Урок 15. Систематика та принципи наукової класифікації

Урок 15. Систематика та принципи наукової класифікації

---

Мета уроку: ознайомити із поняття «систематика», її ролі у біології, ознайомити з історичними підходами до класифікації живих організмів.

Очікувані результати для вчителя:

Очікувані результати для учнівства:

Ключові слова:

• систематика
• номенклатура
• класифікація
• філогенетична систематика
• бінарна номенклатура

План уроку

1. Мотивація
2. Еволюція систематики живих організмів
3. Роль систематики у різних ситуаціях.
4. Переваги та обмеження різних класифікацій.
5. Рефлексія

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 10 хв.

Розгляньте різноманітність плодів родини пасльонових (Solanaceae):

• № 1–3 – Solanum melongena ; 
• № 4 – Solanum pimpinellifolium ; 
• № 5–8 – Solanum lycopersicum; 
• № 9–14 – варіанти Capsicum annum; 
• №15 – Physalis alkekengi; 
• №16 – Physalis floridana; 
• №17–19 – Physalis philadelphica .

Запропонуйте 2 різні класифікації та запишіть ознакою за якою плоди об’єднано у групи:

1. ____________________________________________________________
2. ____________________________________________________________

Дайте відповіді на питання

1. Яка класифікація допоможе краще передбачити властивості нових видів?
2. Чому одні системи допомагають робити прогнози, а інші — ні?
3. Яка класифікація точніше відображає спорідненість об’єктів?

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість – 3 хв.

Які групи живих організмів ви вже знаєте?

Систематика — це наука, що вивчає різноманітність живих організмів, встановлює їхні еволюційні зв’язки і створює класифікації. Її мета — не просто впорядкувати живі істоти, а зрозуміти, як вони споріднені між собою і як еволюціонували.

У систематиці використовують різні рівні класифікації — домен, царство, тип, клас, ряд, родина, рід, вид — і біноміальну номенклатуру (подвійні латинські назви, наприклад Homo sapiens).

Мнемоніка для запам’ятовування ланцюга ієрархії таксонів:

Домен → Царство →  Тип   →   Клас    → Ряд     → Родина → Рід → Вид
Дома →  Цікаві → Тварини → Кожного → Ранку → Роблять → Різні → Вигуки

підручник Біології і екології (рівень стандарту). 10 клас. (Задорожний, 2018)

Принцип бінарна (або біноміальна) номенклатури — це спосіб наукової назви біологічних видів, що полягає в присвоєнні кожному виду двокомпонентної назви, яка складається з назви роду та видового епітета. Перший компонент (назва роду) завжди пишеться з великої літери, а другий (видовий епітет) — з маленької.

Еволюція систематики живих організмів (створено з ChatGPT, 2025)

Період / Роки	Підхід до класифікації
Давні часи (до XVII ст.)	Класифікація за зовнішньою подібністю. Започаткована Арістотелем і Теофрастом. Організми об’єднували за спільними ознаками, помітними на око ( форма, колір, спосіб життя). 🔹 Перевага: простота опису та розпізнавання. 🔹 Недолік: не відображала справжньої спорідненості (наприклад, риби та дельфіни в одній групі).
XVII–XVIII ст.	Класифікація за морфологічними ознаками. Розвинута Карлом Ліннеєм. Види групували за будовою органів, створено систему родів, родин, класів; запроваджено бінарну номенклатуру. 🔹 Перевага: системність і стабільність назв. 🔹 Приклад: рослини класифікували за типом квітки, тварин — за будовою скелета.
XIX ст.	Класифікація за еволюційною спорідненістю. Сформувалася під впливом теорії еволюції Ч. Дарвіна та філогенетичних ідей Е. Геккеля. 🔹 Перевага: враховує спільне походження організмів, формує перші філогенетичні дерева. 🔹 Приклад: усі ссавці — нащадки спільного предка.
1950–1970-ті рр.	Кладистика. Розроблена Віллі Генніґом. Ґрунтується на визначенні спільних похідних ознак і побудові кладограм. 🔹 Перевага: дає змогу простежити еволюційні розгалуження. 🔹 Приклад: визначення моно-, пара- і поліфілетичних груп у рослин.
Кінець XX – XXI ст.	Молекулярно-генетична систематика. Заснована на аналізі послідовностей ДНК, РНК і білків (К. Вьоз, інші). 🔹 Перевага: найточніше відображає реальну спорідненість. 🔹 Приклад: з’ясовано, що дельфіни ближчі до парнокопитних, ніж до риб; уточнено систему рослин і бактерій.

Відмінності таксономії та систематики (Tracy Nguyen. Taxonomic Ranks: Understanding Animal Kingdom Organization. Jan 14, 2025)

Аспект	Таксономія	Систематика
Визначення	Класифікація та найменування організмів на основі спільних ознак.	Вивчення еволюційних зв’язків між організмами.
Фокус	Класифікація організмів за ієрархічними групами.	Розуміння еволюційної історії та взаємозв’язків.
Мета	Забезпечує стандартизовану систему найменування та впорядкування тварин.	Його метою є реконструкція еволюційної історії тварин.
Методи	Використовує морфологічні, анатомічні, фізіологічні та генетичні ознаки для класифікації.	Включає молекулярні дані, філогенетичний аналіз та порівняльну морфологію.
Застосування	Встановлює основу для біологічної класифікації.	Це допомагає зрозуміти еволюційні зв’язки між тваринами.
Приклад	Класифікація лева (Panthera leo) за царством Animalia, типом Chordata, класом Mammalia, загоном Carnivora, родиною Felidae, родом Panthera та видом Panthera leo.	Аналіз послідовностей ДНК левів та споріднених видів для побудови філогенетичних дерев та розуміння їхніх еволюційних зв’язків.

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість до 10 хв:

Якщо час обмежений розберіть перші 3 ситуації

У Карпатах люди часто плутають бліду поганку з їстівними сироїжками або зеленушками. Коли лікарі аналізують випадки отруєнь, вони розуміють, що помилка в розпізнаванні виду — це не просто неточність, а питання життя і смерті.

Прочитайте ситуації нижче, обговоріть у парах і запишіть свої відповіді.

Ситуації	Яка роль систематики у цій ситуації?
1. У 2003 році в Китаї спалахнув вірус SARS. Біологи знайшли вірус у кажанів, але не знали, чи він схожий на ті віруси, що у людей. Генетичний аналіз показав, що він належить до родини Coronaviridae, близький до вірусу SARS-CoV. Вчені швидко зрозуміли, що потрібні карантинні заходи і розробка вакцини, що допомогло стримати епідемію.
2. В 2010-х роках біотехнологи шукали бактерії, здатні виробляти ліки від інфекцій. Виявили, що близькі види роду Streptomyces виробляють антибіотики. Завдяки цьому вдалося знайти штами з потрібними ферментами для розробки нових лікарських препаратів.
3. Селекціонер хотів створити сорт томатів, стійкий до павутинного кліща. У 2020-х роках він досліджує дикий вид томата Solanum pennellii (який росте в пустелях Перу і не пошкоджується шкідниками) і порівнював його з культурними сортами. Визначення сумісних видів дозволило створити стійкі сорти, що витримують пошкодження павутинним кліщем.
4. В 2000-х роках екологи виявили у Дунайській дельті зебровий молюск (Dreissena polymorpha). Екологи ідентифікували його, порівнявши з описаними видами в наукових базах. Це дозволило швидко оцінити, що вид інвазивний і може витіснити місцеві види.
5. Після відкриття аспірину в корі верби Salix alba фармацевти досліджували споріднені рослини родини вербових (Salicaceae), щоб знайти види з подібними протизапальними речовинами, що сприяло розробці нових ліків.

Після обговорення сформулюйте роль систематики:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповідь:

1. Систематика дозволяє визначити спорідненісті вірусів із відомими патогенами і передбачити можливу небезпеку та відреагувати на неї
2. Систематика дозволяє знаходити корисні властивості у споріднених видів.
3. Систематика дозволяє підібрати організми, які можна схрещувати.
4. Систематика допомагає виявляти інвазивні види та оцінювати їхній вплив на середовище.
5. Систематика прияє пошуку аналогічних біохімічних властивостей для створення ліків.

Отже, систематика допомагає передбачати властивості організмів за спорідненістю.

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість до 15 хв.

Перед виконання завдання поясніть значення бінарної номенклатуру, що у назві завжди є вказівка на родову назву та зазначені певні особливості орагнізму. Також зверніть увагу, що бувають ще підвиди.

Зверніть увагу на різницю в кольорі диска, кількості та формі променів і загальному розмірі (хоча зображення не мають масштабу)

5.1. Розгляньте представників роду Helianthus (фотографії: Chase Mason)та знайдіть чим відрізняються представники одного роду:

• Верхній ряд: H. annuus L., H. petiolaris Nutt. підвид. petiolaris, H. niveus subsp. tephrodes (A.Gray) Heiser. 
• Середній ряд: H. debilis subsp. tardiflorus Heiser, H. mollis Lam., H. giganteus L.

Mason et al. (2017). Beyond pollinators: Evolution of floral architecture with environment across the wild sunflowers (Helianthus, Asteraceae). Plant Ecology and Evolution. 150. 139-150.

Представники одного роду Helianthus відрізняються:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.2. Розташуйте у хронологічній послідовності ознаки за якими класифікували живі організми у різні історичні періоди:

1. за генетичними послідовностями організмів, наприклад за ДНК чи РНК
2. за видимими ознаками, такими як форма тіла, колір або розмір.
3. за еволюційними зв’язками, тобто за спільним походженням організмів.
4. за внутрішньою будовою організмів, наприклад, органи та системи органів.

5.3. Дайте відповіді на питання:

A. Чому ознаки, пов’язані з середовищем проживання або користю для людини, НЕ використовують як основа для класифікації в сучасній систематиці?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

B. Які ризики або обмеження має класифікація за такими ознаками?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.4. Часто люди не хочуть використовувати латинські назви тварин чи рослин. Поясніть у чому перевага у використанні бінарної класифікації для науковців, а не української чи англійської мови?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість – 5 хв.

Дайте відповіді на питання:

• Що сьогодні було нового?
• Що було несподіваним?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

• Шаламов Р.В. Біологія та екологія, 10 клас https://lib.imzo.gov.ua/wa-data/public/site/books2/pidruchnyky-10-klas-2018/19-biologiya-i-ekologiya-10-klas/biolohiia-10.pdf с.22-26
• Carl Linnaeus’s Systema Naturae
• ОСНОВИ ЗООЛОГІЧНОȲ НОМЕНКЛАТУРИ ТА СИСТЕМАТИКИ

Урок 15. Систематика та принципи наукової класифікації

---

Мета уроку: ознайомити із поняття «систематика», її ролі у біології, ознайомити з історичними підходами до класифікації живих організмів.

Очікувані результати для учнівства:

Ключові слова:

• систематика
• номенклатура
• класифікація
• філогенетична систематика
• бінарна номенклатура

План уроку

1. Мотивація
2. Еволюція систематики живих організмів
3. Роль систематики у різних ситуаціях.
4. Переваги та обмеження різних класифікацій.
5. Рефлексія

---

Розгляньте різноманітність плодів родини пасльонових (Solanaceae):

• № 1–3 – Solanum melongena ; 
• № 4 – Solanum pimpinellifolium ; 
• № 5–8 – Solanum lycopersicum; 
• № 9–14 – варіанти Capsicum annum; 
• №15 – Physalis alkekengi; 
• №16 – Physalis floridana; 
• №17–19 – Physalis philadelphica .

Запропонуйте 2 різні класифікації та запишіть ознакою за якою плоди об’єднано у групи:

1. ____________________________________________________________
2. ____________________________________________________________

Дайте відповіді на питання

1. Яка класифікація допоможе краще передбачити властивості нових видів?
2. Чому одні системи допомагають робити прогнози, а інші — ні?
3. Яка класифікація точніше відображає спорідненість об’єктів?

---

Які групи живих організмів ви вже знаєте?

Систематика — це наука, що вивчає різноманітність живих організмів, встановлює їхні еволюційні зв’язки і створює класифікації. Її мета — не просто впорядкувати живі істоти, а зрозуміти, як вони споріднені між собою і як еволюціонували.

У систематиці використовують різні рівні класифікації — домен, царство, тип, клас, ряд, родина, рід, вид — і біноміальну номенклатуру (подвійні латинські назви, наприклад Homo sapiens).

Мнемоніка для запам’ятовування ланцюга ієрархії таксонів:

Домен → Царство →  Тип   →   Клас    → Ряд     → Родина → Рід → Вид
Дома →  Цікаві → Тварини → Кожного → Ранку → Роблять → Різні → Вигуки

підручник Біології і екології (рівень стандарту). 10 клас. (Задорожний, 2018)

Принцип бінарна (або біноміальна) номенклатури — це спосіб наукової назви біологічних видів, що полягає в присвоєнні кожному виду двокомпонентної назви, яка складається з назви роду та видового епітета. Перший компонент (назва роду) завжди пишеться з великої літери, а другий (видовий епітет) — з маленької.

Еволюція систематики живих організмів (створено з ChatGPT, 2025)

Період / Роки	Підхід до класифікації
Давні часи (до XVII ст.)	Класифікація за зовнішньою подібністю. Започаткована Арістотелем і Теофрастом. Організми об’єднували за спільними ознаками, помітними на око ( форма, колір, спосіб життя). 🔹 Перевага: простота опису та розпізнавання. 🔹 Недолік: не відображала справжньої спорідненості (наприклад, риби та дельфіни в одній групі).
XVII–XVIII ст.	Класифікація за морфологічними ознаками. Розвинута Карлом Ліннеєм. Види групували за будовою органів, створено систему родів, родин, класів; запроваджено бінарну номенклатуру. 🔹 Перевага: системність і стабільність назв. 🔹 Приклад: рослини класифікували за типом квітки, тварин — за будовою скелета.
XIX ст.	Класифікація за еволюційною спорідненістю. Сформувалася під впливом теорії еволюції Ч. Дарвіна та філогенетичних ідей Е. Геккеля. 🔹 Перевага: враховує спільне походження організмів, формує перші філогенетичні дерева. 🔹 Приклад: усі ссавці — нащадки спільного предка.
1950–1970-ті рр.	Кладистика. Розроблена Віллі Генніґом. Ґрунтується на визначенні спільних похідних ознак і побудові кладограм. 🔹 Перевага: дає змогу простежити еволюційні розгалуження. 🔹 Приклад: визначення моно-, пара- і поліфілетичних груп у рослин.
Кінець XX – XXI ст.	Молекулярно-генетична систематика. Заснована на аналізі послідовностей ДНК, РНК і білків (К. Вьоз, інші). 🔹 Перевага: найточніше відображає реальну спорідненість. 🔹 Приклад: з’ясовано, що дельфіни ближчі до парнокопитних, ніж до риб; уточнено систему рослин і бактерій.

Відмінності таксономії та систематики (Tracy Nguyen. Taxonomic Ranks: Understanding Animal Kingdom Organization. Jan 14, 2025)

Аспект	Таксономія	Систематика
Визначення	Класифікація та найменування організмів на основі спільних ознак.	Вивчення еволюційних зв’язків між організмами.
Фокус	Класифікація організмів за ієрархічними групами.	Розуміння еволюційної історії та взаємозв’язків.
Мета	Забезпечує стандартизовану систему найменування та впорядкування тварин.	Його метою є реконструкція еволюційної історії тварин.
Методи	Використовує морфологічні, анатомічні, фізіологічні та генетичні ознаки для класифікації.	Включає молекулярні дані, філогенетичний аналіз та порівняльну морфологію.
Застосування	Встановлює основу для біологічної класифікації.	Це допомагає зрозуміти еволюційні зв’язки між тваринами.
Приклад	Класифікація лева (Panthera leo) за царством Animalia, типом Chordata, класом Mammalia, загоном Carnivora, родиною Felidae, родом Panthera та видом Panthera leo.	Аналіз послідовностей ДНК левів та споріднених видів для побудови філогенетичних дерев та розуміння їхніх еволюційних зв’язків.

---

У Карпатах люди часто плутають бліду поганку з їстівними сироїжками або зеленушками. Коли лікарі аналізують випадки отруєнь, вони розуміють, що помилка в розпізнаванні виду — це не просто неточність, а питання життя і смерті.

Прочитайте ситуації нижче, обговоріть у парах і запишіть свої відповіді.

Ситуації	Яка роль систематики у цій ситуації?
1. У 2003 році в Китаї спалахнув вірус SARS. Біологи знайшли вірус у кажанів, але не знали, чи він схожий на ті віруси, що у людей. Генетичний аналіз показав, що він належить до родини Coronaviridae, близький до вірусу SARS-CoV. Вчені швидко зрозуміли, що потрібні карантинні заходи і розробка вакцини, що допомогло стримати епідемію.
2. В 2010-х роках біотехнологи шукали бактерії, здатні виробляти ліки від інфекцій. Виявили, що близькі види роду Streptomyces виробляють антибіотики. Завдяки цьому вдалося знайти штами з потрібними ферментами для розробки нових лікарських препаратів.
3. Селекціонер хотів створити сорт томатів, стійкий до павутинного кліща. У 2020-х роках він досліджує дикий вид томата Solanum pennellii (який росте в пустелях Перу і не пошкоджується шкідниками) і порівнював його з культурними сортами. Визначення сумісних видів дозволило створити стійкі сорти, що витримують пошкодження павутинним кліщем.
4. В 2000-х роках екологи виявили у Дунайській дельті зебровий молюск (Dreissena polymorpha). Екологи ідентифікували його, порівнявши з описаними видами в наукових базах. Це дозволило швидко оцінити, що вид інвазивний і може витіснити місцеві види.
5. Після відкриття аспірину в корі верби Salix alba фармацевти досліджували споріднені рослини родини вербових (Salicaceae), щоб знайти види з подібними протизапальними речовинами, що сприяло розробці нових ліків.

Після обговорення сформулюйте роль систематики:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

5.1. Розгляньте представників роду Helianthus (фотографії: Chase Mason)та знайдіть чим відрізняються представники одного роду:

• Верхній ряд: H. annuus L., H. petiolaris Nutt. підвид. petiolaris, H. niveus subsp. tephrodes (A.Gray) Heiser. 
• Середній ряд: H. debilis subsp. tardiflorus Heiser, H. mollis Lam., H. giganteus L.

Mason et al. (2017). Beyond pollinators: Evolution of floral architecture with environment across the wild sunflowers (Helianthus, Asteraceae). Plant Ecology and Evolution. 150. 139-150.

Представники одного роду Helianthus відрізняються:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.2. Розташуйте у хронологічній послідовності ознаки за якими класифікували живі організми у різні історичні періоди:

1. за генетичними послідовностями організмів, наприклад за ДНК чи РНК
2. за видимими ознаками, такими як форма тіла, колір або розмір.
3. за еволюційними зв’язками, тобто за спільним походженням організмів.
4. за внутрішньою будовою організмів, наприклад, органи та системи органів.

5.3. Дайте відповіді на питання:

A. Чому ознаки, пов’язані з середовищем проживання або користю для людини, НЕ використовують як основа для класифікації в сучасній систематиці?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

B. Які ризики або обмеження має класифікація за такими ознаками?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.4. Часто люди не хочуть використовувати латинські назви тварин чи рослин. Поясніть у чому перевага у використанні бінарної класифікації для науковців, а не української чи англійської мови?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

Дайте відповіді на питання:

• Що сьогодні було нового?
• Що було несподіваним?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

• Шаламов Р.В. Біологія та екологія, 10 клас https://lib.imzo.gov.ua/wa-data/public/site/books2/pidruchnyky-10-klas-2018/19-biologiya-i-ekologiya-10-klas/biolohiia-10.pdf с.22-26
• Carl Linnaeus’s Systema Naturae
• ОСНОВИ ЗООЛОГІЧНОȲ НОМЕНКЛАТУРИ ТА СИСТЕМАТИКИ