Karl Popper

Podstawy systematyki
biologicznej
dr hab. Karolina Bącela-Spychalska
([email protected])
dr hab. Michał Grabowski, prof. UŁ
• Różnorodność życia na Ziemi
• Czym jest taksonomia
• Historia myśli taksonomicznej
• Metodologia taksonomii
Nic w biologii nie ma sensu
jeśli nie jest widziane w świetle teorii ewolucji
Theodosius Dobzhansky
Strumień dziedziczności tworzy filogenezę
właściwie, on sam jest filogenezą
George Simpson
Edward O. Wilson
Różnorodność życia Warszawa 1999
Różnorodność Biologiczna Ziemi
opisana
• 1,5 miliona opisanych gatunków istot
żywych
• 4,5 tysięcy gatunków ssaków
• 5 tysięcy „gatunków” bakterii
• 25 tysięcy gatunków ryb
• 250 tysięcy gatunków roślin kwiatowych
• 750 tysięcy gatunków owadów
• 10 mln. gatunków owadów (Sabrosky 1952)
• 30 mln. gatunków stawonogów w lesie równikowym
(Erwin 1952)
163 gatunków
50 tys. gatunków
drzew
8 tys gatunków
Coleoptera
Ile gatunków bakterii ???
zaledwie 5000 znanych nauce
1 gatunek wielokomórkowca
1 gatunek
wyspecjalizowanej bakterii
XX wiek
• 15% gatunków waleni
• lemur z Madagaskaru - 1988
• koczkodan z Afryki środkowej - 1988
• jelonek mundżak w Chinach - 1988
• czarnolica marmozeta lwia w Brazylii - 1990
XX wiek
Afrykański słoń leśny (Loxodonta cyclotis)
Afryka równikowa, (1900) 2010
Lemur (Cheirogaleus lavasoensis)
Madagaskar, 2013
Tapirus kabomani
Brazylia, 2013
Wielka Encyklopedia Życia
1 strona A4 = 1 gatunek
= 1000 stron
= 6000 metrów bieżących
CAŁKOWITA LICZBA
GATUNKÓW
10 000 000
czy
100 000 000
POZOSTAJE NIEZNANA
Czym jest taksonomia ???
Klasyfikacja taksonów
Takson (gr. taksis)
Grupa realnie istniejących organizmów
uważanych za jednostkę danego dowolnego
szczebla klasyfikacji hierarchicznej
(Simpson 1961)
Fenon – zespół osobników jednorodnych
fenotypowo
gatunek = takson
Ciconia nigra = takson
Klasyfikacja
Dzielenie organizmów lub zespołów na
podstawie ich pokrewieństw
(Simpson 1961)
Metoda uogólniająca - indukcyjna
Taksonomia
(gr. taksis + nomos)
Teoria klasyfikacji (De’Candolle 1813)
Studium teoretycznych podstaw, zasad, reguł i
praw klasyfikacji (Simpson 1961)
Teoria i praktyka klasyfikacji (Mayr 1969)
Systematyka
(gr. systema)
Określenie systemów klasyfikujących
(Linneusz 1735)
Naukowe badanie różnorodności organizmów
oraz wszelkich związków między nimi
(Simpson 1961)
biologia ewolucyjna + ekologia + etologia
Taksonomia – nauka o prawach klasyfikacji
Systematyka – nauka o klasyfikacji
Taksonomia – teoria i praktyka klasyfikacji
Taksonomia = Systematyka
Taksonomia = biologia porównawcza
Porządkowanie (klasyfikacja) zmienności
Rozpatruje zmienność jako wynik ewolucji
Nowoczesne definicje systematyki
Poznanie różnorodności istot żywych i
wyjaśnienie przyczyn tej różnorodności, czyli
procesów które do niej doprowadziły
Mayr 1975
Nowoczesne definicje systematyki
Poszukiwanie i prezentacja wszystkich
zależności, które występują między istotami
żywymi
Hennig 1966
Nowoczesne definicje systematyki
Poznanie różnorodności organizmów, o ile ta
różnorodność jest związana z zależnościami
jakie istnieją pomiędzy populacjami,
gatunkami lub grupami wyższej rangi
(Wiley 1981)
Nowoczesne definicje systematyki
Naukowe poznanie organizmów w ich
różnorodności, ich ewolucji w przestrzeni i
czasie oraz klasyfikacja tłumacząca ich
wzajemne związki
Dubois, Goujet & Hideux 1984
Manifest założycielski
Francuskiego Towarzystwa Systematycznego
Systematyka to poznanie i opis różnorodności
istot żywych, poszukiwanie natury i przyczyn
zarówno różnic jak i podobieństw, ukazywanie
ich natury i przyczyn oraz ukazywanie
stosunków pokrewieństwa istniejących między
nimi i opracowanie klasyfikacji tłumaczącej te
stosunki pokrewieństwa
Matile, Tassy & Goujet 1993
Historia myśli taksonomicznej
Platon (437-347 p.n.e.)
Uczeń Sokrates
Nauczyciel Arystotelesa
Ateny
Platon (437-347 p.n.e.)
Twórca epistemologii
(teorii poznania), metodologii
oraz idealizmu
• wiedza rozumowa – niedoświadczalna, wrodzona
• wiedza zmysłowa – niepewna i złudna
Platon (437-347 p.n.e.)
Twórca epistemologii
(teorii poznania) oraz idealizmu
Poznanie - proces zmysłowo-psychiczny, intelektualny
i doświadczalny, właściwy człowiekowi, mający na celu:
1) zdobywanie wiedzy o świecie i o samym sobie.
2) określenie stosunku do innych bytów, zjawisk
i usytuowanie siebie wśród nich.
3) podjęcie działalności praktycznej i twórczej.
Platon (437-347 p.n.e.)
Twórca epistemologii
(teorii poznania) oraz idealizmu
IDEA
– pojęcie, jakie człowiek tworzy w stosunku do czegoś.
– w pojęciach zawarta jest wiedza pewna i bezwzględna.
– przedmiotem pojęć nie są rzeczy
– istnieje byt doskonały, niezależny, pierwowzór rzeczy,
poznawalny rozumowo, ale istniejący poza umysłem.
Arystoteles (384-322 p.n.e.)
Uczeń Platona
Nauczyciel Aleksandra Wielkiego
wyspa Lesbos
Arystoteles (384-322 p.n.e.)
Badania z zakresu morfologii
porównawczej, embriologii, etologii
i ekologii
Dzieła zoologiczne:
O chodzie zwierząt
O rozmnażaniu się zwierząt
O poruszaniu się zwierząt
O częściach zwierząt
O rodzeniu się zwierząt
Zoologia
Historia zwierząt
Historia animalizmu
Zwierzęta muszą być charakteryzowane przez
swój tryb życia, swoje czynności,
zwyczaje i części ciała
Terminy: Pterygota, Apterygota, Coleoptera, Diptera,
zimnokrwistość, ciepłokrwistość,
zwierzęta wyższe
i niższe
Pojęcia: logika, esencjalizm,
scala naturae
– wielki łańcuch bytu
Teofrast z Eresos
(370-287 p.n.e.)
Dzieła botaniczne:
De historia plantarum
De causis plantarum
Pierwszy ogród botaniczy
(Ateny)
św. Hildegarda z Bingen (1099-1179)
• mistyczka, przeorysza klasztoru w Rupertsbergu n. Renem
• filozof, lekarz, kompozytorka
• opis ponad 300 gatunków roślin
• spis niemieckich nazw roślin
św. Albert Wielki (1193-1280)
• pracował w Laningen n. Dunajem
• „ponowne odkrycie” botaniki
• pierwszy naukowy opis flory
europejskiej
• odrębność teologii i nauk
przyrodniczych
• „w badaniach jedynym
bezpiecznym przewodnikiem jest doświadczenie”
John Ray (1628-1705)
• filozof, teolog, naturalista
Catalogue of Cambridge Plants 1660
Synopsis Methodica Avium
et Piscium 1713
Methodus Plantarum Nova 1682
The Wisdom of God Manifested
in the Works of the Creation 1691
Three Physico-Theological
Discourses 1692
Methodus Plantarum Nova 1682
• pierwsza naukowa klasyfikacja roślin
• cechy morfologiczne: liście, kwiaty, nasiona, korzenie
• podział roślin kwiatowych na jednoliścienne i dwuliścienne
• spopularyzowany przez Antoine Laurent de Jussieu
Genera Plantarum 1789
• inspiracja dla XIX wiecznych taksonomów (np. De’ Candolle)
• systemy naturalne oparte na „totalnej” morfologii
Nie ma dla wolnego człowieka bardziej wartościowej
i satysfakcjonującej pracy, niż kontemplacja
cudownych wytworów natury
i wychwalanie nieskończonej mądrości i dobroci Boga
John Ray 1660
Linnaeus (1707-1778)
Twórca klasyfikacji istot żywych
Stworzenie jest chwałą Bożą
widzianą poprzez dzieła natury
jedynie przez człowieka
Niezmienność gatunków jest warunkiem
porządku natury
Systematyka
rozpoznanie Bożego planu stworzenia
• klasyfikacja sztuczna
• oparta wyłącznie o niektóre, nieliczne cechy
• rośliny – budowa organów rozrodczych
– Monoecia, Cryptogamia
• V poziomów taksonomicznych:
• gatunek – rodzaj – rząd – gromada – królestwo
Nowe gatunki (rodzaje) mogą powstawać samoistnie
na drodze hybrydyzacji lub aklimatyzacji
Natura = rzeźnia
Wojna wszystkich przeciw wszystkim
Nominalizm
Istnieją jedynie osobniki. Wszystkie kategorie są
sztucznymi tworami człowieka.
Empiryzm
Liczy się tylko poznanie zmysłowe.
Jakakolwiek klasyfikacja jest niepotrzebna.
J.B.M. Lamarck (1744-1829)
Filozofia zoologii 1809
• doskonalenie przez dziedziczenie cech nabytych
• samorództwo pierwotniaków
• rozdzielenie Crustacea, Annelida, Arachnida,
Insecta oraz Mollusca, Tunicata
i Cirripedia
G. Cuvier (1769-1832)
Historia naturalna zwierząt 1799
Anatomia porównawcza 1805
• Królestwo zwierząt – 4 klasy
• Vertebrata, Articulata, Mollusca, Radiata
• teoria katastroficznych wymierań
Erazm Darwin
(1731-1802)
Zoonomia or the Laws of Organic Life 1796
Karol Darwin
1809-1882
Alfred Russel Wallace (1823-1913)
On the Tendency of Varieties
to Depart Indefinitely from the Original Type
1858
1831-1836 – podróż na okręcie Beagle
„Beagle” na brzegu rzeki Santa Cruz w Patagonii
1831-1836 – podróż na okręcie Beagle
• pierwsze obserwacje do teorii doboru naturalnego
- morskie skamieniałości w wysokich Andach
- rozmieszczenie gatunków na Wyspach Galapagos
• relacja „The Voyage of the Beagle” 1860
Prace botaniczne Karola Darwina
1862 – The various contrivances by which orchids are
fertilized by insects.
1867 – On the movements and habits of climbing
plants.
1875 – Insectivorous plants.
1876 – The effects of cross- and self-fertilization in the
vegetable kingdom.
Prace botaniczne Karola Darwina
1877 – The different forms of flowers on plants of the
same species.
1880 – The power of movement in plants.
1881 – The formation of vegetable mould, through
the action of worms, with observations on their
habits.
www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/
Wilhelm Hofmeister (1824-1877)
• z zawodu wydawca muzyczny
• botanik samouk
• profesor w Heidelbergu i Tybindze
• odkrył przemianę pokoleń
u roślin - 1851
Ernst Haeckel (1834-1919)
• drzewo filogenetyczne roślin – 1866
Matthias Schlieden (1804-1881)
• najpierw adwokat, później botanik
• twórca teorii komórkowej – 1839 (+ T. Schwannem)
• autor „Basic Scientific Botany” 1860
• uwzględnił teorię Darwina
• namówił Carla Zeissa do
komercyjnej produkcji
mikroskopów
Alfred L. Wegener (1880-1930)
Obserwacje geologiczne Wegenera
• identyczne skamieniałości lądowe po obu stronach
Atlantyku
• linie brzegowe Afryki i Ameryki Południowej
• Appalachian Mts – Scotish Highlands
• warstwy St. Catarina – warstwy Karroo
• skamieniałości tropikalnych roślin na Spitsbergenie
Skamieniałe liście drzew ze Spitsbergenu
fot. Radek Jaskuła
The Origin of Continents
and Oceans 1915
Teoria dryfu kontynentalnego
Współczesna metoda naukowa
czyli
i
Kubeł
Reflektor
Metoda Indukcyjna
• uniwersalne prawa z pojedynczych obserwacji
• prawdziwość prawa sprawdza się ilością
potwierdzających obserwacji
• wiedza naukowa powiększa się przez
prostą akumulację obserwacji
=
Karl Popper
1902-1994
Twórca metody naukowej
Metoda
hipotetyczno – dedukcyjna
• obserwacja zawsze z punktu widzenia jakiejś teorii
• odważne przypuszczenie i poważna próba odrzucenia
(hipoteza)
(falsyfikacja)
• gromadzenie wiedzy poprzez odrzucanie
fałszywych hipotez
=
Metoda naukowa
• Popper K.R. Logika odkrycia naukowego. PWN,
Warszawa 1977
• Popper K.R. Conjectures and refutations: the growth of
scientific knowledge. Routledge & Kegan Paul 1963
• Popper K. Wiedza obiektywna. Ewolucyjna teoria
epistemologiczna. PWN, Warszawa 1992
Każdy intelektualista ponosi bardzo specyficzną
odpowiedzialność. Posiada przywilej i stosowność
studiowania. Winien więc swym bliźnim przedstawić
wyniki swych studiów w najprostszej, najklarowniejszej
i najbardziej zwięzłej formie. Najgorsze, co intelektualiści
mogą zrobić to pozować na wielkich proroków i epatować
swoich bliźnich tajemniczymi filozofiami. Kto nie potrafi
mówić prosto i jasno, ten powinien milczeć i pracować nadal,
aż będzie mógł tak uczynić.
Karl Popper
Magee B.
Popper.
Prószyński i Ska.
Warszawa 1998