هدف رده‌بندی جدید نه تنها توصیف ، تشخیص و مرتب کردن موجودات در سطوح مناسب است ، بلکه شامل درک تاریخ تکامل و مکانیزهای آنها نیز می شود. روشهای اولیه به طور عمده تنها بر خصوصیات مشاهده شده استوار بودند و به تفاوتهای زیر گونه ای توجه نداشتند. بنابراین بسیاری از گونه ها به وسیله یک یا تعداد محدودی نمونه شناسایی می شوند. در حال حاضر توجه زیادی به تقسیم بندی فرعی گونه ها مانند زیر گونه و جمعیتها مبذول می گردد. گونه مرفولوژیکی سابق اکنون گونه بیولوژیکی نامیده می شود که خصوصیات اکولوژیکی ، ژنتیکی ، بیوشیمیایی و سایر خصوصیات را شامل می شود. همه این روشهای جدید در توضیح ساختار واقعی گونه و موقعیت تکاملی آن سهم بزرگی دارند. ولی از آنجایی که اغلب روشهای جدید به روشهای خاص نیاز دارند این روشها نیز مستم پاره ای مسائل می باشند ، شرح مختصری از تمام روشهای رایج در رده بندی ارائه می شود :
1- روش مرفولوژیکی
صفات مرفولوژیکی مهم مانند اندامهای تناسلی خارجی ، شاخکها ، بالها ، تعداد و نحوه پراکنش موها و غیره در نمونه های بالغ بیشتر در بین بند پایان ، هنوز در مطالعات رده بندی ما غالب هستند. در عصر رده بندی جدید به منظور درک ساختار ظریف صفات متعدد مورفولوژیکی روشهای جدید کشف شده اند. این روشهای جدید به کشف خصوصیات جدید و قابل اعتمادتر منجر شده اند. استفاده از اسکن میکروسکوپهای الکترونی در مطالعات رده بندی بندپایان و سایر بی مهرگان افزایش یافته است. این میکروسکوپ از طریق تهیه تصاویر تقریبا سه بعدی با بزرگ نمایی مفید پنجاه تا ده هزار برابر اطلاعات عالی درباره سطح نمونه ارائه می دهد. بسیاری از صفات ریز در ات و کنه های گیاهی و حیوانی و سایر بندپایان کوچک وجود دارند که با استفاده از استرئومیکروسکوب بخوبی قابل بررسی نیستند و باید تنها در چنین بزرگنمایی زیادی مطالعه شوند. تصاویر سه بعدی خیلی بزرگ در کشف صفات جدید و بعلاوه در آشکار کردن جزئیات نا مشخص صفات شناخته شده متعد کمک زیادی می کنند.2- روش جنین شناسی و مراحل نابالغ
در تمامی افراد ، طی رشد جنینی تغییراتی در الگوهای صفات بروز می کند. چنین تغییراتی در گروهایی که افراد آن مراحل مختلف مرفولوژیکی کاملا متفاوتی را طی می کنند ، کاملا مشهود است. نمونه بسیار خوب به وسیله موجودات دارای مراحل چند شکلی مناسب ارائه می شود که رشد آنها شامل چند مرحله جوان مشخص است که هر یک به وسیله یک پوست اندازی متمایز می شود. توصیف رده بندی نه تنها بر اساس خصوصیات مرفولوژیکی افراد بالغ بلکه بر اساس مجموع خصوصیات همه مراحل است.3- روش اکولوژیکی
. بقیه در ادامه مطلب3- روش اکولوژیکی
شاید قدیمیترین کوشش ثیت شده استفاده از اطلاعات اکولوژیکی در طبقه بندی به وسیله افلاطون باشد که او از زیستگاه آبی ، خاکی یا هوایی به عنوان خصوصیت اصلی استفاده کرد. اما ارسطو اولین فردی بود که به طور جدی به اهمیت چنین خصوصیاتی در طبقه بندی حیوانت فکر نمود. او حتی آزادانه از آنها در طبقه بندی خود استفاده نمود. اکنون این امر محقق است که هر گونه در طبیعت دارای کنج اکولوزیکی ( نیچ) خاص خودش می باشد و از نظر ترجیح غذایی ، فصل تولید مثل ، مقاومت در برابر عوامل فیزیکی مختلف و غیره از نزدیکترین وابستگانش متفاوت است. وقتی که دو گونه نزدیک به هم در یک محیط مشترک همزیستی دارند ، آنها از طریق خصوصیات کنج اکولوژیکی خاص گونه ای از رقابت کشنده اجتناب می کنند. گونه های خیلی وابسته ای هستند. که در مکانها و زیستگاهای طبیعی متفاوت زندگی می کنند که در چنین مواردی ممکن است خصوصیات اکولوژیکی بسیار شبیه هم داشته باشند یا اینکه در یک زیستگاه بطور مشترک زندگی کنند و هر یک دارای غذای متفاوتی باشند یا به بیان دیگر از رقابت بین گونه ای اجتناب ورزند.
4- روش رفتاری
استفاده از خصوصیات رفتاری در رده بندی حیوانی یک روش نسبتا جدید است. این روش یکی از مهمترین منابع اطلاعات رده بندی به شمار می رود. این خصوصیات در جدا کردن گونه های نزدیک به هم کمک بزرگی می کنند. رفتار شناسی مقایسه ای در بهبود طبقه بندی پرندگان ، ات ( مخصوصا سیرسیرکها ، زنبورها و بعضی سوسکها ) قورباغه ها ، ماهیها و غیره بسیار مفید بوده است. این صفات به طور ژنیتیکی تعیین می شوند و مانند صفات مرفولوژیکی از نسلی به نسل بعد انتقال می یابند ، بنابراین این صفات به عنوان مکانیزمهای جدا کننده و شروع سازگاریهای جدید نقش بزرگی ایفا می کنند.وسایل ضبط دقیق صدا و سونوگرافی در مجزا نمودن گونه های نزدیک به هم پرندگان و سایر حیوانات کاملا مفید بوده اند.
5- روش سلول شناسی
این روش مطالعات زیر را شامل می شود :الف- مکملهای ژنتیکی
شامل ژنوم ( DNA در هسته ) و پلاسمون ( DNA در ارگانلهای سیتوپلاسمی ) می باشد. دزواکسی ریبونوکلئیک اسید ماده اصلی توارث است. اعتقاد بر این است که اگر ترکیب DNA در تمام گونه ها شناخته شود ، سیر تکاملی آنها کاملا روشن خواهد شد. همین طور اعتقاد بر این است که مقدار DNA در هر دسته از کروموزومها برای هر گونه ثابت است. اما هنوز مشخص نشده است که نسبت محتوای DNA کروموزومها به تنوع اندازه بندهای هتروکروماتیک یا ارتباط آنها با تفاوت ضخامت در متافاز نسبت دارد. حتی در حال حاضر مقدار معینی از DNA و پروتئین که در میتوز تحریک می شوند تا در تعداد معینی از کروموزومها انتشار یابند. معلوم نیست.
ب- دورگ گیری DNA :
کشف اینکه دو رگ گیری بین اجزاء تک رشته ای DNA از منابع مختلف امکان پذیر است ، یک روش فیزیکوشیمیایی را برای سنجش ارتباطات ژنتیکی بین گونه ها فراهم می کند. در این نوع از مطالعات DNA استخراج شده از یک موجود در لوله آزمایش با لاینهای سلولی از سایر موجودات دو رگ گیری می شود. این روشهای پیوند DNA نوید بخش حل مسائل پیچیده رده بندی می باشند. روابط رده بندی اینها به وسیله Hoyer et al. بخوبی بررسی شده است. گزارشهای فسیلی ناقص در بسیاری از گروهای حیوانی ممکن است در طی مطالعات مربوط به حل مشکلات تکاملی با فیلوژنتیکی ، مسائلی را مطرح نماید.
ج- مطالعات کاریوتیپ شناسی
سلول شناسی کروموزومی بیشتر به وسیله متخصصین رده بندی گیاهی تا متخصصین رده بندی حیوانی مطرح شده است. شالوده رده بندی کروموزومی زمانی بنا نهاده شد که مسائل تشخیص کروموزومی پذیرفته شد و نظریه کروموزومی توارث ایجاد شد. کاریوتیپ توسط تعداد ، اندازه و شکل خارجی کروموزومها مشخص می شود و یک خصوصیت ثابت و قطعی هر گونه می باشد. تعداد ، شکل و نحوه جفت شدن کروموزومها ممکن است با استفاده از روشهای مختلف تشریح و رنگ آمیزی تعیین شود. رده بندی کروموزومی می تواند بخوبی در تعیین روابط فیلوژنتیکی گروها و بعلاوه در جدا کردن گونه ها خویشاوند مفید باشد.تحول روشهای اصلاح شده در خلال سی سال گذشته کار با کروموزومها را بسیار راحت نموده است. امروزه کار کردن با گروههای مشکل مانند داران ، پرندگان و اتی از قبیل پروانه ها نیز امکان پذیر شده است. در حال حاضر کاریوتیپ معتبرتری برای در حدود هزار گونه از داران چند صد گونه از ماهیان ، دوزیستان ، خزندگان و پرندگان وجود دارد. تعدادی از مجموعه گونه ها مخصوصا در داران و دوزیستان راسته Urodela تجزیه شده اند.
6- روش بیوشیمیایی
این روش نیز به طور وسیع در گیاهان بیشتر از حیوانات مطالعه شده است. استفاده از این قبیل صفات در رده بندی اولین بار در سال 13 به وسیله کاندول برای جدا کردن گونه های نزدیک به هم گیاهان شروع شد. امروزه این حقیقت کاملا شناخته شده است که متابولیسم یک موجود مجموعه ای از تغییرات شیمیایی است و مرفولوژی ، رفتار و اکولوژی یک موجود باید به متابولیسم آن وابسته باشند. حیوانات حاوی تعداد زیادی از ترکیبات پیچیده مانند هورمونها ، آنزیمها و سایر پروتئینهای دارای پپتیدها ، اسیدهای نوکلئیک ، اسیدهای آمینه و قندها هستند. تکنیکهای رده بندی بیوشیمیایی احتمالا کمتر تحت تاثیر مستقیم عوامل محیطی قرار می گبرند و نسبت به بسیاری از تجزیه و تحلیلهای مرفولوژی متداول اختلافات ژنتیکی را بهتر منعکس می نمایند. کار اصلی متخصص رده بندی بیوشیمیایی مقایسه و مقابله ترکیبات هم ردیف با نقش مشابه در گونه های مختلف حیوانی با توجه به خصوصیات و توزیع آنها در اندامهای مختلف بدن است. بنابراین گونه ها را می توان بر اساس توالی های آمینواسید در پروتئین های یک موجود و بر اساس اختلافات موجد در گونه های مختلف از یکدیگر متمایز کرد. Crick آنرا رده بندی پروتئینی نامید. این اعتقاد نیز وجود دارد که تغییرات و ساختمان آنزیم می تواند در کشف گونه های جدید کمک نماید. Lahni آنرا رده بندی مولکولی نامید. رده بندی مولکولی در اصل شامل توالی نوکلئوتیدها در پلی نوکلئوتیدها بود. Turner ترجیح داد که آن را به دو نوع رده بندی مولکولهای کوچک و رده بندی مولکولهای بزرگ تقسیم نماید. رده بندی مولکولهای کوچک به توزیع و روابط بین سنتز حیاتی ترکیبات با وزن مولکولی کوچک مانند اسیدهای آمینه آزاد ، آلکاسیدها ، ترپنها و فلاونوئیدها تکیه می کند ، این ترکیبات معمولا تحت عنوان ترکیبات ثانویه نامیده می شوند. این روش بویژه در حل مسائل رده بندی در جایی که دورگ گیری یک عامل باشد مناسب است. رده بندی مولکولهای بزرگ در ارتباط با مولکولهای پلی مری مانند DNA و RNA ، پلی ساکاریدها و پروتئینها می باشد. این روش در حل پاره ای از مسائل پیچیده تر رده بندی بخصوص آنهایی که روابط بین سطوح بالاتر را شامل می شوند ، مناسب است.بنابراین در حال حاضر روش بیوشیمیایی به طور قطعی در حل بسیاری از مسائل رده بندی مفید است. اما این روش در بسیاری از موارد نیز مفید نیست. بعلاوه چنین مطالعاتی فقط در مورد موجودات در قید حیات امکان پذیر است و بنابراین ردیابی مسیر تاریخ تکاملی مشکل است. روش بیوشیمیایی نمی تواند با توجه به فیلوژنی موجودی که گزارشهای فسیلی آن نامناسب یا وجود ندارد به قضاوت قطعی منجر می شود. بیشتر کارهای رده بندی بیوشیمیایی فقط بر اساس اختلافات کمی و کیفی مواد تشکیل دهنده تمام بدن موجودات یا یکی از بافتهای آنها ست. صفات مرفولوژیکی مانند خصوصیات شیمیایی نیز متغیر هستند. درک صحیح روابط رده بندی موجودات برای آشکار کردن تنوع الگوهای بیوشیمیایی نیازمند مقایسه تعدادی از خصوصیات بیوشیمیایی در ترکیب با صفت دیگری است صرفا بر اساس یک صفت بیوشیمیایی ممکن نیست. نظر به اینکه پروتئینها و اسیدهای نوکلیئیک یک تخمین معتبر هر چند غیر مستقیم از درجه همانندی ژنتیکی بین حیوانات را فراهم می کنند ، برای درک روابط رده بندی حیوانات مقایسه خصوصیات مختلف اجزاء شیمیایی تشکیل دهنده مناسبتر از سایر اجزاء تشکیل دهنده است. انتشار اسیدهای آمینه آزاد در اندامهای مختلف ات نسبت به وجود یا عدم وجود محض یا تراکم آن در کل بدن یا یکی از بافتهای بدن حیوانات از ارزش رده بندی بالاتری بر خوردار است.
انواع روشهای شیمیایی
این مطالعات به پنج روش ایمنی شناسی ، کروماتوگرافی ، الکتروفوز ، اسپکتروفتومتری و بافت شناسی شیمیایی انجام می شوند. همه این روشها در ارتباط است با مشخص کردن ترکیبات شیمیایی بافتها و سرم خون که مواد شیمیایی لازم برای تغذیه سلولها هم در رشد و هم تولید مثل حمل می کند.الف- روش ایمنی شناسی
این روش بر واکنش ته نشینی ( رسوب ) استوار است که برای مطالعه آنتی ژنهای محلول مانند آنهایی که در سرم حیوانی یا ترشحات بافت گیاهان یا حیوانات وجود دارند ، ترجیح داده می شود. این روش اولین بار به وسیله Rudolph Krauss در مورد میکروارگانیزمها کشف شد. استفاده از آن براساس این حقیقت است که : پروتئینهای یک موجود در برابر پروتئینهای موجود خویشاوند به طور قویتری با آنتی بادیها واکنش نشان خواهد داد تا در برابر پروتئینهای موجود با درجه خویشاوندی کمتر. یک آنتی ژن ( معمولا یک پروتئین ) ، وقتی به یک حیوان تزریق شود حیوان را به تولید ترکیباتی تحریک خواهد کرد ، آنتی بادیها با درجه اختصاصی زاید در برابر مواد تزریق شده در واکنش نشان خواهد داد. حیوانات دارای آنتی بادی مصون در نظر گرفته می شود و فرآیند ایمن سازی ، زمانی که با نسبت مناسب آنتی ژنی محلول با سرم مصون مخلوط شود به وسیله تشکیل یک رسوب آشکار می شود. با استفاده از این روش تعیین اینکه یک آنتی ژن مختص یک جنس ، گونه هایی از جنس ، یا حتی نژاد بخصوصی در یک گونه است و یا واکنشهای آمیزشی را نشان می دهد نیز امکان پذیر است.
اگر چه این عمل بیش از نیم قرن مورد استفاده بوده ، تا کنون به حد مورد انتظار برای ما مفید نبوده است.
ب- کروماتوگرافی
روشی است که به وسیله آن می توان اجزای یک مخلوط مرکب را مجزا و شناسایی نمود. این روش بر اساس مقادیر متفاوتی است که ترکیبات در یک مخلوط مضاعف در طول یک محیط متخلخل مانند قطعه ای از کاغذ ( کروماتوگرافی کاغذی ) یا ستون از پودر گچ ( کروماتوگرافی ستونی ) حرکت می کنند. کروماتوگرافی کاغذی به طور گسترده برای مقایسه ترکیبات شیمیایی گونه های نزدیک به هم ، مخصوصا با توجه به اسیدهای آمینه و پپتیدها در تیمار نینهیدرین و پورین ها و پیریمیدین ها یا سایر ترکیباتی که نور ماوراء بنفش را جذب یا عبور می دهند ، مورد استفاده بوده است. مواد مورد تجزیه به دو روش کلی تهیه می شوند. یا قطعاتی از بافتها یا حیوانات کوچک کامل به طور مستقیم بر روی فیلتر کاغذی فشرده و له می شوند یا عصاره هایی تهیه می شوند که پروتئینهای محلول در آنها ته نشین شده باشد به طوری که محلول حاصله تنها شامل اسیدهای آمینه و پپتیدهای کوچک باشد.ج- الکتروفورز :
این روش نیز شامل حرکت مشابه مواد حل شده از طریق یک محیط ثابت می باشد اما در اینجا حرکت در اثر اختلاف پتانسیل الکتریکی را حاصل می شود. این روش بر اساس این حقیقت است که : اجزاء مخلوط مقادیر متغییر بار الکتریکی را حمل می کنند و بنابراین در محلول نمکی که یک جریان الکتریکی ازآن عبور داده می شود در سرعتهای مختلف حرکت خواهند کرد. این روشها اولین بار به وسیله Tiselius برای تشخیص اجزاء مرکب سرم پروتئینها که تحت تاثیر یک جریان الکتریکی در یک محلول نقل مکان می کنند استفاده شد. این روشها تا حد زیادی بهبود یافته اند بطوری که امکان مجزا شدن تعداد زیادی از پروتئینهای مختلف در یک سیانین وجود دارد. امروزه برای مطالعه ترکیبات مولکولی پروتئینهای پیچیده ، انواع مختلفی از روشهای الکتروفورز وجود دارد.
در الکتروفوز کاغذی مخلوط مورد تجزیه بر روی یک نوار کاغذی که قبلا به وسیله محلول نمکی مرطوب شده ریخته می شود. انتهای نوار در داخل ظرفی که با محلول پر شده است قرار داده می شود. یک الکترود در داخل هر ظرف فرو برده می شود و جریان مستقیم از داخل محلول عبور داده می شود. اجزاء متفاوت بر اساس بار الکتریکیشان با سرعتهای مختلف جابجا می شوند. زمانی که ترکیبات مجزا شدند ، تشخیص آنها به روشهای مختلف انجام می شود. کاغذ ، به خاطر کیفیت بالای جذب مولکولی ، اندازه متغییر خلل و فرج ، جریان شدید انتقال الکترونی بافر ، در ابتدا توسط ژل آگار ، سیس نشاسته و اخیرا به وسیله ژل آکریل آمید جایگزین شد. هر یک از این عوامل باعث بهبود در افزایش تمایز مولکولهای بزرگ می شوند. محیط نشاسته و آکریل آمید بعد دیگری را در جدا سازی پروتئین ایجاد کردند.
د- اسپکتروفتو متری با اشعه مادون قرمز:
این روش بر اساس جذب نورمادون قرمز به وسیله مواد بیولوژیکی استوار است. بنابراین الگوهای تشکیل شده بر اساس ترکیب شیمیایی آنها می باشد و باعث روشن شدن بسیاری از جنسهای مهم رده بندی می شود. این روش تا کنون بیشتر در مورد میکروارگانیزمها به کار رفته است.ه- مطالعات بافت شناسی شیمیایی :
هنگامی که بافتهای کسانی از گونه های مختلف حیوانی وظیفه مشابهی را در ظاهر نشان دهند ، ممکن است بین آنها اختلافات بیوشیمیایی مشاهده شود که می تواند از ارزش رده بندی برخوردار باشد. این صفات نیز می توانند در تشخیص گروه بندیهایی در سطوح پائینتر از گونه نیز کمک نمایند. روشهای بافت شناسی شیمیایی شامل تکنیکهای ظریف مشخص و واکنشهای خاص رنگ آمیزی می باشد. روش تثبیت ماده در این قبیل مطالعات دارای اهمیت زیادی است ، به طوری که نباید نسبت به آنچه در حالت زنده وجود دارد ، تغییرات شیمیایی روی دهد. این روشها در تجزیه کیفی و نیمه کمی پروتئینها ، اسیدهای آمینه آزاد ، آنزیمها ، کربوهیدراتها ، مایعات و اسیدهای نوکلئیک حاوی یونهای فی به کار رفته است. برای رنگ آمیزی از رنگها مختلفی استفاده می شود تا این خصوصیات بهتر درک شود. استفاده از میکروتومهایی که به طور مستقیم از بافتها مقطع می گیرند و بویژه میکروسکوپهای الکترونی این مطالعات را معنی دارتر کرده است. این روش وقتی با سایر خصوصیات ترکیب شود ، قادر است در استنباط روابط رده بندی بین گروهای مختلف حیوانی نیز کمک بزرگی بنماید.
7- رده بندی عددی
رده بندی عددی وابستیگیها یا مشابهت های بین واحدهای رده بندی و مرتب کردن این واحدها در داخل گروههای رده بندی بر اساس وابستگیهایشان می باشد. پاره ای از محقیقین واژه تاکسی متریک را ترجیح می دهند. در دو واژه دیگر تاکسونومتریک و تاکسومتری نیز مورد استفاده می باشند ، اما بین تاکسی متریک و تاکسی متری رقابت وجود دارد.از حیث تعداد، رده‌بندی عددی بر اصول Adanson استوار است. این مفهوم بر استفاده از حداکثر تعداد خصوصیات و همچنین تمام آنهایی که هم وزن هستند استوار است. واحدهای رده بندی مجزا می توان به واسط همبستگی خصوصیات گوناگون در گروههای مختلف مورد مطالعه ایجاد کرد ، اما هنوز در مورد تعداد خصوصیات مود استفاده در این روش اختلاف نظرهایی وجود دارد. استفاده از حداقل شصت صفت ، Moss از135 تا 146 صفت در حالی که Steyskal حداقل از هزار صفت بویژه در مورد ات را ترجیح می دهند.
اکثریت کارهای انجام شده در رده بندی عددی در ارتباط با طبقه بندی در مفهوم شناخت گروهی است. این محققین تا اندازه زیادی از مطالعاتشان طرفداری کرده اند و در حل مسائل طبقه بندی بیولوژیکی بسیار مدعی هستند.
8- رده بندی افتراقی
رده بندی افتراقی اولین بار توسط Wimble بعنوان یک روش شناسی برای ترکیب اندازه گیریها ، شاخصها و فراوانیهای چند گانه در یک متغییر مرکب پیشنهاد شد ، عمل رده بندی این روش در تمام موقعیتها ، متوسط تغییر با فاصله از یک واقعیت کلی را ارزیابی می کند. این روش به محقق اجازه خواهد داد که سرعتهای تغییر با فاصله ( تفاوت ) چند صفت را جمع کند تا نواحی تمایز درون یک واحد رده بندی را نشان دهد.ظاهرا تنها تعداد معدودی از زیست شناسان از این روش استفاده کرده اند ، از قرار معلوم این موضوع به علت پر زحمت بودن روشهای مطرح شده توسط Wimble برای بدست اوردن تفاوتهای بین یک دسته از صفات می باشد. با توسعه روشهای محاسباتی جدید اکنون این عیب می تواند برطرف شود.رده بندی افتراقی می تواند در مطالعات اکولوژیکی نیز مورد استفاده قرار گیرد ، چون لازم نیست متغییرها خصوصیات یک موجود باشند ، بلکه ممکن است تراکم گونه ها در درون مجامع مختلف یا درصد فون و فلور با ویژگیهای خاص باشد.
درباره این سایت