Lexikon der Biologie: Systematik
Systematik w [von griech. systēmatikos = geordnet; Adj. systematisch], Fachgebiet (Disziplin) der Biologie (Botanik, Mykologie, Zoologie, Bakteriologie, Virologie; Mikrobiologie), das die Mannigfaltigkeit der Organismen (Biodiversität) gegeneinander abgrenzt, beschreibt (Beschreibung) und die so gewonnenen Gruppen (Taxon) in einem hierarchischen System ordnet (Klassifikation). Als Begründer der biologischen Klassifikation gilt Aristoteles, der erkannte, daß „Tiere nach ihrer Beschaffenheit und nach ihren Körperteilen gekennzeichnet werden“ können, und bereits bestimmte Einheiten voneinander abgrenzte, für die er heute noch gültige Bezeichnungen (z.B. Coleoptera, Diptera) einführte. Er ordnete seine Gruppen nach dem Grad ihrer „Perfektion“ in einem Stufenleitersystem (Scala naturae) an, das von den „Niederen Tieren“ zu den „Höheren Tieren“ führte. Einen wesentlichen Fortschritt brachte erst C. von Linné, der die binäre Nomenklatur einführte und ein „Systema Naturae“ (1735, für die Nomenklatur maßgebende 10. Auflage 1757–59) für Pflanzen und Tiere schuf. Hauptaufgabe dieses Systems war eine rasche und eindeutige Identifikation (Bestimmung) eines gefundenen Individuums, wobei man sich auf möglichst leicht zu erkennende Einzelmerkmale (Schlüsselmerkmale) bezog (Bestimmungsschlüssel). Die so gewonnene Gruppierung führte daher zu einem künstlichen System. Spätere Systematiker grenzten die Taxa anhand mehrerer Merkmale ab. Sie erkannten die Homologie von Merkmalen und kamen so zu einem sog. natürlichen System. Vor dem Aufkommen der Evolutionstheorie war dies ein „typologisches System“, das die Organismen nach ihrer Zugehörigkeit zum gleichen Typus einer Gruppe zuordnete (idealistische Morphologie). Eine völlig neue theoretische Grundlage bekam die Systematik durch die Evolutionstheorie von C.R. Darwin (Darwinismus), welche die mehr oder weniger großen Übereinstimmungen von Merkmalen bei verschiedenen Taxa durch deren weitere oder engere stammesgeschichtliche und damit genealogische Verwandtschaft (Phylogenetik, Abstammung) erklärte. Damit fiel der Systematik die Aufgabe zu, die in der Natur als Produkt der Evolution (Phylogenie) „vorgegebene“ Ordnung zu erfassen und somit ein phylogenetisches System zu errichten, das die stammesgeschichtlichen Verwandtschaftsbeziehungen der Arten und höheren Taxa zueinander zum Ausdruck bringt. Ein phylogenetisches System ist also eine nach dem derzeitigen Stand der Kenntnisse über die stammesgeschichtliche Verwandtschaft errichtete Gruppierung von Taxa (als Grundeinheit die Art), wobei jeweils Schwestergruppen (Adelphotaxa) zu einem nächst höheren Taxon zusammengefaßt werden (monophyletisch [Abb.]). Solche phylogenetischen Systeme haben über die praktische Bedeutung (der Bestimmung der Arten) hinaus auch große theoretische Bedeutung, geben sie doch den jeweiligen Gültigkeitsbereich verallgemeinernder Aussagen (partikulärer Allsätze) in der Biologie an (deskriptive Biologie). – Während manche Wissenschaftler (z.B. P. Ax) die Begriffe Systematik und Taxonomie gleichsetzen, unterscheiden andere (z.B. E. Mayr) die Systematik, als Wissenschaft von der Vielgestaltigkeit der Organismen, von der Taxonomie, als der Theorie und Praxis der Klassifikation. – Die theoretischen Ansätze zur Errichtung eines Systems sind auch heute noch nicht einheitlich. Dementsprechend gibt es 1) eine numerische Taxonomie, 2) eine konsequent phylogenetische Systematik (Hennigsche Systematik; Kladistik) und 3) eine „evolutionäre Klassifikation“ (Mayr). Die Hennigsche Systematik läßt nur monophyletische Taxa zu, d.h. solche, deren Arten eine geschlossene Abstammungsgemeinschaft bilden. Solche monophyletischen Taxa sind durch abgeleitete (apomorphe) Merkmale zu erkennen (Apomorphie). Die von einer Stammart in der Evolution neu erworbene Eigenschaft nennt man Autapomorphie oder Apomorphie. Sie wird an die durch (fortgesetzte) Artbildung aus der Stammart hervorgehenden Arten vererbt (Vererbung) und zur Apomorphie des von ihnen gebildeten monophyletischen Taxons (Monophylum). Gemeinsam abgeleitete Merkmale, sog. Synapomorphien, dienen zum Erkennen von Schwesterarten oder -gruppen bzw. allgemein Schwestertaxa, die durch Spaltung ihrer letzten Stammart entstanden. Die „evolutionäre Klassifikation“ berücksichtigt dagegen auch den Grad der genetischen Übereinstimmung und das Ausmaß des phylogenetischen Wandels zwischen verschiedenen Artengruppen bei deren Zuordnung zu übergeordneten Taxa. Sie akzeptiert daher auch paraphyletische Taxa. Entsprechend werden von ihr die Krokodile der paraphyletischen „Klasse“ Reptilia (Reptilien) zugeordnet und die Vögel als eigene Klasse (Aves) abgetrennt, obwohl sie die Schwestergruppe der Krokodile sind (Wirbeltiere). Ähnlichkeitskoeffizient, Bauplan, Braun (A.H.), Candolle (A.-P. de), Cesalpino (A.), Cladogenese, Folgeart, Hennig (W.), Homologieforschung, Konvergenz, Kronengruppe, Leserichtung, molekulare Systematik, Paläontologie, Plesiomorphie, Reichenbach (H.G.L.), Remane (A.), Siewing (R.), Simpson (G.G.), Synsystematik, Systematik – Rekonstruktion der Stammesgeschichte, Tournefort (J.P. de).
G.O.
Lit.: Ax, P.: Das phylogenetische System. Stuttgart, New York 1984. Ax, P.: Das System der Metazoa I, II, III. Stuttgart/Heidelberg 1995, 99, 2001. Frohne, D., Jensen, U.: Systematik des Pflanzenreiches. Stuttgart 51998. Hennig, W.: Phylogenetische Systematik. Berlin, Hamburg 1982. Mayr, E.: Grundlagen der zoologischen Systematik. Berlin, Hamburg 1975. Schmitt, M. (Hrsg.): Biologie im Überblick (Lexikon der Biologie, Band 10). Freiburg 21992. Soltis, P.E., Soltis, D.E., Doyle, J.J.: Molecular systematics of plants. London 21998. Spring, O., Buschmann, H.: Grundlagen und Methoden der Pflanzensystematik. Wiesbaden 1998. Sudhaus, W., Rehfeld, K.: Einführung in die Phylogenetik und Systematik. Stuttgart 1992. Wägele, J.-W.: Grundlagen der Phylogenetischen Systematik. München 2000. Weberling, F., Schwantes, H.O.: Pflanzensystematik. Stuttgart 61992. Weberling, F., Stützel, T.: Biologische Systematik. Darmstadt 1993.
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