Зоологическая систематика — одна из отраслей зоологии, наука о разнообразии животных организмов.
Она является частью биологической систематики, изучающей разнообразие живых организмов. Современная систематика (от греч. systematikos — упорядоченный, относящийся к системе) — это раздел биологии, задачей которого является описание и обозначение всех существующих и вымерших организмов, а также их классификация по группировкам (таксонам) различного ранга.
Один из основоположников биологической систематики — Карл Линней — в предисловии к 10-му изданию «Системы природы» (1758) писал: «Без систематики — хаос». Действительно, систематика дает возможность ориентироваться во множестве существующих в природе организмов. Напомним, что на нашей планете уже зарегистрировано более миллиона видов животных, а вероятное их число, скорее всего, может оказаться близким к нескольким миллионам.
Биологическое разнообразие, выражающееся прежде всего в видовом разнообразии, является результатом эволюции живой природы. Живущие в настоящее время растения, грибы, животные и другие организмы — это потомки существовавших в прошлые геологические эпохи видов, сменявших друг друга на протяжении истории Земли. Отсюда цель биологической систематики — построение системы (классификации) организмов, которая отражала бы отношения сходства между ними, основанного на родственных связях. Иначе говоря, классификация организмов должна отражать их эволюцию, а это связано с необходимостью реконструировать филогению определенных таксонов. Это весьма сложная задача, поскольку при выяснении родственных отношений между организмами необходимо не просто установить сходства в их внешнем виде, но и выделить признаки, основанные на родстве. Такие сходства называют гомологичными. Примерами гомологичных признаков являются типы ротовых аппаратов насекомых, которые при всем разнообразии происходят от одних и тех же зачатков. Однако наличие крыльев и способность к полету у насекомых, птиц и летучих мышей не является сходством гомологичным, поэтому они не родственны между собой, и в системе животных организмов эти группы стоят далеко друг от друга, хотя все они относятся к царству животных.
Реконструкция филогении (исторического развития таксонов различного ранга) требует привлечения в первую очередь данных морфологии, палеонтологии, эмбриологии, а также физиологии, биохимии, экологии и ряда других биологических наук. Чем полнее учитываются различные особенности организмов, тем точнее выявляемое сходство отражает общность происхождения, т. е. родство тех организмов, которые объединяются в соответствующий таксон (род, семейство, отряд и т. д.).
В систематике используют различные методы; наиболее распространенным остается сравнительно-морфологический, который применялся еще Линнеем и другими классиками биологической систематики. Однако в настоящее время широко применяются и другие методы: электронно-микроскопический, биохимический, цитологический, генетический и отологический. Исследование тонкого строения хромосом привело к развитию кариосистематики, а использование биохимических методов — к возникновению хемосистематики. Сравнительное изучение аминокислотной последовательности в важнейших белках у разных групп организмов, нуклеотидного состава ДНК и РНК привело к развитию нового направления — геносистематики. Б зоологической систематике важное значение приобрело изучение поведенческих (отологических) особенностей организмов, которые нередко гораздо лучше характеризуют видовые признаки, чем отдельные детали строения. Об этом свидетельствуют записи «пения» морфологически неразличимых видов кузнечиков, сверчков или цикадок.
Применение современных методов наряду с изучением популяционной структуры вида вывело систематику на новый этап ее развития. По Э. Майру, «…систематик изучает живые организмы во всех аспектах. Его интересует нечто большее, чем просто описание; как исследователь, он рассматривает сущность явлений и изучает причинные связи. Процесс видообразования, факторы эволюции, структура природных популяций, биогеография — все это представляет интерес для таксономиста. Можно даже утверждать, что все это является частью систематики».
В комплексе биологических наук систематика занимает особое место, поскольку она изучает разнообразие организмов, а другие отрасли биологии стремятся выяснить общие основные черты их строения и функционирования. Таковыми являются высокая упорядоченность строения, обмен веществ и поток энергии, клеточная организация, активная реакция на окружающую среду, размножение и т. д. Эти свойства подчеркивают единство органического мира, несмотря на его разнообразие. Таким образом, функциональная биология изучает основные механизмы и процессы, свойственные всем или большинству организмов. Отсюда стремление свести все к общему знаменателю, что характеризует редукционистский подход. Систематику, напротив, интересует своеобразие организмов. Оба подхода имеют право на существование, хотя специфика их разная.
Уникальное положение систематики в комплексе биологических наук обусловлено следующим: она работает с популяциями, видами и надвидовыми таксонами (родами, семействами, отрядами и др.). Этот уровень организации другими биологическими науками не рассматривается. Систематика, с одной стороны, разрабатывает классификации, благодаря которым разнообразие органического мира становится доступным для изучения другими биологическими дисциплинами; с другой — благодаря классификации становится ясным смысл результатов, полученных в других отраслях биологии. Короче говоря, живая природа гораздо разнообразнее клеточно-молекулярного уровня, и это разнообразие является именно биологическим свойством живых организмов.
Вклад биологической систематики в другие отрасли биологии весьма значителен. Так, например, экспериментальная биология требует точного знания систематической принадлежности подопытного животного; сравнительная биохимия нуждается в точной классификации, поскольку позволит биохимику решить, какие организмы могли бы помочь познанию важных стадий эволюции молекул. Развитие экологии зависит от правильного определения объектов исследования и наличия хорошо разработанной системы для всех групп организмов. Наконец, геологическая хронология и стратиграфия зависят от правильного определения руководящих ископаемых видов.
Необходимо отметить и прогностическую ценность хорошо разработанной системы организмов. Выводы, сделанные на основании исследования известных признаков, дают возможность переносить их на признаки, ранее не изучавшиеся. Например, анализ нескольких видов, выбранных из разных групп естественной системы, может дать большую часть сведений о распространенности нового фермента, гормона или каких-нибудь особенностей обмена веществ.
Неоценимо также практическое значение систематики в сельском хозяйстве, медицине и для рационального использования природных ресурсов. Систематика позволяет решать сложные проблемы прикладной энтомологии. Достаточно вспомнить примеры из эпидемиологии малярии или применения биологического метода борьбы с вредителями растений. В первом случае только детальное изучение систематики комплекса кровососущих комаров рода Anopheles позволило выделить из группы видов-двойников истинного переносчика возбудителя малярии в данной местности и именно против него направить истребительные меры. То же самое произошло по отношению к переносчику сонной болезни в экваториальной Африке. Давно было установлено, что резервуаром трипаносомоза являются копытные млекопитающие, а переносчиком — муха, которую местные жители называли «цеце». Для ликвидации очага болезни в 1930-х гг. массово истребляли диких копытных, но желаемого результата это варварское мероприятие не давало. После систематического изучения мух рода Glossina (к которому относится и муха цеце) оказалось, что одно название имеет несколько десятков внешне трудно различимых видов, часть которых питается кровью грызунов, птиц и даже рептилий. Так что истребление копытных, потребовавшее больших затрат и разрушившее ряд экосистем, результатов дать не могло. Еще одним примером использования систематики в практических целях является опыт борьбы с насекомыми — вредителями плодовых и других культур. Применение мелких паразитических ос-яйцеедов из родов Trichogramma и Telenomus, заражающих яйца вредителей, давало противоречивые результаты. Специалисты-систематики установили, что трихограмма — это комплекс видов с разной экологией, каждый из которых паразитирует на своем хозяине. Когда это стало известно, каждый вид трихограммы стал использоваться против конкретного вида вредителя.
Примеры эти общеизвестны, и нередко практические функции систематики подчеркиваются настолько усердно, что при этом забывают о важном вкладе систематики в создание теоретических концепций биологии. Так, мышление в популяционных понятиях проникло в биологию через систематику, поэтому ее следует причислить к истокам популяционной генетики. Вопрос о том, как происходит увеличение биологического разнообразия на видовом уровне, решается с обязательным участием систематики.
Подводя итоги сказанного, можно определить роль систематики в биологии следующим образом: только систематика дает представление о разнообразии органического мира на нашей планете; поставляет основную информацию для реконструкции филогении, а также вскрывает многие эволюционные явления. Причины этих явлений исследуют другие биологические науки. Систематика — единственная наука, дающая информацию для биогеографии и палеонтологии. Наконец, систематика создает классификации, отражающие родственные связи между различными группами организмов и имеющие большую познавательную ценность для эволюционной генетики, биохимии, иммунологии, экологии и исторической геологии. Конечной целью систематики является построение системы с максимальными прогностическими возможностями.
Важность зоологической систематики подтверждает большое количество работ, публикуемых во всех странах мира. Об этом можно судить по реферативным журналам и обзорам, в которых перечисляется и реферируется большинство из опубликованных работ по зоологии: монографий, посвященных крупным таксонам — семействам или трибам животных, — и ревизии родов, где на основании полученных данных или открытых недавно видов рассматриваются соотношения членов рода между собой, что обычно бывает в случаях использования новых методов исследования, таких, например, как электронная сканирующая микроскопия.
Примерами подобных публикаций могут служить прежде всего выпуски многотомного издания «Фауна СССР», написанные видными советскими зоологами-систематиками. Такие же монографии выходят в сериях «Фауна Франции», «Фауна Польши» и др. Ориентироваться в многообразном мире животных помогают определители, без которых систематики вообще не могут обойтись. Наконец, существуют каталоги, в которых даны перечни известных в данное время видов определенных семейств и родов и необходимая информация о разнообразии представителей этих таксонов в той или иной части Земного шара.