii i care se ascund n timpul zilei. Alte insecte se hrnesc cu nectar,

ca de exemplu cicadele i afidele. In plus, exist multe insecte care foreaz n plante sau

n scoara arborilor, ca: scolitidele (ipidele) i larvele lor, unele omizi de molii etc.

Este important s existe aceste informaii nainte de a realiza controlul duntorilor prin

utilizarea de substane chimice. Avnd o identificare corect a speciei duntoare,

colectarea de informaii despre biologia acesteia, care este vital pentru un control efectiv,

devine mult mai uoar. De pild, chiar i pentru insectele consumatoare de frunze trebuie

aplicate msuri de control diferite, innd cont dac acestea se hrnesc pe faa superioar a

frunzei sau pe faa ei inferioar. Acest lucru este valabil pentru multe boli ale plantelor

provocate de ageni patogeni, prin intermediul diverilor vectori. Identificarea corect a

vectorului este vital pentru controlul bolii, prin omorrea vectorului.

2.2.2. Controlul biologic

Cum n ultima perioad utilizarea insecticidelor este n declin, fiind nlocuit de metode

biologice specifice de control, utilitatea unei identificri corecte a duntorului ca i a

dumanilor lui naturali, devine din ce n ce mai important. Dumanii naturali ai unui

duntor pot fi adesea introdui pentru realizarea controlului biologic cu extrem de multe

avantaje pentru agricultur, silvicultur etc. Atunci cnd are succes, controlul biologic

este mult mai economic dect controlul chimic, deoarece nu trebuie repetat i nu are

efecte vtmtoare. Agenii de control (parazii, prdtori, organisme patogene) sunt

15

totdeauna prezeni n mediu i se pot multiplica att ct este nevoie pentru reducerea

efectivelor duntorului.

Agenii de control specifici sunt adesea greu de deosebit de rudele lor sau de formele

aproape identice care se hrnesc cu gazde diferite. Euarea n discriminarea diferitelor

populaii gazd i, uneori, i a unor caracteristici ale acestora, poate duce la confuzii

costisitoare i chiar la introducerea greit a agenilor de control.

Pentru controlul biologic pot fi date multe exemple ncununate de succes n multe pri

ale lumii. n toate aceste cazuri identificarea corect a paraziilor (inclusiv a

distrugtorilor de buruieni) i a gazdelor lor a constituit factorul cheie.

2.2.3. Carantina

Multe boli i muli duntori ai plantelor, animalelor i oamenilor au fost deja eradicate n

multe ri i altele vor avea aceeai soart. Rspndirea lor de la o ar la alta se face prin

transportul diverselor recolte, plante ornamentale i mai ales prin intermediul oamenilor.

Din aceast cauz, guvernele au stabilit laboratoare de carantin pe aeroporturi, n porturi

etc., pentru a verifica rspndirea noilor duntori i boli.

2.2.4. Studierea i managementul biodiversitii

Informaia taxonomic este esenial pentru foarte multe probleme critice de conservare,

mai ales n context transfrontalier. Aceste probleme sunt diverse i ele merg de la speciile

strine invazive, conservarea psrilor migratoare, apariia noilor boli, declinul

amfibienilor i pn la impactul generat de comerul cu animale.

Multe studii ecologice i de biodiversitate ale organismelor actuale ignor unele dificulti

legate de conceptul de specie i presupun c speciile sunt uniti de baz reale i

obiective. Astfel, n ecologie avem teoriile diversitii globale a speciilor. n conservare,

legislaia din mai toate rile se refer numai la specii atunci cnd fac vorbire de

16

conservarea taxonilor ameninai. Populaiile care nu sunt vzute ca specii, mai ales

taxonii presupui hibrizi ca lupul rou (Canis rufus) din sud-estul SUA, sunt considerate

ca fiind mai puin valoroase chiar dac sunt rare. Legea privind speciile periclitate ia n

consideraie doar speciile ca uniti importante reale de conservare, iar hibrizii ca

neimportani n perspectiva conservrii. Legea face aceast distincie, deoarece, aproape

peste tot n lume, ea a ncorporat conceptul de specie la vog n momentul legiferrii,

adic conceptul biologic al speciei, n care hibridarea este vzut ca o ntrerupere a

mecanismelor de izolare.

2.2.5. Prospeciuni minerale

Analiza rocilor i a evenimentelor geologice dintr-o zon stau la baza oricrei

prospeciuni pentru combustibilii fosili i depozitele minerale. Unele roci pot fi datate cu

carbon radioactiv, dar rocile sedimentare nu pot fi datate dect pe baza faunei i florei

cuprins n ele. Paleontologii joac un rol major n identificarea acestei flore i faune, care

genereaz astfel o imagine clar a succesiunii corecte a evenimentelor geologice. Astfel

de investigaii au fost de mare valoare pentru industria petrolier din toat lumea.

Deoarece absena sau prezena unor roci ridic numeroase probleme n identificarea

secvenei corecte de roci, acest lucru poate fi realizat doar pe baza fosilelor.

2.2.6. Probleme de mediu

Sistematica a fost ntotdeauna util n rezolvarea diverselor probleme de mediu. Poluanii,

ca anumite reziduuri de pesticide, pot persista n mediu sau se pot concentra n anumite

plante i animale. Urmrirea mobilitii acestor poluani n scopul determinrii efectelor

lor cere identificarea speciilor din cadrul unui lan trofic. Se tie, de asemenea, c

abordarea biologic n controlul duntorilor, pentru a fi ncununat de succes, cere o

bun nelegere a relaiilor taxonomice dintre speciile de duntori i celelalte specii ale

ecosistemului.

17

Poluarea apelor este, de asemenea, considerat n prezent o problem naional prioritar.

Cum fiecare specie are cerinele ei privind prezena oxigenului, azotului i a altor

compui organici i anorganici n ap, anumite specii de alge, de insecte acvatice i de

viermi parazii ai petilor devin buni indicatori ai gradului i naturii polurii.

Identificarea speciilor prezente ntr-o anumit locaie asigur un sistem de monitoring

rapid i ieftin pentru detectarea polurii.

2.2.7. Fertilitatea solului

Multe animale joac un rol important n creterea fertilitii solului. Prin prezena lor i a

activitii lor, solul capt o structur brzdat de mici galerii i canalicule, prin care

aerarea se face mai uor; secreiile acestor organisme i cadavrele lor contribuie la o

ncrcare organic a solului i, implicit, la creterea fertilitii. Este, aadar, necesar s

cunoatem aceste specii animale, biologia lor i reactivitatea la impact pentru un

management ct mai adecvat n agricultur.

2.2.8. Comerul

Mierea, mtasea, lacurile i coloranii sunt produse pe care le ofer diverse insecte. n

plus, exist i alte animale (inclusiv insecte) care pot fi consumate direct ca hran sau care

pot furniza alte produse comercializabile utile. Taxonomitii pot juca un rol important n

creterea i mbuntirea calitii acestor produse prin manipularea speciilor folositoare.

Introducerea oricrei specii de acest tip este posibil doar pe baza unei identificri

corecte. Multe astfel de specii au fost aclimatizate n India sau n alte pri ale lumii, doar

printr-o introducere inteligent bazat pe o sistematic solid. Doar identificarea corect

permite colectarea informaiilor pertinente din literatur despre speciile ce urmeaz a fi

introduse. Albina productoare de miere din Italia, Apis mellifera i crapul european,

Cyprinus carpio sunt dou exemple de introducere cu succes a unor specii folositoare n

India i care au fost posibile pe baza unei identificri corecte a speciilor.

18

2.2.9. Industria farmaceutic, cercetarea medical i sntatea public

Unele specii de animale sunt folosite ca animalele de experien - broate, iepuri, oareci,

cobai, cini, cai, maimue n lupta pentru dobndirea cunotinelor, seruri, vaccinuri,

teste formacologice etc.

n cazul speciilor parazite, cile lor de intrare n organism trec uneori prin mlatini, bli

i grdini folosindu-se sau nu de gazde intermediare de felul melcilor sau a diverselor

crustacee mrunte. Parazitologii sunt chemai s distrug intruii pe care ajungem s-i

purtm n caviti, n esuturi i n snge.

Alte animale intr ntr-alt fel n atenia medicilor, nu att prin faptul c sunt vectori de

ageni parazii ca narii1, mutele, flebotomii, pduchii, purecii sau gndacii de

buctrie, care transmit malaria, febra recurent, febra papataci, tifosul exantematic, dar i

prin aceea c unele produc multe alergii, uneori greu de identificat (de la penele psrilor,

perii cinilor, a pisicilor, mai ales acum cnd cinii vagabonzi au invadat cartierele

periferice ale oraelor) i chiar dermatoze neplcute, dac nu grave. Alergii apar i n

cazurile unor nepturi cu introducere de veninuri ale himenopterelor aculeate (albine,

viespi), ale unor mucturi de furnici sau de pianjeni i chiar ale nepturilor de nari

sau tuni.

De cnd, la nceputul secolului XX Paul Erlich a pus bazele pe medicaie cu substane

chimice, dezvoltarea acestei discipline, azi denumit chimioterapie, a cptat proporii

extraordinare. Ea a devenit una din tehnicile cele mai utilizate de ctre medicina modern 1 Taxonomia joac un rol important i n programele de sntate uman. Exist cteva boli rspndite numai de anumite artropode. Aadar, strategia noastr de control trebuie ndreptat doar spre speciile int. Acest lucru este posibil numai dac deinem identitatea corect a acelei specii. De exemplu, anumite specii de tnari din genul Anopheles sunt rspunztoare de transmiterea malariei, iar altele nu. O dovad n acest sens este apariia malariei sub form epidemic n Europa. Tnarul A. maculipennis Meigen, presupus vector al malariei a fost gsit peste tot n Europa. S-au cheltuit o mulime de bani pentru controlul acestui tnar, dei malaria nu s-a rspndit n toat Europa aa cum ar fi trebuit s se ntmple, dat fiind frecvena narului. Mai trziu, s-a descoperit c, de fapt, A. maculipennis este un complex de specii gemene din care doar una era responsabil de transmiterea malariei. De atunci, msurile de control au fost aplicate numai pentru speciile respective iar malaria a fost controlat. n acest fel, s-au economisit muli bani i for uman. Aadar, o identificare corect asigur un efect maxim al controlului cu costuri minime.

19

pentru a lupta mpotriva bolilor. n timpul ultimilor 50 de ani a fost descoperit un mare

numr de medicamente noi. n ciuda succeselor incontestabile ale chimioterapiei, se

estimeaz c cel puin dou treimi dintre boli ateapt nc s fie rezolvate printr-un

tratament adecvat. Mai mult, dac odat cu descoperirea antibioticelor moderne s-a putut

crede c pericolul infeciilor bacteriene a fost definitiv ndeprtat, dezvoltarea suelor

rezistente, ca urmare a unei utilizri abuzive a temperat mult entuziasmul iniial. De altfel,

unele medicamente, dei eficiente, au o toxicitate care fac utilizarea lor delicat. n fine,

unele pot genera boli, numite iatrogene, adic provocate de medicamentul nsui i care

survin, uneori, la mult timp dup tratament. De aceea, nevoia de medicamente noi, mai

specifice i mai bune adaptate, se resimte serios.

Cele dou surse de molecule noi i deci de substane medicamentoase noi sunt chimia

organic de sintez i organismele vii. Se estimeaz c 40-45% din totalul

medicamentelor moderne sunt de origine natural sau direct derivate din moleculele

plantelor i animalelor.

20

3. ORGANIZAREA IERARHIC A SISTEMELOR BIOLOGICE.

CATEGORII DE IERARHII N LUMEA VIE (dup Botnariuc, 1999)

3.1. Noiunea de sistem Ecologia este o tiin sistemic: are ca baz conceptual teoria sistemic conform creia

ntreaga natur este reprezentat prin sisteme ierarhizate.

Sistemul reprezint un ansamblu de elemente legate ntre ele prin conexiuni ntr-un ntreg.

Un sistem se comport ca un ntreg fa de mediul nconjurtor (sistemele nconjurtoare)

ca urmare a faptului c legturile i interaciunile dintre elementele sale componente sunt

mai puternice i mai durabile dect cele cu sistemele nconjurtoare.

Categorii de sisteme. Dup modul n care se realizeaz schimburile de substan sau/ i

energie cu mediul, se pot deosebi trei categorii de sisteme:

sisteme izolate, fr schimb de materie i energie cu mediul; astfel de sisteme nu exist n realitate, ci sunt doar postulate teoretic;

sisteme nchise, la care are loc doar schimb de energie cu mediul nconjurtor; asemenea sisteme nu exist n natur, dar pot fi create experimental;

sisteme deschise, la care are loc att schimb de substan ct i schimb de energie cu mediul nconjurtor.

Toate sistemele reale existente n natur sunt sisteme deschise.

21

3.2. Organizarea ierarhic a sistemelor dinamice n principiu, un sistem dat este alctuit din subsisteme i la rndul su este un subsistem al

unui sistem mai vast (suprasistem). Se formeaz astfel sisteme de niveluri diferite care

mpreun constituie o structur ierarhizat.

De exemplu un organism cuprinde o vast ierarhie de subsisteme, ncepnd de la atomi,

molecule simple, macromolecule, celule, esuturi, organe, sisteme de organe. La rndul

su, organismul este un subsistem al sistemului populaiei, care este un subsistem al

sistemului biocenotic, iar acesta este un subsistem al biosferei.

Geneza ierarhiei

Un sistem de un nivel apare ca urmare a modului de organizare a elementelor

(subsistemelor) care l compun, adic a interaciunilor autoreglate, materiale, energetice i

informaionale dintre acestea.

n cadrul unui nivel dat evoluia sistemelor (evoluia pe orizontal) se produce prin

creterea numrului elementelor componente i a conexiunilor dintre ele, ceea ce conduce

la cretera complexitii sistemului i chiar la diferenieri structural-funcionale ale

elementelor componente, dar fr schimbarea nivelului. Exemple:

la nivelul organismelor (nivel individual) seria evolutiv de la procariote (bacterii) la eucariotele unicelulare (de ex. protozoare), apoi la eucariotele

pluricelulare (fungi, plante, animale);

la nivel populaional evoluia de la populaiile relativ simple i omogene ale bacteriilor, la populaiile cu structuri difereniate tot mai complexe.

Trecerea de la un nivel la altul superior (evoluia pe vertical) se produce prin

interaciunea dintre sistemele nivelului precedent. Apariia organismelor monocelulare

(procariote) se consider c a fost rezultatul interaciunilor dintre macromolecule (nivel

molecular). Interaciunea dintre organisme individuale a dus la formarea populaiilor.

22

3.3. Categorii de ierarhii n lumea vie 3.3.1. Ierarhia sau ordinea taxonomic

Ierarhia taxonomic este ierarhia (ordinea) categoriilor taxonomice de ranguri diferite:

subspecie, specie, gen, familie, ordin, clas, filum, regn. Ea opereaz cu dou noiuni

eseniale: taxon i categorie.

Taxonul este o unitate sistematic anumit, concret, de un rang oarecare. De ex.:

Amphibia este un taxon de rangul clasei, Rana este taxon dr rangul genului, iar Rana

ridibunda este un taxon de rangul speciei.

Categoria este o noiune abstract ce cuprinde toi taxonii de un anumit rang. Specia este

categoria care cuprinde toate speciile, este specia n general, la fel cum de pild noiunea

de scaun cuprinde toate felurile de scaune.

Indiferent de teoria taxonomic care st la baza unei clasificri, principiul de alctuire al

ierarhiei taxonomice este gradul de nrudire ntre taxoni, grad apreciat pe baza criteriului

similaritii. Speciile unui gen, de pild Drosophila (dipter) sau Larus (pescru), sunt

mai asemntoare (deci mai ndeaproape nrudite ntre ele) dect speciile altor genuri. De

aici decurg dou consecine: n primul rnd rezult c taxonii superiori speciei (gen,

familie etc.) sunt entiti aditive, ele nsumeaz speciile din care sunt alctuite. n al

doilea rnd realitatea obiectiv a taxonilor superiori speciei const n realitatea gradului

de nrudire a entitilor ce le compun. Gradul de nrudire const, n mod concret n

cantitatea de gene comune a entitilor respective. Gradul de nrudire (distana genetic)

este o realitate obiectiv. Fraii ntre ei sunt mai aproape nrudii dect cu veri buni sau

cu veri mai ndeprtai.

Comparnd, de cele mai multe ori pe baz de similaritate fenotipic i mai rar pe baza

cunoaterii structurii genetice, distanele genetice ntre genurile unei familii cu cele dintre

genurile altor familii (deci taxoni de acelai rang) se constat c ele nici pe departe nu

23

sunt egale, de aici concluzia c genurile din diferite linii filetice (evolutive), ca de altfel i

ali taxoni superiori nu sunt echivalente ntre ele. Mai mult dac se compar distana

dintre genuri, stabilit pe caractere fenotipice, cu cea stabilit pe baza structurii genetice

se constat c nici aceste distane nu sunt echivalente. ntre genul Homo (omul) i genul

Pan (cimpanzeul) distana genetic este foarte mic, reprezentat doar prin 2% din

numrul genelor, n timp ce distana fenotipic este foarte mare. Dar are loc i fenomenul

invers. La specii aa numite gemene, distana fenotipic este foarte mic, practic ele nu se

deosebesc fenotipic, iar cea genetic este semnificativ. S-a stabilit c la un numr mare

de insecte (13 ordine i peste 30 de familii) speciile gemene nu se pot deosebi morfologic.

Ele sunt izolate reproductiv, iar recunoaterea reciproc a sexelor i deci reproducerea sa

face pe baza doar a sunetelor (a cntecului sexual) caracteristice fiecrei specii i

inaudibile pentru altele.

Se desprinde concluzia c gradul de nrudire i deci existena unui rang anumit, este o

realitate obiectiv, aprecierea lui de ctre cercettori este n bun msur subiectiv din

lipsa unor criterii obiective i din cunoaterea insuficient a realitii.

Din analiza fcut ierarhiei taxonomice se desprind cteva concluzii. n primul rnd

ierarhia taxonomic nu este o ierarhie a sistemelor, pentru c taxonii superiori speciei

(de la gen pn la filum i regn) nu sunt sisteme organizate. n al doilea rnd ierarhia

taxonomic este ierarhia categoriilor taxonomice, a gradelor de nrudire (distan

genetic) dintre ranguri.

n al treilea rnd distana genetic dintre categoriile superioare speciei nefiind echivalent,

acestor categorii (gen, familie etc.) nu li se poate da o definiie proprie, specific.

Taxonul superior [speciei] este totalitatea speciilor nrudite, separate de alte totaliti

printr-un hiatus (Mayr, 1969). Aceti taxoni, superiori speciei, deci nu sunt echivaleni

ntre ei.

24

n al patrulea rnd singura categorie echivalent la toate grupele este specia. Explicaia

acestui fapt st n aceea c n ntreaga ierarhie taxonomic specia (populaia) este singura

entitate care este concomitent taxon i sistem.

De subliniat i faptul c evoluia este i ea o nsuire de sistem, dar mecanismele i

formele de desfurare ale ei difer la sisteme de niveluri diferite.

3.3.2. Ierarhia organizatoric sau sistemic

Aceasta este ierarhia nivelurilor de organizare ale materiei vii, a sistemelor biologice.

Pentru a defini noiunea de nivel de organizare a sistemelor biologice am adoptat cteva

criterii. Sistemele biologice dintr-un nivel dat trebuie: s fie echivalente din punct de

vedere organizatoric; s aib caracter universal, n sensul c materia vie fiind organizat

n sisteme, un nivel de organizare trebuie s cuprind ntreaga materie vie, fr excepie;

sistemele fiecrui nivel trebuie s fie capabile de existen de sine stttoare. Pe baza

acestor criterii un nivel de organizare al materiei vii este un ansamblu de sisteme

biologice echivalente, cu caracter de universalitate i capabile de existen de sine

stttoare.

Pornind de la definiia dat distingem urmtoarele niveluri de organizare a materiei vii:

nivelul individual (al organismelor individuale), nivelul populaional (sau al speciei), nivelul biocenozei integrat n ecosistem, nivelul biomului, nivelul biosferei integrat n ecosfer.

25

3.3.3. Interaciunea dintre ierarhia sistemic i cea taxonomic

Numai specia (populaia) este singura component comun celor dou ierarhii, pentru c

numai ea este concomitent taxon i sistem. Ca atare, specia (populaia) este cea care face

legtura ntre cele dou ierarhii.

Cum funcioneaz aceast legtur? Interaciunile intraspecifice din cadrul unui ecosistem

sunt extrem de variate. Din punct de vedere al semnificaiei lor pentru relaiile dintre cele

dou ierarhii, ele pot fi mprite n dou categorii: legturi genealogice, constnd n

esen din transmiterea informaiei genetice de la ascendeni la descendeni (deci

ntrapopulaionale sau intraspecifice) i legturi ecologice. Conexiunile din ambele

categorii implic trei procese: transferul de substan, de energie i de informaie,

deosebindu-se ns prin ponderea relativ a proceselor: n legturile genealogice rolul

esenial l are fluxul informaional genetic, unidirecional de la strmoi la descendeni,

dei i el are un substrat material (acizii nucleici) i energetic, care ns nu are un rol

subordonat transferului informaional. De menionat c transferul informaional poate

avea loc nu numai n interiorul unei populaii de la ascendeni la descendeni, ci i ntre

populaii diferite ale aceleiai specii trind n ecosisteme diferite (aa numita

metapopulaie) i ntre care, pe o cale sau alta, se produc schimburi de informaie

genetic.

Conexiunile ecologice (n esen este vorba de conexiunile interspecifice) cuprind

aceleai trei procese ca i conexiunile genealogice, dar n ele rolul de prim ordin revine

transferului material i energetic desfurat n cadrul structurii trofice (ciclurile i reelele

trofice) ale ecosistemului dat. Acest transfer este i el unidirecional: reciclarea

substanelor se produce ntotdeauna de la hrana consumat la consumator i nu invers.

Din contra, transferul de informaie interspecific se produce n ambele sensuri, att de la

hrana consumat la consumator ct i invers. Informaia ecologic este transmis pe ci

foarte variate: prin substanele consumate ca hran, purttoare de energie i de informaie,

26

prin substane chimice eliminate n mediu de ctre diferite organisme, prin sunete, culori,

comportamente etc.

Transferul bidirecional al informaiei ecologice interspecifice are un rol esenial n

eficiena transferului material i energetic (depistarea hranei, aprare etc.) influennd pe

aceast cale procesul seleciei, care duce la creterea biodiversitii. Cu alte cuvinte se

poate spune c ierarhia taxonomic este generat n interiorul ierarhiei organizatorice n

cadrul ecosistemului.

27

4. CARACTERIZAREA REGNURILOR (dup Botnariuc, 1999)

4.1. Supraregnul Procariota 4.1.1. Regnul Monera

Regnul Monera cuprinde bacteriile, cianobacteriile (alge albastre-verzi), care au o serie de

trsturi de nivel individual (morfo-fiziologice) i populaional caracteristice.

Procariotele, sub form de bacterii anaerobe au aprut acum aproximativ 3,8 miliarde de

ani. Bacteriile sunt cele mai mici fiine. Dimensiunile lor, n diferite grupuri variaz de la

dimensiuni minime ale bacteriilor din genul Mycoplasma al cror diametru este de 0,125

0,250 m (1 m = 1 = 0,001 mm) pn la cele mai mari, ce pot ajunge la 10-20 m

sau chiar la 500 m la unele forme filamentoase.

Bacteriile au un perete celular alctuit n esen din peptidoglicani care i confer

rigiditate i sub care se afl membrana plasmatic cu o permeabilitate foarte selectiv.

Rigiditatea peretelui celular nu permite schimbri ale formei celulei bacteriene i totodat

face posibil nghiire de particule solide. Din aceast cauz nutriia bacteriilor se face

prin consumarea unor compui organici sau anorganici, coninnd elemente biogene

necesare (C, N, P, S etc.), compui aflai n mediul nconjurtor. Unele grupe de bacterii

pot folosi i energia luminoas (fototrofe).

Citoplasma bacteriilor este lipsit de membrane interne ca i de organite delimitate prin

membrane, cum sunt nucleul, mitocondriile, cloroplastele. n absena mitocondriilor ce au

rol esenial n procesele energetice, ca i al plastidelor implicate n fotosintez, enzimele

28

i pigmenii necesari n aceste procese intr n structura membranei plasmatice sau pot fi

dispersai n citoplasm.

Cianobacteriile, care au aprut acum peste 3 miliarde de ani, reprezint o excepie n

sensul c au membrane interne, precum i tilacoizi structuri membranoase implicate n

fotosintez, odat cu care ncepe acumularea de oxigen. Procariotele au ribosomi.

n cadrul procariotelor, grupul Archaebacteria ocup o poziie aparte: prin trsturile lor

biochimice i fiziologice prezint asemnri i tottodat deosebiri att cu eubacteriile ct

i cu eucariotele. Arhebacteriile cuprind peste 40 de specii cunoscute, din 25 de genuri.

Unele dintre aceste specii triesc n medii extreme i condiii variate. ntre aceste bacterii

sunt bacteriile metanogene, halofile, termoacidofile. Cele halofile efectueaz fotosinteza

n care energia luminoas nu este captat de clorofil ci de bacteriorodopsin.

Termoacidofilele triesc n condiii extreme de pH i temperatur (Sulfobacter suport

peste 90C i un pH de la 1,0 la 4).

Mobilitatea bacteriilor este asigurat prin prezena flagelilor, al cror numr difer la

diferite grupe de bacterii. Celulele bacteriene, ca de altfel i celulele eucariotelor conin

plastide entiti genetice extracromosomiale, ce se pot replica independent de

cromosom. Ele pot fi pierdute sau dobndite de celula bacterian fr a-i afecta existena,

dat fiind c informaia lor genetic nu este esenial pentru bacterie. Prin plasmide se

poate produce transfer de informaie genetic ntre organisme conspecifice sau

heterospecifice. Plasmidele bacteriene pot conferi celulei respective unele nsuiri

importante ca de pild rezistena la antibiotice.

nmulirea de cele mai multe ori se produce prin diviziune simpl. Apare i o form

primitiv a procesului sexual parasexualitatea sau protosexualitatea constnd n

transfer de material genetic, proces n care donatorul este considerat mascul, recipientul

femel. Recipientul la rndul su poate deveni donor de material genetic.

29

n diferite grupuri de bacterii se constat apariia de forme coloniale, structurate n

filamente, n care celulele sunt meninute n contact, fiind adesea cuprinse ntr-un nveli

gelatinos comun secretat de ele, sunt aa numitele trichoame. Ele se formeaz ca rezultat

al diviziunii celulelor neurmat de separarea lor. Aceast form de via o ntlnim la

specii ale unor genuri ca Beggiatoa, Sphaerotilus i multe altele. De subliniat c ntre

celulele adiacente din structura filamentelor nu exist o comunicare direct.

4.2. Supraregnul Eucariota Eucariotele monocelulare au aprut acum aproximativ 1 miliard de ani. Conform

clasificrii propuse de Margulis (1985) supraregnul Eucariota cuprinde patru regnuri:

Protista, Fungi, Plantae i Animalia. Gruparea acestor regnuri ntr-un supraregn este

justificat printr-o serie de trsturi structurale ale celulei eucariote, trsturi care

difereniaz acest supraregn de cel al procariotelor.

Celula eucariot conine un adevrat nucleu delimitat prin membrana nuclear i n care

este inclus ADN-ul. n nucleu exist unul sau mai muli nucleoli. Alte structuri

caracteristice mitocondrii, plastide (la plante), reticul endoplasmatic, aparat Golgi,

lisosomi, flageli, cili.

4.2.1. Regnul Protista

Regnul Protista (= Protoctista) este alctuit din circa 30 filumuri, care sunt att de diverse

nct definiia regnului este dat prin eliminare: protistele nu sunt plante pentru c nu se

dezvolt dintr-un embrion ca acestea din urm, nu sunt animale pentru c nu se dezvolt

dintr-o blastul i nu sunt nici fungi pentru c nu se dezvolt din spori.

n esen filumurile acestui regn cuprind alge (Chrysophyta, Clorophyta, Rhodophyta),

diferite grupuri de mucegaiuri i protozoare. Multe din aceste forme sunt coloniale, n

diferite faze de realizare a multicelularitii.

30

Cunoaterea diversitii, a numrului speciilor acestui regn este extrem de incomplet,

unele zone ntinse, mai ales tropicale sunt foarte puin cercetate. Multe specii de protiste

triesc n asociaii (simbioz) cu specii de plante, animale sau fungi.

Diversitatea organizrii celulare intrafilumuri, a modelelor diviziunii celulare, a ciclurilor

vitale, este att de mare nct exist sugestii de a ridica o serie de filumuri de protiste la

rang de regnuri.

4.2.2. Regnul Fungi

Caracteristica principal a fungilor const n faptul c produc spori, care prin germinare,

fr dezvoltare embrionar, produc hife. Numrul estimativ al speciilor de fungi este de

circa 100 de mii, majoritatea fiind terestre. Sunt grupate n 8 filumuri. Masa de hife

formeaz miceliul, care reprezint forma vegetativ a majoritii fungilor. Din hife iau

natere i structuri reproductive ciupercile propriu-zise. Nucleii aflai n hife sunt

haploizi. La multe specii sporii se formeaz n structuri speciale sporangi, asce

saubazidii. Sporii pot fi produi vegetativ, fr proces sexual conidii ce se formeaz la

vrful hifelor. Nutriia fungilor este heterotrof, cu digestie extern: excret enzime ce

degradeaz hrana n afara organismului i apoi absorb (nu ingereaz) substanele, prin

membran.

Datorit pereilor celulari alctuii din chitin, sunt deosebit de rezisteni la desecare i la

alte vicisitudini. Multe specii sunt patogene (mai ales pentru plante), dar multe formeaz

cu plantele asociaii mutualiste de mare importan, de exemplu micorizele, sau fungii

indispensabili pentru germinarea majoritii orhideelor.

Fungi fosili se cunosc din Devonian cnd erau deja asociai cu esuturile plantelor.

31

4.2.3. Regnul Plantae

Plantele sunt eucariote multicelulare cu reproducere sexuat, cu celule avnd plastide

cloroplaste ce conin pigmeni cum sunt clorofilele a i b, xantofile, carotenoizi capabili

de a utiliza energia solar pentru sinteza substanelor organice. Producerea de substane

organice i eliberarea de oxigen n atmosfer reprezint baza existenei ntregii biosfere.

Se cunosc aproximativ 500.000 specii de plante.

Plantele se dezvolt din embrioni cu celule diploide. Ciclul lor vital const din alternana

de generaii gametofit haploid, sporofit diploid.

Plantele terestre au aprut n Devonian, iar Angiospermele doar acum circa 100 milioane

de ani. Fructele i seminele produse de acestea din urm au avut i au o importan

covritoare pentru existena animalelor, inclusiv a omului.

4.2.4. Regnul Animalia

Animalele sunt eucariote multicelulare, diploide, heterotrofe, care se dezvolt dintr-un

zigot provenit din doi gamei haploizi diferii (anizogamie). n cursul dezvoltrii

embrionare, parcurg stadii de blastul i gastrul. Stadiile ulterioare variaz de la un filum

la altul. Modul dominant de nutriie este ingerarea hranei.

Formele i dimensiunile animalelor depesc prin diversitatea lor toate regnurile. Gsim

animale mai mici dect multe protiste, ca i uriai precum balenele sau elefanii.

Reprezentanii majoritii filumurilor sunt animale acvatice sau de medii umede.

Adevrate forme terestre sunt numai n dou filumuri: Arthropoda i Chordata.

Numai animalele au populat i atmosfera, pentru c numai la ele s-a dezvoltat capacitatea

de zbor (insecte, reptile n trecutul geologic, psri i mamifere).

32

5. NOMENCLATURA TAXONOMIC (dup Manoleli, 2006)

5.1. Nomenclatura binomial Numele tiinific al speciei - binomen, este o sintagm binomial, constituit din dou

pri: termenul de gen i termenul de specie. Termenul de gen este substantivul sintagmei;

el identific tipul general de plant sau animal. Termenul de specie este calificativul.

Dac genul este tipul, specia nseamn "ce fel de tip" (de ex. tipul alungit, tipul cenuiu,

tipul balcanic etc.).

Numele de gen este primul i se scrie cu majuscul, urmeaz apoi denumirea de specie

care se scrie cu liter mic. De exemplu: Felis catus, pisica domestic, Homo sapiens,

specia uman sau Lumbricus terrestris, rma. Tehnic vorbind, exist i o a treia parte a

numelui unei specii dar, n practic, ea nu se folosete dect n cazurile n care trebuie s

se fac distincia ntre subspeciile sau rasele aceleiai specii.

Numele tiinifice se scriu cu italice. Regula de a scrie cu italice numele tiinifice (genul

i specia) pare s provin din obinuina tipografilor de a scoate n eviden termenii

tiinifici n cadrul general al textului.

Prin urmare, orice fiin vie aparine unui gen iar, acel gen poart un nume unic n regnul

su, fie el animal, vegetal, al fungilor. n cadrul fiecrui gen, fiecare specie are propriul

nume.

O specie este specificat de combinaia att a numelor specific i generic i din cauza

acestei cerine sistemului i se spune binominal. n pofida altor propuneri ulterioare,

33

sistemul binomial a trecut testul timpului i azi nici nu ne putem imagina biologia altfel

dect cu acest sistem.

Pentru a nelege acest sistem, este necesar s amintim pe scurt ce nelegem prin

conceptul de specie. O specie este o populaie de animale crora li se pot identifica i

descrie caracteristici comune i care, se pot reproduce ntre ele. Pisica slbatic este

nrudit cu pisica de cas, dar constituie o specie diferit, deoarece cele dou nu se pot

reproduce ntre ele. Definiia dat este ntructva specioas, motiv pentru care apar, din

cnd n cnd, dispute ntre taxonomiti pe aceast tem. Oricum, definiia este util,

speciile fiind n general bine nelese i acceptate fr controverse majore.

Mai specios este conceptul de gen, urmtorul rang de clasificare n ierarhia taxonomic.

O specie sau mai multe specii nrudite sunt grupate ntr-un gen. De exemplu, pisica de

cas, linxul, pisica slbatic i alte cteva feline mai mici sunt grupate n genul Felis. i

acest concept este util, numai c definiia conceptului nu este prea clar. Organismele

corespunztoare definesc genuri arbitrare, de obicei dup discuii numeroase. Unele

genuri cuprind specii numeroase i diverse, altele extrem de puine. Ba chiar, acestea din

urm sunt singurele care fac parte dintr-un gen al crui autor, din motive de prestigiu, ine

mori la el i la speciile care-l definesc.

n orice caz, orice fiin vie aparine unui gen iar, acel gen poart un nume unic n regnul

su, fie el animal, vegetal, al fungilor. n cadrul fiecrui gen, fiecare specie are propriul

nume. Acest nume ns nu trebuie s fie unic ntre genuri. De exemplu, exist numeroase

genuri cu membrii numii pacifica sau transylvanica, din cauz c multe specii noi au fost

descoperite n Oceanul Pacific sau n Transilvania.

Luate mpreun ns, denumirea de gen i specie d fiecrei specii un singur nume format

din dou pri. Numele de gen este primul i se scrie cu majuscul, urmeaz apoi

denumirea de specie care se scrie cu liter mic. De exemplu: Felis catus, pisica

34

domestic, Homo sapiens, oamenii sau Lumbricus terrestris, rma. Tehnic exist i o a

treia parte a numelui unei specii, dar n practic, ea nu se folosete dect n cazurile n

care trebuie s se fac distincia ntre subspeciile sau rasele aceleiai specii.

Nomenclatura binomial ridic unele probleme. n primul rnd aceste denumiri nu

nseamn nimic pentru majoritatea oamenilor. Multe dintre numele tiinifice au ca

rdcin cuvinte din limba latin, greac sau alte limbi strine i se declin dup regulile

limbii latine. n plus, de foarte multe ori aceste nume se atribuie n onoarea celui care le+a

descris iniial, i nu speciei nsi.

De aceea, de multe ori, cercettorii folosesc n lucrrile pe care le public, i numele

comune sau vernaculare. Iniial numele comune erau numele date de oamenii obinuii

plantelor i animalelor. Numele comune au avut o via destul de lung i pentru asta ele

trebuie s aib o component uor de reinut pentru a persista n timp i pentru a putea fi

transmise pe cale oral. Un timp, numele comune au circulat n paralel cu cele tiinifice,

iar acum, sunt recunoscute formal ca reprezentnd numele comune ale speciilor. Noi

vorbeam cndva de ciocnitoare, acum exist ciocnitoare cu spate alb, ciocnitoare de

grdini, ciocnitoare de munte, ciocnitoare de stejar, ciocnitoare neagr, ciocnitoare

pestri mare i ciocnitoare pestri mic etc. toate fiind specii separate.

Numele comune ridic la rndul lor probleme. Dac mamiferele i psrile au nume

comune uor de recunoscut, situaia nu st la fel i pentru alte categorii i, uneori

confuziile pot crea atitudini conflictuale ntre cercettori. Folosire numelor comune poate

aduce experimentatorul n faa a dou specii diferite, dac nu chiar a dou genuri diferite.

5.2. Codurile de nomenclatur Pentru fiecare grup principal de organisme o comisie devine responsabil de regulile i

procedurile care trebuie s fie utilizate pentru aplicarea numelor tiinifice ntr-un grup ca

i de diferitele recomandri pentru o bun practic. Pentru animale, inclusiv pentru

35

Protistele de origine animal (Protozoa), publicaia relevant este Codul Internaional

de Nomenclatur Zoologic (CINZ), fiind girat de Comisia Internaional de

Nomenclatur Zoologic, constituit n l985; pentru alge, plante i fungi (inclusiv pentru

fosilele lor, dar excluznd variantele cultivate), regulile sunt stabilite de Codul

Internaional de Nomenclatur Botanic (CINB) - Congresul Internaional de

Botanic, 1983, iar pentru plantele cultivate regulile sunt furnizate de Codul

Internaional de Nomenclatur pentru Plantele Cultivate, 1980 (CINPC); pentru

bacterii exist Codul Internaional de Nomenclatur pentru Bacterii CINBA

(Lapage i al.,1975), iar clasificarea virusurilor i nomenclatura lor este acoperit de

Regulile Comitetului Internaional pentru Taxonomia Virusurilor (Wildly, 1971; Fenner,

1976; Matthews, 1979).

Aceste reguli sunt stabilite n publicaii, Codurile, care rezult din Congresele periodice

ale organismelor respective. Codurile sunt subiect de schimbare din timp n timp, i acest

lucru a fost valabil mai ales pentru nomenclatura virusurilor care mai are nc nevoie de

timp pentru a fi general acceptat. Totui aceste schimbri sunt din cnd n cnd necesare

chiar i pentru alte grupuri i nu ar trebui s constituie o surpriz.

5.3. Numele taxonilor supragenerici Din raiuni istorice, Codurile de nomenclatur care se ocup cu diferite regnuri au intrat n

responsabilitatea diferitelor organisme (Comisii), fiind considerate ca independente unele

de altele. Astfel, n timp ce multe dintre principiile invocate sunt similare sau chiar

identice n diverse Coduri de nomenclatur, exist i un numr de diferene, att datorit

particularitilor biologice ale organismelor care aparin respectivelor regnuri ct i

datorit vederilor diferite ale diverilor specialiti care au fost implicai n dezvoltarea

codurilor.

n toate codurile, cu excepia CINV (Codul Internaional de Nomenclatur a Virusurilor),

exist cteva prevederi pentru a specifica cum ar trebui s se formeze numele taxonilor

36

supragenerici (superiori genului). n mod particular, numele taxonilor de anumite niveluri

ar trebui s se termine cu astfel de sufixe care s sugereze cititorului cu ce fel de categorie

ierarhic are de-a face. Codurile s-au individualizat n aceast privin. Astfel, n timp ce

CINB (Codul Internaional de Nomenclatur Botanic) specific sau recomand sufixe

pentru toate nivelurile de la divizie pn la subtrib, CINZ (Codul Internaional de

Nomenclatur Zoologic) se ocup numai de categoriile de la suprafamilie la trib (dei

este destul de rspndit i termenul de subtrib) (tabelul 5.1.).

Tabelul 5.1. Sufixele standard pentru numele grupurilor de diverse niveluri taxonomice de la Filum pn la gen la animale, plante, fungi, bacterii i virusuri.

Nivelul taxonomic Sufixele Animale Plante superioare Algae Fungi Procariote VirusuriDivizie2 NA -phyta -phyta -mycota - NA Filum - NA NA NA - NA Subdivizie - -phytina -phytina -mycotina - NA Clas - -opsida -phyceae -mycetes - NA Ordin 3 - -ales -ales -ales -ales NA Subordin4 - -ineae -ineae -ineae -ineae NA Superfam. - oidea NA5 NA NA NA NA Familie - idae -aceae -aceae -aceae - aceae NA Subfam. - inae -oidae -oideae -oideae -oideae NA Trib -ini -eae -eae -eae -eae NA Subtrib -ina -inae -inae -inae -inae NA Gen - - - - - -virus

5.4. Citarea autorilor Din cauz c aceleai nume generice sau chiar ntreg binomul au fost uneori utilizate de

diveri autori pentru a se referi la taxoni diferii, un nume tiinific sau un nume generic

nu pot fi cu adevrat complete dac nu apare dup denumire i numele autorului care a

2 Divizia i filum-ul sunt ranguri echivalente n nomenclatura botanic i, respectiv cea zoologic 3 Sufixele pentru numele de ordin i subordin guvernate de CINB sunt obligatorii numai dac ele se bazeaz pe numele unei familii incluse n ordinul sau subordinul respectiv 4 ibidem 5 NA - nu se aplic

37

fcut descrierea iniial. Aceast citare evit ambiguitatea n legtur cu taxonul la care

se face referire.

n cazul numelor de specie situaia este puin mai complicat din cauz c autorul unei

specii putea s fi plasat specia iniial ntr-un gen diferit de cel n care se afl ea la ora

actual. Ne putem uor nchipui confuziile pe care le pot crea asemenea schimbri pentru

cineva care ncearc s mearg napoi pn la descrierea original sau la alt publicaie

privind specia respectiv. Prin urmare, a trebuit s intervin o convenie suplimentar,

pentru a face o distincie ntre numele autorilor, atunci cnd ei se refer la aceeai

combinaie, aa cum s-a publicat la origine, diferit de cea rezultat dintr-o reconsiderare,

consecutiv unei revizii, a speciei la noul gen; n acest caz numele autorului se pune ntre

paranteze.

38

6. CARACTERELE TAXONOMICE I ANALIZA LOR (dup Manoleli 2006, Bnrescu 1973)

6.1. Ce sunt caracterele taxonomice? Caracter trstur de caracter Ce sunt caracterele ? Dicionarele ne furnizeaz mai multe definiii:

combinaie de caliti sau trsturi care disting o persoan, un grup sau un obiect unul de altul;

trstur sau un atribut distinctiv ca cel al unui individ, grup sau categorie; descriere a atributelor, trsturilor sau abilitilor unei persoane; structur , funcie sau atribut determinate de o gen sau un grup de gene (n

Genetic).

Orice exerciiu taxonomic ncepe cu o selecie a caracterelor, a strilor sau a formelor

acestora care vor fi folosite pentru a le descrie. n acest context, un caracter poate fi

definit ca:

"orice proprietate variabil ntre unitile taxonomice, iar valorile posibile care pot fi date se numesc stri ale acelui caracter"6 sau

combinaie de caliti sau trsturi care distinge o persoan, un grup sau un obiect fa de o alt persoan, grup sau obiect; sau

trstur bine definit, fie ea anatomic, comportamental sau genetic a unui organism.

6 Dunn G., Everitt B.S., 1982 Introduction to Mathematical Taxonomy, Cambridge Univ.Press, Cambridge, London 152 pp.

39

Dintre numeroasele caractere pe care le posed organismele, se numesc caractere

taxonomice doar cele care permit s se spun c un taxon A difer de un taxon B sau cele

care indic faptul c doi taxoni concord ntre ei, dar sunt diferii de un al treilea.

n acest context, caracterul taxonomic este o proprietate care se gsete la toate speciile

unui taxon superior i la care el mbrac variante diferite, manifestndu-se ca trsturi de

caracter. Culoarea ochilor mamiferelor este un caracter; culoarea brun, albastr sau

verde sunt trsturi de caracter. Linia lateral la peti este un caracter; numrul diferit de

solzi ai liniei laterale la diferite specii reprezint trsturi ale acestui caracter. Pigmentaia

corpului este un caracter; pigmentaia neagr, galben, potocalie sau roie sunt trsturi de

caracter. Capacitatea de a cnta la paseriforme este un caracter; cntecul (succesiunea

notelor) reprezint trstur de caracter. Forma aripii la fluturi este un caracter; variantele

de form sunt trsturi de caracter. i exemplele pot continua.

Ceea ce trebuie reinut este c un caracter este determinat genetic de locul ocupat de

segmentul de ADN n cromozomii pereche, iar trsturile de caracter reprezint

manifestarea fenotipic a raportului ntre cele dou gene alele provenind de la genitori.

6.2. Analiza caracterelor Totalitatea unui organism, de la fecundarea ovulului pn la moarte, reprezint, dup

Hennig, forma sa complet, holomorfa sa. Caracterele purtate de holomorf sunt

nenumrate. Ele se repartizeaz n caractere funcionale i caractere structurale. Mayr

(1969) distinge cinci feluri:

Morfologice: caractere de morfologie general extern (de ex. numrul solzilor la peti, numrul solzilor, scuturilor i plcilor cornoase la reptile); caractere

anatomice (de morfologie intern; de ex. scheletul la vertebrate); caractere ale unor

structuri particulare ca genitaliile; caractere embriologice (de ex. forma i structura

oului, embrionilor, larvelor); cariologice (ale cariotipului - ansamblul

cromozomilor) sau alte caractere citologice etc.;

40

Fiziologice: factori metabolici, deosebiri serologice, proteinice sau alte deosebiri biochimice;

Ecologice: habitatul sau gazda, regimul alimentar, variaii sezoniere, parazii, reacii ale gazdei;

Etologice (de comportament): jocuri nupiale i alte mecanisme etologice de izolare, alte comportamente (de ex. modul de a construi cuibul, cntecul, modul de

a vna);

Geografice: structura general a corologiei (modelul general de distribuie biogeografic), simpatria (coexistena geografic) sau alopatria (izolaia geografic

total) populaiilor.

Mayr face observaia c acele caractere care variaz n cadrul unei populaii, inclusiv cele

prin care masculii difer de femele sau prin care adulii difer de larve, nu sunt caractere

taxonomice. De exemplu, coarnele ramificate caduce nu reprezint un caracter taxonomic

al speciei cerb, deoarece ele se ntlnesc numai la mascul, n schimb prezena, la masculi,

de coarne ramificate caduce reprezint un caracter diagnostic al speciei cerb i altor specii

de cervide, deoarece prin acest caracter ele difer att de alte rumegtoare lipsite total de

acest tip de coarne, ct i de ren, la care ambele sexe poart coarne ramificate caduce. De

asemenea, prezena unei anumite conformaii la larve n general, sau ntr-unul din stadiile

larvare, poate reprezenta caracter taxonomic pentru o anumit specie sau un anumit gen

de insecte.

Spre deosebire de Mayr, anumii sistematicieni (mai ales dintre claditi) opun caracterele

intrinseci caracterelor extrinseci. Caracterele intrinseci sunt cele purtate de organismul

nsui (fenotipice i genotipice) prin contrapunere fa de caracterele ecologice i

geografice. Pentru aceti cercettori, doar caracterele intrinseci sunt utilizabile ntr-o

analiz filogenetic.

41

Homologia. Se numete homologie corespondena dintre dou specii (sau mai multe) a

unui organ sau a unei pri dintr-un organ, dac se poate presupune c aceast

coresponden provine din motenirea de la un caracter comun. Ipoteza de omologie se

sprijin, n general pe studierea poziiei organului n chestiune n raport cu celelalte

organe, pe date paleontologice i mai ales embriologice disponibile.

Un caracter mprtit de dou specii este homolog dac exist deja la specia ancestral

comun celor dou specii. Astfel, humerusul cinelui i liliacului, motenit de la specia

ancestral a tetrapodelor este considerat ca omolog.

Dou caractere sunt homologe dac este reprezint stadii diferite ale unei aceeai serii de

transformare. Pentru astfel de serii se folosete termenul de morfoclin. Astfel, de

exemplu, balansierele dipterelor sunt omologe cu aripile posterioare ale altor insecte.

Homoplazia reprezint simplul fapt c dou caractere similare nu sunt homologe de la un

taxon la altul. Altfel spus, un caracter ntlnit la dou specii este homoplazic dac

strmoul comun al acestor specii nu posed caracterul n chestiune. Sunt de reinut dou

forme de homoplazie: paralelismul sau convergena i reversia, la care se poate aduga

analogia.

Paralelismul i convergena. Se spune c exist convergen dac caractere similare

apar independent n mai multe linii neavnd un strm comun apropiat ( de ex.

numeroasele cazuri de adaptri la medii particulare, homocromia etc.). Se vorbete de

paralelism atunci cnd acelai caracter a aprut independent n dou linii (sau mai multe)

avnd un strmo comun apropiat (de ex. structura dentar premolarii molarizai ai

rinocerilor i cailor). Din punct de vedere al clasificaiei, aceste dou noiuni sunt

identice; asemnrile observate nu sunt datorate unei ascendene directe i nu permit

construirea unui taxon.

42

Reversia. Se vorbete despre reversie cnd, ntr-o serie de transformri, o stare

transformat de caracter revine n mod secundar la o stare morfologic asemntoare cu

cea a strii iniiale (de ex. pierderea aripilor la numeroase insecte care aparin la ordine de

regul aripate).

Analogia. Se vorbete de analogie atunci cnd caractere asemntoare ndeplinesc

aceleai funcii. Astfel, se pune c aripile insectelor, psrilor i liliecilor sunt analoge ca

adaptri la zbor, sau c ochiul cefalopodelor i cel al vertebratelor sunt analoge ca

organe de vedere.

43

7. CARACTERE MORFOLOGICE, BIOCHIMICE I GENETICE

(dup Manoleli, 2006) 7.1. Caractere morfologice Caracterele morfologice au fost mult timp singurele utilizate pentru delimitarea taxonilor

i li se acord i n prezent o deosebit atenie din partea sistematicienilor, deoarece sunt

cele mai uor de recunoscut i singurele ce pot fi recunoscute la exemplarele conservate,

precum i la fosile.

n general, caracterele morfologice pot fi mprite n dou categorii: continue (nlimea,

de la nalt la scund, pigmentaia de la foarte nchis spre foarte deschis, lungimea de la

lung la scurt, numrul de solzi de la muli la puini .a.m.d.) i discrete (de ex. o

pereche de antene fa de nici o anten; 4 perechi de ochi fa de doar dou perechi; o

pereche de aripi fa de dou perechi .a.m.d.).

Aplicarea criteriului morfologic de identificare a taxonilor diverselor grupe de

animale acvatice i terestre

Spongieri dulcicoli. La nivel generic, determinarea se bazeaz, n primul rnd, pe

structura gemosclerelor-spiculilor din structura gemulelor (mugurilor de rezisten).

Gemulele (mugurii de rezisten) se pot pune n acid azotic concentrat la rece timp de 1-6

ore, pn cnd ele devin translucide; apoi se face un preparat mediu ntr-un montaj

permanent sau n ap glicerinat pentru o observaie rapid.

Cnidari (hidrozoare) dulcicoli. Determinarea diferitelor specii de hidre se bazeaz mai

ales pe prezena sau absena clorelelor (algelor endosimbionte), structura cnidocitelor

44

(celulelor urticante), forma ovarelor i a testiculelor, modul de apariie a tentaculelor pe

noduri i forma tecii care protejeaz embrionul.

Nematode (viermi cilindrici). Sunt identificabili numai adulii. Se pot observa structurile

interne, mai ales ale faringelui i structura cuticulei.

Polichete. Dimensiunile, inelarea toracic i abdominal, apendicele prostomiului, forma

i distribuia cheilor.

Oligochete. Pot fi fixate cu formol 10% imediat dup colectare. Ulterior se stocheaz n

alcool 70%. Oligochetele (excepie fcnd rmele) se pot monta ntre lame i lamele, fie

ntr-o pictur de polivinil lactofenol, fie ntr-un amestec n pri egale de acid lactic i

glicerin. n primul caz, preparatele pot fi examinate dup cteva zile la temperatura

ambiant sau dup trecerea prin etuv l10C. Determinarea familiilor, genurilor i,

evident, a speciilor, nu se poate face, dect la microscop.

Sistematica, cel puin la nivelul familiilor i al ctorva genuri, se bazeaz pe structura i

dispoziia cheilor, dar, pentru numeroase genuri i pentru majoritatea speciilor

sistematica se bazeaz pe structura aparatului genital, ceea ce implic c numai indivizi

maturi ar putea fi identificai la nivel specific.

Prima dificultate pentru un nespecialist este s determine poziia prostomiului. Acesta se

recunoate fie pentru c are o form conic (cel mai frecvent), fie pentru c poart o

tromp (caz particular). Pentru a identifica un oligochet se pot lua n calcul caracterele

urmtoare: structura cheilor (uneori este nevoie de obiective cu imersie 90x);

amplasarea cheilor debuteaz, n mod normal la nivelul segmentului 2; la altele

debuteaz dup acest segment.; petele oculare (ochii); trompa; papilele epidermice;

branhii; aparatul genital.

45

Hirudinee (lipitori). Identificarea la nivel specific n anumite cazuri generice nu se poate

face dect pe material proaspt; se poate i pe material fixat, dar se cere o bun cunoatere

prealabil a grupului. Fiind foarte contractile, lipitorile se omoar treptat prin adugri de

picturi de alcool 70% pe o perioad de aproximativ 30 min. Odat ncetate micrile,

lipitorile trebuie s fie uor presate pentru a elimina coninutul tubului digestiv, care este

opac, i o parte din mucus. Ele se pot plasa ntre dou lame n momentul n care se adaug

fixatorul. La nivel generic, identificarea se bazeaz pe forma i consistena corpului,

numrul i dispoziia ochilor, segmentarea extern (inelele) i, n anumite cazuri, numrul

de inele care separ cele dou orificii genitale.

Gasteropode. Determinarea speciilor se bazeaz pe structura aparatului genital i, n unele

cazuri, pe structura radulei. Pentru identificare la nivel generic este suficient morfologia

cochiliei i, pentru prosobranhiate, cea a operculului. Pentru conservarea molutelor dup

colectare, se prefer stocarea acestora n alcool de 70%; formolul atac cochilia i

ntrete tegumentele.

Bivalve dulcicole. Determinarea la nivel specific se bazeaz doar pe prile moi

(marginea mantalei i branhiile) pentru Unionidae i pe structura balamalei valvelor

pentru Unionidae i Sphaeriidae. Este necesar astfel ca, nainte de a utiliza un fixator, s

se deschid exemplarul fie la cald, fie picurnd alcool 70% n apa n care au fost depuse

animalele vii. Utilizarea numai a cochiliei pentru determinare poate conduce la erori.

Crustacee Branhiopode. Identificarea celor trei ordine de branhiopode nu ridic

probleme datorit diferenelor care exist ntre ele. Identificarea diferitelor familii i

genuri de anostracee i concostracee se face utiliznd caractere mai puin evidente i care

necesit adesea prepararea apendicelor. Celelalte crustacee. Forma corpului, apendicele.

Artropode terestre. Forma corpului, distincia ntre cap, torace i abdomen, toate

apendicele corpului, forma, culoarea i structura aripilor acolo unde acestea exist.

46

Peti. Dimensiunile biometrice, structura nottoarelor, aspectul branhiilor, poziia

operculului branhial, poziia ochilor, a gurii i prezena sau absena apendicelor cefalice,

numrul de solzi ai liniei laterale.

Amfibieni. Ochii, biometria i raporturile biometrice ale membrelor, culoare i modelul

corpului. Reptile. Modelul plcilor solzoase, forme. Psri. Culoare, form, penaj,

structurile cornoase cioc, gheare.

7.2. Caractere biochimice Metodele specifice biologiei moleculare pot fi utilizate complementar cu cele clasice

pentru delimitarea unitilor taxonomice i a relaiilor evolutive dintre taxoni. Pentru a

realiza aceste deziderate au fost identificate mai multe feluri de markeri moleculari.

Proteinele i aminoacizii. Deoarece secvenele de aminoacizi ale proteinelor sunt codate

de secvenele nucleotidice ale ADN-ului celular, variaia n structura proteic ntre

organisme deschide efectiv o fereastr n genomul celulei i, de mai muli ani, ele au

furnizat unul din cele mai simple mijloace de obinere direct de informaie despre

secvenele genelor. Cu toate acestea, proteinele sunt molecule complexe, iar studiul

secvenelor de aminoacizi care le constituie a reprezentat pn de curnd o procedur

dificil, laborioas i costisitoare. Multe din proteinele relevante n investigaiile

taxonomice au fost rezultatul cercetrilor care compar proprietile fizice ale unor

proteine particulare mai degrab dect identific secvenele aminoacizilor. Printre

tehnicile de vrf folosite pentru investigarea proteinelor se numr i electroforeza, pe

care o descriem mai jos.

Electroforeza rezid n faptul c proteina sau alte molecule care trebuie separate pot avea

o sarcin electric net cnd se afl n soluie. n mod specific, orice protein va avea o

sarcin net ntr-o gam de valori de pH datorit strii de ionizare a diferitelor lanuri

47

ionizabile pe care ea le posed. Proteinele solubile pot, prin urmare, s fie fcute s

migreze ntr-un gradient electric cu o rat care depinde de sarcina lor electric net i,

cteodat, de dimensiunea i forma lor molecular. Cum diferite forme nesemnificative

ale unei proteine date (care au puine secvene cu aminoacizi diferii) variaz, de regul,

relativ mai mult ca sarcin dect ca greutate molecular, atunci utilizarea sarcinii pentru

separare pare s fie mult mai relevant pentru orice variaie prezent.

n practic, o prob de protein care trebuie s fie electroforezat se plaseaz la captul

unui med