Taxonomie toen en nu
Taxonomie is de wetenschap van het indelen. In de biologie houdt de taxonomie zich bezig met het benoemen, beschrijven en indelen van organismen.
- Classificatie in de oudheid
- De renaissance van de classificatie
- De invloed van Linnaeus
- De evolutietheorie
- Moderne classificatie
- Moderne technieken
- Classificatie in de oudheid
-
De geschiedenis van de taxonomie van planten begint bij de oude Grieken. Theophrastus, een student van Aristoteles, heeft rond 300 voor Christus ‘Historia Plantarum’ geschreven, de oudste bekende botanische encyclopedie, waarin planten worden opgedeeld in verschillende categorieën; bomen, struiken, lage struiken en kruiden. Binnen deze groepen werden de planten ingedeeld in bloeiende en niet-bloeiende soorten. Deze classificatie is daarna ongeveer 1000 jaar in gebruik gebleven.
Ook een belangrijk boek uit de oudheid is ‘Materia medica’ van Dioscorides, één van de meest invloedrijke kruidenboeken in de geschiedenis. De ‘Materia medica’ bevatte beschrijvingen van meer dan 500 geneeskrachtige planten, en is in gebruik gebleven vanaf de publicatie in de eerste eeuw na christus tot aan 1600.
- De renaissance van de classificatie
In de 16de eeuw is de botanie nieuw leven in geblazen door Otto Brunfels, Hieronymus Bock en Leonhart Fuchs; volgens Linnaeus waren zij ‘de vaders van de botanie’. Otto Brunfels publiceerde in 1530 als eerste een plantengids die was gebaseerd op zijn eigen observaties, in plaats van op de bevindingen van auteurs uit de oudheid. Hieronymus Bock heeft in 1539 een eigen sleutel ontwikkeld voor het classificeren van 700 planten en deelde de planten in groepen in gebaseerd op gelijkenis. Ook omschreef Bock de levenscyclus van de planten en het milieu waarin deze groeit. Leonhart Fuchs vertaalde in 1542 het werk van de oude Grieken naar het Nederlands, Duits en Engels, en hij was de eerste die hierbij een botanische begrippenlijst schreef.
Later in de renaissance zijn nog enkele invloedrijke boeken geschreven onder andere door Caspar Bauhin (‘Pinax theatri botanici’, in 1596) en Andreas Caesalpinus (‘De plantis libri XVI’, in 1583). Bauhin beschreef meer dan 6000 planten, die hij indeelde op basis van een groot aantal karakteristieken. Caesalpinus gebruikte voor zijn systeem de vruchten en bloemen van planten.
Rembert Dodoens schreef in 1554 het Nederlandstalige ‘Cruydeboeck’, een standaardwerk waarin hij zes groepen van gebruiksplanten onderscheidde. Carolus Clusius, de grondlegger en eerste prefect van de Hortus was een groot plantenkenner en -verzamelaar. Hij heeft aan het eind van zijn leven, in zijn Leidse periode, zijn kennis gebundeld in ‘Rariorum Plantarum Historia’ (1601) en ‘Exoticorum Libri decem’ (1605).
- De invloed van Linnaeus
-
Linnaeus schreef in 1753 een van de meest belangrijke boeken in de geschiedenis van de botanie, ‘Species Plantarum’. Hierin introduceerde hij tweedelige namen (geslacht en soort) voor de plantensoorten. Linnaeus wordt dan ook beschouwd als de vader van de moderne naamgeving.
‘Species Plantarum’ bevatte een complete lijst van alle plantensoorten die toentertijd bekend waren, geordend op het aantal en de positie van de vrouwelijke en mannelijke voortplantingsorganen van de plant. Toch trachtte Linnaeus met zijn indeling niet een verwantschap tussen planten aan te tonen; alle soorten werden beschouwd als individueel geschapen door god, met onveranderlijke karakteristieken.
De indeling van Linnaeus werkte prima, maar door de ontdekking van vele nieuwe soorten planten in Amerika en in Azië bleek dat dit systeem niet toereikend was. Classificatie op basis van de reproductieve organen van de plant resulteerde in categorieën die duidelijk uiteenlopende typen planten bevatten. De franse botanist Antoine-Laurent de Jussieu publiceerde in 1789 het boek ‘Genera Plantarum’, waarin planten worden ingedeeld op basis van morfologische kenmerken. De classificatie werd hierdoor gereorganiseerd, en Jussieu voegde de niveau’s van genera en familie toe aan de hernieuwde taxonomie. Deze classificatie is de basis van de huidige classificatie.
- De evolutietheorie
-
De evolutietheorie, gepubliceerd in ‘The Origin of Species’ in 1859 door Charles Darwin, zorgde voor een revolutie in de biologie. De evolutiegedachte werd in de vorige eeuwen geleidelijk ontwikkeld door onder andere Buffon, Lamarck en Cuvier, maar voor het eerst in een overtuigende theorie gepresenteerd door Charles Darwin.
Evolutie is een langzaam proces van verandering in alles dat leeft. Vanaf het begin van het leven geven wezens gunstige aanpassingen aan de omgeving door aan de volgende generatie. Deze aanpassingen zijn zichtbaar in de vorm van variatie. Variatie is verschil tussen individuen van dezelfde soort; deze variatie kan zijn vastgelegd in de genen of kan zijn veroorzaakt door de omgeving. Genetische variatie ontstaat door veranderingen in de genen, dit kan worden doorgegeven aan de volgende generatie. Het individu met de beste aanpassingen krijgt de meeste nakomelingen, dit heet natuurlijke selectie. Op deze manier ontstaan nieuwe soorten, dat is evolutie. Het evolutieproces gaat altijd door.
Darwin stelde dat de gelijkenis tussen soorten werd veroorzaakt door de evolutionaire verwantschap tussen deze soorten, en dat verwantschappen dus de basis moesten zijn voor de verschillende klassen in de taxonomie. Vanaf dat moment begonnen de classificatiesystemen te dienen als weergave van de verwantschap tussen verscheidene soorten.
‘Die Naturlichen Pflanzenfamilien’ van Adolf Engler en Karl Prantl was het eerste werk waarin de meest primitieve planten vooraan stonden en de meer ontwikkelde planten achteraan. Het eerste volume van deze 23-delige serie is gepubliceerd in 1885, het laatste in 1915.
- Moderne classificatie
Ook voor de taxonomie had de evolutietheorie belangrijke gevolgen.
Men kan planten indelen op basis van één of enkele klassieke kenmerken, bijvoorbeeld kruiden en bomen, of op bloemkleur. Deze indelingen zijn praktisch en vaak gemakkelijk realiseerbaar, maar geven vanzelfsprekend geen goed beeld van de natuurlijke verwantschap. Het zijn kunstmatige systemen.Over het algemeen poogt men op basis van de evolutietheorie te komen tot een natuurlijke classificatie waarin de verwantschapsrelaties gebaseerd zijn op de ontstaansgeschiedenis van de taxa. Deze ontstaansgeschiedenis tracht men te reconstrueren door rekening te houden met zoveel mogelijk kenmerken.
Om te komen tot een natuurlijke classificatie heeft men in de loop van de geschiedenis van het taxonomisch onderzoek verschillende benaderingen gebruikt. Deze waren sterk afhankelijk van de vooruitgang van de observatiemogelijkheden, de theoretische inzichten in het evolutieproces en de beschikbare verwerkingsmethodes van gegevens.
Verwantschap wordt grafisch weergegeven in een stamboom waarbij de afstammelingen van een gemeenschappelijke voorouder het dichtst bij elkaar staan; een dergelijke stamboom noemen we een cladogram.
- Moderne technieken
-
Door het gebruik van (elektronen)microscopen voor de observatie van details van de morfologie en anatomie, en dankzij technieken uit de scheikunde voor het detecteren van zogenaamde secundaire stoffen, konden er steeds meer kenmerken van planten vergeleken worden. De ontdekking van technieken om de genetische kenmerken te lezen die aanwezig zijn in het DNA (het erfelijke materiaal in o.a. de celkern) maakte het mogelijk om verwantschappen met grotere nauwkeurigheid vast te stellen.
De ontwikkeling van snelle computerprogramma’s om grote hoeveelheden kenmerken van planten te analyseren om tot cladogrammen te komen, leidde in 1998 tot een eerste stamboom van de Angiosperm Phylogeny Group (APG I). Een tweede, meer gedetailleerde stamboom en classificatie, APG II, volgde in 2003. APG II is, met extra vernieuwingen, gebruikt voor de indeling in de 23ste druk van de Heukels’ Flora van Nederland. Het systeem blijft aan verandering onderhevig, ondermeer door de ontdekking van steeds meer kenmerken bij meer soorten; de nieuwste ontwikkelingen zijn gebruikt om de huidige systeemtuin in te delen.
