Ana sayfa Bilim Gündemi Canlılar nasıl sınıflandırılır?

Canlılar nasıl sınıflandırılır?

607
PAYLAŞ

Günümüzde isimlendirilebilen farklı tür sayısı 2 milyona yakındır. Var olduğu tahmin edilen tür sayısı ise bundan çok daha fazladır. Peki, bu kadar fazla sayıdaki organizmayı birbirleriyle ilişkilerine, yakınlıklarına ve akrabalık derecelerine göre nasıl ayırabiliriz? Bu uğraş binlerce yıl öncesinde ortaya çıktı ve zamanla gelişerek bugünkü modern sınıflandırma sistemlerini oluşturdu. Yüzyıllar boyunca, doğa araştırmalarının en temel bileşeni, organizmaları sınıflandırmak olmuştur.

Tarih boyunca sınıflandırma yöntemlerinin sürekli bir değişim halinde olduğunu görürüz. Yeni bulgular değişik sistemlerin öne sürülmesine yol açmıştır. Bugün bile birden fazla sınıflandırma sistemi kabul görmektedir. Gittikçe daha iyi bir sınıflandırma sistemine doğru gidiş olsa da, her sistem değişikliklere açıktır.

Bilinen ilk sınıflandırma metodunu Aristoteles (MÖ 384-322) getirmiştir. Canlıları çok temel gözlemlenebilir fiziksel özelliklerine göre bitkiler ve hayvanlar olarak iki temel gruba ayırmıştır. Alt gruplara ayırmak için de canlı hareketlerini gözlemlemiş ve havada uçabilenler, suda yüzebilenler ya da karada yaşayanlar şeklinde bir sınıflandırmaya gitmiştir.

Devam eden yüzyıllarda birçok bilim insanı canlıların sınıflandırılmasına katkı sağlasa da, modern taksonominin (sınıflandırma bilimi-sistematik) ortaya çıkışını İsveçli bilim insanı Carolus Linnaeus (Carl von Linne olarak da bilinir, 1707-1778) sağlamıştır. 1735 yılında yayımladığı Systema Naturae isimli kitabında “Linnaeus sınıflandırması” olarak bilinen bir yöntem getirmiştir. Canlıları temel olarak iki âleme (bitkiler ve hayvanlar) ayırmıştır, ancak her âlem içerisinde de hiyerarşik bir organizasyon şeması geliştirmiştir. Organizmaların paylaştıkları fiziksel özelliklere göre ayrıldıkları bu hiyerarşik gruplar sırasıyla; âlem, şube, sınıf, takım, aile, cins ve türdür. Üst kısımda bulunan âlem, şube ve sınıfta daha fazla organizma bulunurken, organizmalar arası benzerlik daha azdır. Hiyerarşinin alt tarafında bulunan aile, cins ve türe gelindiğinde ise organizma sayısı azalırken benzerlik artmaktadır. Bu sınıflandırma genel olarak, canlıları, gözlemlenebilir fiziksel (morfolojik) özelliklerindeki benzerliklere göre gruplara ayırmaktadır. (Şekil 1)

Şekil 1: Linnaeus sınıflandırma sistemine göre hiyerarşik canlı grupları.

19.yüzyılda Ernst Haeckel (1834-1919), canlıları üç âlem altında toplamıştır: Bitkiler, hayvanlar ve protistalar (tekhücreli ökaryot ve prokaryotları içeriyordu). Bu sınıflandırma da gözlemlenebilen fiziksel özellikler kullanılarak yapılmıştır. Protistaların eklenmesi mikroskobun icat edilmesinin bir sonucu olmuştur. Şimdiye kadar bilinmeyen yeni bir dünya, insanoğluna açılmış ve mikroskobun daha da geliştirilmesiyle birlikte tekhücreli organizmaların incelenmesi kolaylaşmıştır.

Canlılar arasındaki çeşitliliğin anlaşılmasındaki en önemli adımlardan birisi, 19. yüzyılda İngiliz doğa bilimci Charles Darwin tarafından atıldı. 1859’da yayımladığı Türlerin Kökeni isimli eseriyle, tüm canlıların ortak bir atadan türediklerini ve evrimsel değişimin mekanizmasının da doğal seçilim olduğunu ortaya koydu. Darwin’in zamanından sonra, özellikle 20. yüzyılda evrim kuramının daha iyi anlaşılmasıyla birlikte, canlıları sınıflandırırken evrimsel akrabalıkların kullanıldığı filogenetik sınıflandırma gelişti. Ancak canlılar arasındaki evrimsel akrabalıkların sınıflandırmada kullanılması 1970’lerden sonra oldu.

20.yüzyılın ortalarında Amerikalı biyolog Herbert Copeland (1902-1968), sınıflandırmaya bir de bakteriler âlemini ekleyerek, canlıları dört âlemde gruplamıştır. Tekhücreli ökaryotlar ile prokaryotların birbirinden farklarının belirginleşmesi ile sınıflandırmada ayrı bir âlem daha açılmıştır.

1969 yılındaysa Amerikalı bitki bilimci Robert Whittaker (1920-1980), mantarlar âlemini de (tek ya da çokhücreli ökaryotik canlılardır) ekleyerek, beş âlemli sınıflandırmaya geçmiştir. (Şekil 2) Yine bu sınıflandırmada da, gözlemlenebilir fiziksel özelliklerin karşılaştırılması etkili olmuştur. Beş âlemli sınıflandırma, bazı değişikliklerle birlikte, birçok çalışmada kullanılmaya devam edilmektedir.

Şekil 2: Whittaker’ın öne sürdüğü sınıflandırma sistemi, canlıları beş âlemde grupluyor.

Bu zamana kadar canlıların sınıflandırılmasında benzer yöntemler takip edilmiştir. Bilim ilerledikçe daha detaylı gözlemler yapılsa da, canlılar temel olarak benzer fiziksel (morfolojik) özelliklerine göre gruplandırılmıştır.

Carl Woese ve yeni sistemler

1977 yılında Amerikalı mikrobiyolog Carl Woese (1928-), Whittaker’ın önerdiği beş âlemli sınıflandırmada bulunan bakteriler âlemini ikiye ayırarak, toplam âlem sayısını altıya çıkarmıştır. Bitkiler, hayvanlar, mantarlar, protistalar, öbakteri âlemi (tekhücreli prokaryotlar) ve arkebakteriler (prokaryot yapıda, ancak bakterilerden çok ökaryotlara benzeyen tekhücreli canlılar) olarak yapılandırılmıştır. (Şekil 3)

Şekil 3: 1990 yılında, Carl Woese tüm canlıları üç üst-alemde topladı.

Buradaki sınıflandırma, canlılar arasındaki evrimsel akrabalıkları ve moleküler genetik verileri içerir. Woese, özellikle ribozomal RNA çalışmalarından elde edilen ve canlıların birbirleriyle olan akrabalıklarını gösteren bulguları kullanmıştır. Farklı organizmalar morfolojik olarak benzer görünmese de, hücresel seviyede gen yapıları, protein yapıları, metabolik yol izleri vb. benzerlik içerebilir. Özellikle arkealarla birlikte, sınıflandırmada âlemden daha yukarıda bir grubun ihtiyacı oluşmuştur. 1990 yılında Carl Woese, tüm canlıları üç temel üst âlemde (domain) gruplandırmıştır. Bakteriler, ökaryotlar ve arkealar. Bu sistemde, altı âlemli sınıflandırma sisteminden vazgeçilmemiştir, ancak ökaryotik âlemler tek bir çatıda toplanmıştır. Bu sistemde arkeaların ökaryotlara olan yakınlığı bakterilere olan yakınlığından daha fazladır.

Günümüzde farklı ülkelerin okul kitaplarında, farklı sınıflandırma yöntemleri anlatılmaktadır. Örneğin ABD’de altı âlemli sınıflandırma öğretilirken, İngiltere ve Avustralya okul kitaplarında beş âlemli sınıflandırma sistemi öğretiliyor.

Modern sınıflandırma sistemleri, organizmalar arasındaki evrimsel yakınlığı temel almaktadır. Organizmalar hakkında daha fazla bilgi edindikçe, sınıflandırma şemaları değişmekte ve yeni akrabalık dereceleri ortaya çıkarılmaktadır. Özellikle geçtiğimiz yüzyılda, hücre biyolojisi, moleküler biyoloji, moleküler genetik, biyokimya ve evrim alanlarındaki gelişmeler organizmaların birbirleriyle olan ilişkilerini anlamamızı kolaylaştırdı. Sınıflandırma sistemlerinde yaşanan temel değişiklikler de, bu yeni bilim alanlarındaki gelişmeleri takip etmektedir.

Aristoteles’den günümüze kadar gelen tüm sınıflandırma sistemleri, kendi bulundukları dönemlerde doğru olarak kabul edilmiş ve kullanılmıştır. Ancak bilimsel gelişmeler sonucu canlılar hakkında daha fazla bilgiye sahip olunmasıyla birlikte, sınıflandırma sistemleri de farklılaşarak daha sağlam temellere oturmuştur. Özellikle canlıların genetik yapılarının ve evrimsel yakınlık derecelerinin ortaya çıkarılmasıyla birlikte, soyağaçları daha doğru ve detaylı olarak oluşturulabilmektedir.

Filogenetik sınıflandırma

Filogenetik sınıflandırma, organizmalar arasındaki evrimsel yakınlığı gösteren bir sınıflandırma sistemidir. Linnaean sınıflandırmasına göre iki temel avantaj içerir: Öncelikle her organizmanın evrimsel tarihi hakkında bilgi verir. İkinci olarak da, Linneaen sınıflandırmasının yaptığı gibi organizmaları belirli gruplar halinde (âlem, sınıf, takım vb.) derecelere ayırmaz. Linnaean sınıflandırması canlılar arasındaki evrimsel akrabalıklara dayanmadığı için, birçok bilim insanı filogenetik sınıflandırmayı kullanmaktadır.

Canlılar arasındaki evrimsel akrabalıkları araştırırken, filogenetik ağaç adı verilen diyagram-çizimler kullanılır. Diyagram üzerinde birçok dal bulunur. Bir grup ikiye ayrıldığında iki dalın ayrım noktası bir düğüm noktasıdır ve zaman olarak bu noktadan sonra iki grubun farklı yönlere doğru değiştiğini gösterir. Her bir organizma ise dalların en uçlarında bulunur. İki farklı daldan geriye doğru gidecek olursak, o iki organizmanın sahip olduğu “ortak ataya” ulaşırız.

Filogenetik sınıflandırma yapıldığında, Linnaean sınıflandırmasında kullanılan birçok ikili adlandırma aynı şekilde kullanılmaktadır. Akrabalık dereceleri de uyumludur. Ancak bazı durumlarda iki sınıflandırma sisteminin uyuşmadığı noktalar vardır. Örneğin, kuşlar evrimsel olarak sürüngenlerle yakın akrabadır. Filogenetik ağaçta ise, kuşlar sürüngenlerin içinde gösterilir. Tüm canlıları gösteren filogenetik ağaç değişikliğe açık bir şemadır. (Şekil 4) Yeni bulgular canlıların birbirleriyle olan evrimsel akrabalık derecelerini daha netleştirmektedir.

Şekil 4: Yaşamın filogenetik ağacı.

İkili adlandırma

Carolus Linnaeus aynı zamanda canlıları isimlendirmek için Latince iki isimden oluşan ve ikili adlandırma (binomial nomenclature) adı verilen bir sistem oluşturmuştur. Her bir canlı türü bu yolla isimlendirilir ve evrensel olarak bu isimler geçerli kabul edilir. İlk isim türün ait olduğu cinsin adıdır, ikinci isim ise o tür için verilen özel isimdir. İkinci isim, türü keşfeden bilim insanının ya da ilk keşfedildiği yerin onuruna da verilebilir. Örneğin “Felis catus” ev kedisinin tür adıdır. “Felis” bu türün ait olduğu cinsi gösterir.

Günümüzde bazı değişiklikler olsa da, aynı isimlendirme sistemi kullanılmaktadır. 19. yüzyılla birlikte canlıların özellikle hiyerarşideki üst gruplandırmaları değişikliğe uğramaya başlamıştır.

Kaynak: Deniz Şahin, 50 Soruda Yaşamın Tarihi, Bilim ve Gelecek Kitaplığı, Ekim 2011, 2. Baskı, s.33-39