Diversitatea lumii vii – sistematică și taxonomie

Trece în revistă criteriile de clasificare și principalele grupe de organisme din cele cinci regnuri.

Criterii și unități taxonomice

Sistematica (taxonomia) este știința clasificării organismelor pe baza înrudirii lor. Unitățile taxonomice, de la cea mai mică la cea mai cuprinzătoare — ordinea trebuie știută pe de rost:

specie → gen → familie → ordin → clasă → încrengătură (filum) → regn.

Specia este unitatea fundamentală: ansamblul indivizilor care se pot încrucișa între ei dând urmași fertili și sunt izolați reproductiv de alte specii. Criteriul fertilității urmașilor e decisiv: calul și măgarul se pot împerechea, dar catârul e steril — deci rămân specii diferite; e exemplul-capcană preferat al grilelor.

Nomenclatura binară, introdusă de Carl Linné: fiecare specie primește un nume din două cuvinte latinești — primul e genul (cu majusculă), al doilea indică specia (cu literă mică): Homo sapiens, Canis lupus. Sistemul e universal — evită confuziile dintre denumirile populare locale.

Criteriile de clasificare au evoluat: de la asemănările morfologice și anatomice la dovezi biochimice și genetice (compararea ADN-ului), care reflectă cel mai fidel înrudirea evolutivă. Clasificarea modernă în cinci regnuri (Whittaker): Monera, Protista, Fungi, Plantae, Animalia — pe baza tipului de celulă (procariot/eucariot), numărului de celule și modului de nutriție (autotrof/heterotrof).

Capcană frecventă: genul e mai cuprinzător decât specia, dar mai mic decât familia — inversarea ordinii taxonilor costă punctul întreg.

Regnul Monera și regnul Protista

Regnul Monera cuprinde singurele organisme procariote: bacteriile și cianobacteriile (algele albastre-verzi). Caractere: unicelulare, fără nucleu adevărat (ADN circular în nucleoid), fără organite membranare, perete celular propriu; înmulțire prin diviziune directă. Nutriția acoperă tot spectrul: heterotrofe (saprofite sau parazite — bacilul Koch al tuberculozei), autotrofe fotosintetizante (cianobacteriile) sau chemosintetizante (bacteriile nitrificatoare din sol — verigă esențială a circuitului azotului). Importanță: fixarea azotului (Rhizobium din nodozitățile leguminoaselor), descompunerea materiei organice, industria alimentară (bacterii lactice), biotehnologii, dar și boli (tuberculoză, tetanos, holeră).

Regnul Protista cuprinde eucariote, majoritar unicelulare, extrem de eterogene:

• protiste asemănătoare animalelor (heterotrofe): amiba (pseudopode), parameciul (cili), euglena — caz special: are cloroplaste și fotosintetizează la lumină, dar se hrănește heterotrof la întuneric (nutriție mixotrofă), argumentul clasic că granițele regnurilor sunt convenționale;
• protiste asemănătoare plantelor: algele unicelulare și pluricelulare (verzi, roșii, brune) — fără țesuturi adevărate;
• protiste parazite: Plasmodium (malaria, transmis de țânțarul Anopheles), Trypanosoma (boala somnului), Giardia.

Capcana de examen: cianobacteriile („algele albastre-verzi”) NU sunt alge adevărate — sunt procariote, deci Monera; algele propriu-zise sunt eucariote, la Protista.

Regnul Fungi – ciupercile

Regnul Fungi cuprinde organisme eucariote, heterotrofe, uni- sau pluricelulare. Deși au fost mult timp clasificate lângă plante, ciupercile diferă fundamental — exact pe aceste diferențe se construiesc grilele:

• nu fotosintetizează — nu au cloroplaste și nici clorofilă;
• peretele celular conține chitină (ca exoscheletul insectelor), NU celuloză;
• substanța de rezervă este glicogenul (ca la animale), NU amidonul;
• nutriție prin absorbție: digeră extern, cu enzime secretate, apoi absorb produșii.

Corpul ciupercilor pluricelulare — miceliul — e o rețea de filamente numite hife; „ciuperca” din pădure e doar corpul de fructificație. Nutriția: saprofite (se hrănesc cu materie organică moartă — mucegaiurile, majoritatea ciupercilor cu pălărie), parazite (produc micoze la om, tăciunele și rugina la cereale) sau simbionte.

Simbiozele de reținut: micorizele (hife + rădăcinile arborilor — schimb reciproc de apă, săruri și glucide) și lichenii (ciupercă + algă verde sau cianobacterie) — pionieri ai vieții pe stânci și bioindicatori ai purității aerului.

Importanță: drojdiile (fermentațiile din panificație și vinificație), mucegaiul Penicillium — sursa penicilinei, primul antibiotic (Fleming, 1928), descompunerea materiei organice. Capcana clasică: drojdia de bere este ciupercă unicelulară — existența fungilor unicelulari contrazice stereotipul „ciupercă = pălărie și picior”.

Regnul Plantae – grupele principale

Regnul Plantae cuprinde organisme eucariote, pluricelulare, autotrofe fotosintetizante, cu perete celular celulozic și amidon ca substanță de rezervă. Seria evolutivă a grupelor arată cucerirea treptată a uscatului:

• Mușchii (briofitele) — primele plante de uscat, dar incomplet adaptate: fără țesut conducător adevărat și fără rădăcini (au rizoizi), talie mică, iar fecundația depinde de apă. Exemplu: mușchiul de pământ.
• Ferigile (pteridofitele) — primele plante cu țesuturi conducătoare (vase lemnoase și liberiene), deci cu rădăcină, tulpină și frunze adevărate; se înmulțesc prin spori (pe dosul frunzelor), iar fecundația încă cere apă. Ferigile arborescente din Carbonifer au format cărbunii.
• Gimnospermele — primele plante cu sămânță; sămânța stă descoperită pe solzii conurilor, fără fruct. Polenizarea prin vânt; nu depind de apă pentru fecundație. Exemple: molid, brad, pin, tisa. Frunze aciculare, majoritatea mereu verzi.
• Angiospermele — plantele cu flori adevărate: sămânța e închisă în fruct (protecție și răspândire), dublă fecundație, cea mai diversă grupă vegetală (~300 000 de specii). Se împart în monocotiledonate (un cotiledon, nervațiune paralelă, rădăcini fasciculate — grâu, porumb, lalea) și dicotiledonate (două cotiledoane, nervațiune ramificată — fasole, măr, stejar).

Capcanele de punctaj: mușchii NU au vase conducătoare (ferigile da) — cine inversează pierde; iar la gimnosperme lipsește fructul, nu sămânța.

Regnul Animalia – nevertebrate și vertebrate

Regnul Animalia: eucariote, pluricelulare, heterotrofe (nutriție prin ingestie), fără perete celular, majoritatea mobile.

Nevertebratele (fără coloană vertebrală):

• Celenterate — simetrie radiară, cavitate digestivă cu un singur orificiu, celule urzicătoare: hidra, meduza, coralii;
• Viermi: lați (tenia — parazit cu scolex și proglote), cilindrici (limbricul, trichina), inelați (râma — corp segmentat);
• Moluște — corp moale, majoritatea cu cochilie: melcul, scoica, caracatița (cochilie dispărută, sistem nervos performant);
• Artropode — cea mai numeroasă încrengătură animală: picioare articulate, exoschelet chitinos care impune năpârlirea. Clase: crustacee (rac), arahnide (păianjen — patru perechi de picioare, fără antene), insecte (trei perechi de picioare, o pereche de antene, de regulă două perechi de aripi). Numărul de picioare păianjen/insectă e grila cea mai bătătorită;
• Echinoderme — simetrie radiară secundară, schelet calcaros: steaua-de-mare.

Vertebratele (coloană vertebrală, schelet intern): peștii (branhii, poikilotermi), amfibienii (metamorfoză, piele nudă, legați de apă), reptilele (solzi cornoși, ou amniotic, poikiloterme), păsările (pene, homeoterme, oase pneumatice, cioc fără dinți), mamiferele (păr, glande mamare, homeoterme, diafragmă).

Capcane clasice: balena și delfinul sunt mamifere, nu pești; liliacul e mamifer zburător, nu pasăre; iar amfibienii și reptilele sunt poikiloterme — homeotermia apare doar la păsări și mamifere.

Importanța diversității biologice

Biodiversitatea — diversitatea speciilor, a genelor din interiorul lor și a ecosistemelor — este rezultatul a miliarde de ani de evoluție și baza funcționării biosferei.

Importanța ecologică: fiecare specie ocupă o nișă în rețeaua trofică. Producătorii (plante, alge, cianobacterii) fixează energia solară și eliberează oxigenul; descompunătorii (bacterii, fungi) reciclează materia, închizând circuitele biogeochimice; polenizatorii (albinele în primul rând) condiționează reproducerea majorității angiospermelor, inclusiv a culturilor agricole. Ecosistemele bogate în specii sunt mai stabile: dispariția unei verigi e compensată de altele; într-un sistem sărăcit, aceeași dispariție poate declanșa prăbușiri în lanț.

Importanța economică: alimentație (soiuri de plante și rase de animale, dar și rezerva de gene sălbatice pentru ameliorare), medicină (penicilina din Penicillium, morfina, chinina și numeroase alte medicamente de origine vegetală — de aceea dispariția unei specii poate însemna pierderea unui medicament încă nedescoperit), industrie (lemn, fibre, fermentații), turism ecologic.

Amenințări: distrugerea habitatelor (defrișări, desecări) — cauza principală, poluarea, supraexploatarea (vânat, pescuit excesiv), speciile invazive, schimbările climatice. Protecția: arii protejate (în România — Parcul Național Retezat, Delta Dunării, rezervație a biosferei), specii ocrotite prin lege (capra neagră, floarea-de-colț), Cartea Roșie a speciilor amenințate.

Nuanța de examen: conservarea nu înseamnă doar salvarea speciilor „spectaculoase” — dispariția unui descompunător sau a unui polenizator obscur poate afecta un ecosistem mai grav decât dispariția unui prădător de vârf.

Test — 6 întrebări ca la examen

Grile de admitere UMF — 5