生物の分類

系統学（Systematics/古代ギリシャ語：συστηματικός systēmatikós「秩序ある」）は、生物学の一分野でバイオシステムとも呼ばれる。

古典的な系統学は、主に生物の体系的な分類（体系、分類学）の作成と、命名（命名法）や同定（決定）を目的としています。 現代の生物の体系（Stuessy 1990）は、生物の系統を再構築すること（系統学）と、生物の多様性に至る過程を研究すること（進化生物学）を志向しており、そのため自然系統学とも呼ばれている。

タクソノミーの概念

今日では、4つのタクソノミーのコンセプトが区別されています。

• 古典的な進化の分類
• 数値化された分類法
• クラディクス
• DNA塩基配列に基づく分類法

古典的な進化の分類

アーネスト・マイヤーは、生物学的な種の概念に基づいて体系化を行った。生物を分類する際には、分岐の度合いと分岐の順序の両方を考慮します。

植物界の分類

• 植物界（Plantae）
  • ゼニゴケ植物門（Marchantiophyta）
    • 上綱 I
      • トロイブゴケ綱（Treubiopsida）
      • コマチゴケ綱（Haplomitriopsida）
    • 上綱 II
      • ウスバゼニゴケ綱（Blasiopsida）
      • ゼニゴケ綱（Marchantiopsida）
    • 上綱 III
      • ウロコゼニゴケ綱（Fossombroniopsida）
      • クモノスゴケ綱（Pallaviciniiopsida）
      • ミズゼニゴケ綱（Pelliopsida）
    • 上綱 IV
      • ウロコゴケ綱（Jungermanniopsida）
  • マゴケ植物門（Bryophyta）
    • ナンジャモンジャゴケ亜門（Takakiophytina）
      • ナンジャモンジャゴケ綱（Takakiopsida）
    • ミズゴケ亜門（Sphagnophytina）
      • ミズゴケ綱（Sphagnopsida）
    • マゴケ亜門（Bryophytina）
      • クロゴケ綱（Andreaeopsida）
      • イシヅチゴケ綱（Oedipodiopsida）
      • ヨツバゴケ綱（Tetraphidopsida）
      • スギゴケ綱（Polytrichopsida）
      • マゴケ綱（Bryopsida）
  • ツノゴケ植物門（Anthocerotophyta）
    • レイオスポロケロス綱（Leiosporocerotopsida）
    • ツノゴケ綱（Anthocerotopsida）
  • 維管束植物門（Tracheophyta）
    • ヒカゲノカズラ植物亜門（Lycopodiophytina）
      • ヒカゲノカズラ綱（Lycopodiopsida）
      • ミズニラ綱（Isoetopsida）
    • シダ植物亜門（Pteridophytina）
      • マツバラン綱（Psilotopsida）
      • トクサ綱（Equisetopsida）
      • リュウビンタイ綱（Marattiopsida）
      • ウラボシ綱（Polypodiopsida）
    • 種子植物亜門（Spermatophytina）
      • 1. ソテツ綱（Cycadopsida）
      • 2. イチョウ綱（Ginkgoopsida）
      • 3. 球果植物綱：マツ綱（Coniferopsida）
      • 4. モクレン綱（Magnoliopsida）

• 紅色植物亜界（Rhodoplantae）
  • イデユコゴメ亜門（Cyanidiophytina）
    • イデユコゴメ綱（Cyanidiophyceae）
  • 原始紅藻亜門（Proteorhodophytina）
    • オオイシソウ綱（Compsopogonophyceae）
    • チノリモ綱（Porphyridiophyceae）
    • ロデラ綱（Rhodellophyceae）
    • ベニミドロ綱（Stylonematophyceae）
  • 真正紅藻亜門（Eurhodophytina）
    • ウシケノリ綱（Bangiophyceae）
    • 真正紅藻綱（Florideophyceae）
      • ベニマダラ亜綱（Hildenbrandiophycidae）
      • ウミゾウメン亜綱（Nemaliophycidae）
      • サンゴモ亜綱（Corallinophycidae）
      • イタニグサ亜綱（Ahnfeltiophycidae）
      • マサゴシバリ亜綱（Rhodymeniophycidae）

数値分類学（Phenetics）

数値的分類法では、系統的な仮定は排除されます。このシステムへの種の分類は、解剖学的特徴の測定可能な違いと類似性のみに基づいています。 オリジナルの形質と派生の形質は区別されません。

数値による分類法は、クラディスティックに大きく取って代わられました。 しかし、生物学者の中には、クラディスティックな手法では計算コストがかかりすぎる場合に、近隣結合アルゴリズムのような表現手法を用いて十分な系統的近似値を得ることを続けている人もいる。

分岐学（Consistently Phylogenetic Systematics）

ウィリー・ヘニッヒによれば、分類群は閉鎖的な降順共同体を形成する種によってのみ形成される。 系統分類学の最小単位は、分類群である「種」です。 モノフィラムとは、（親）種のすべての子孫と親種そのものからなる、種レベル以上の生物の性質の単位である。 種という類型的、生物学的な概念は不十分であると否定されている。

類型的な種の概念は、系統的な種の概念に置き換えられます。 この概念は、共形性を特徴とする種をまとめ、自形性を持つ種と区別するものです。autapomorphyとは、ある分類群の進化上の新規性であり、他の分類群と区別することで、その進化上の独自性を確立するものである。 synapomorphyとは、親種から直接進化した種だけに共通する特徴のこと。 2つの分類群に見られる形質で、共通の系統の初期の祖先種で進化し、アウトグループ比較で他の分類群にも見られるものをplesiomorphyと呼ぶ。 種は、種分化によって2つの新しい種に移行すると、存在しなくなります。 自然界のシステムとしては、これが二分法のクラドグラムになります。

DNA塩基配列に基づく分類法

将来的には、既知のすべての種について、DNA塩基配列の比較に基づいて、個々の種の違いを体系的に解明する予定です（DNAバーコーディング参照）。進化の解明につながることが期待されます。

しかし、種の多様性を純粋に遺伝的に扱うことの成功と目的については、議論の余地があります。様々な種の概念は、経験的な基盤を持つ構築物であるため、普遍的に適用できるものではありません。遺伝学的手法によって種を峻別することは、これまで適用されてきた種の概念の枠内では、すべての分類群に一律の手法を適用することができないため、おそらく失敗するだろう。絶対的に測定可能な遺伝子の違いによって種が分類されるような、純粋に遺伝的な種の概念が主流になるかどうかは、同様に疑問である。

研究・科学における分類学・系統学

分類学や系統学は、古典的な生物学の分野です。ドイツの大学では、生物学コースにおける分類学のトレーニングの割合が減少しており、それに伴って体系的な知識を持つ生物学者や生態学者の割合も減少しています[2]。 生物多様性条約（CBD）の実施において、コレクションやフィールドでの優れた分類学的作業の重要性が明らかになりました。

歴史

アリストテレス

アリストテレスは、自分が知っている生物を、原始的なものから高度に発達したものへと、「完成度」の度合いに応じて梯子状に並べた（Scala Naturae）。 彼は、今日でも使われている個々のグループの名前を紹介しました（Coleoptera, Diptera）。例えば古代では、生育形態（ハーブ、多年草、低木、樹木）や生活様式（農耕動物、野生動物、水生動物）を分類基準としていました。

カール・フォン・リンネ

カール・フォン・リンネは、著書『Species Plantarum』（1753年）と『Systema Naturae』（1758年）の中で、種の命名に二分法を用いている。 この命名法の主な目的は、種の説明とは別に、種を明確に命名することです。

リンネの植物の系統図

リンネは、花の構造を利用して植物を分類しました。 彼は植物を24のクラスに分けました。 基本的には雄しべ（スタミナ）の数と形に基づいています。 リンネのシステムは、博物学者に広大な新しい経験の場が開かれていた時代の要求に対応していた。 発見と貿易の航海は、ヨーロッパの生物学者に、記述と分類を必要とする膨大な数の新種を突きつけました。 リンネのシステムは、自然のシステムを表していないため、1850年以降は使われなくなった。 ダーウィンの『種の起源』の登場により、リンネの性制度は完全に廃止され、生物は系統的な位置に基づいて分類されるようになった（自然制度）。 リンネの分類学上の下位ランク（species, genus）の分類は、今日でも有効な場合が多い。 というのも、リンネの基準である花の構造は、（顕花植物における）種分化のプロセスと強く関連しており、花の形態や受粉の仕組みなどの変化が新種に直結することが多いからです。

リンネの動物分類学

それは、彼の動物に対するシステムとは全く違う。 ここでの基本的な概念は、種の類型的な定義、すなわち、豊富な特徴をいくつかの重要な特徴に還元し、種の中のバリエーションの可能性からタイプを抽象化することである（「理想的な形態学」）。 彼のグループ化は、種や属といった下位分類のための自然なシステムを反映したものであった。 しかし、リンネは、自分の分類が恣意的な基準のために、高次の分類が人工的なシステムのままであることをすでに認識していた。 とはいえ、リンネは種の不変性を前提としており、系統樹の作成を意図していたわけではない。 これが後に、自然さの正当性と基準となったのである。

進化論

進化論が登場して以来、この部分的に人工的なシステムを、より子孫関係を反映した自然なシステムに変える努力がなされてきた（系統学）。 当初は、臓器のホモログ化が大きな役割を果たしていました。 1970年代以降、タンパク質の構造を研究することで、関係性の度合いを推し量ることができるようになりました。 この目的のためには、形態学的、解剖学的な特徴だけでなく、生化学的（ケモシステマティクス）、生理学的、細胞学的、倫理学的な特徴も用いられる。 とりわけ、遺伝子の類似性を利用して、ゲノムから直接関係性を判断します。

生物の歴史を理解する上での系統学の役割は、チャールズ・ダーウィンがその著書『種の起源』の中ですでに説明している。 "自然のシステムは、それが実行できる限り、系譜的に配置されているというこの考えから出発すれば、分類において従うべき規則を理解することができる。"

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