И.Я. ПАВЛИНОВ,
Зоологический музей МГУ
им. М.В. Ломоносова

Основные подходы в биологической систематике

Отношения живых существ с окружающим миром во многом основаны на классифицировании. Различение съедобного и несъедобного, «своего» и «чужого», детеныша и полового партнера – всё это примеры очевидной классификационной деятельности. И эту способность классифицировать люди унаследовали от своих животных предков.

Классифицирование является первичной формой познавательной деятельности. И действительно, всякое знание воплощено в общих понятиях и категориях. Если бы мы не могли с помощью классифицирования обобщать, для нас не было бы животных и растений, трав и деревьев, копытных и хищных – были бы некие отдельные предметы, никоим образом не соотнесенные друг с другом посредством тех или иных общих понятий.

Классифицирование – это процедура отнесения наблюдаемых объектов, явлений или процессов к какому-либо классу по заранее определенным критериям. В биологии классифицированию подвергаются организмы. Получаемый результат – классификация – представляет собой разбиение множества организмов на основании тех или иных свойств на отдельные группы. Исследуемое разнообразие считается познанным, если для него удалось разработать «удачную» (в том или ином смысле) классификацию – например естественную систему. Поэтому не удивительно, что в средневековой схоластике понятие Metodus (метод познания) чуть ли не отождествлялось с понятием Classificatio.

Во всех науках классификация играет важнейшую роль. В тех из них, где преобладает качественный способ познания (биология, история, география, социология), она составляет не только фундамент знания, но и в определенном смысле форму его существования. Но и в естественнонаучных дисциплинах, где наиболее полно развит количественный метод познания, без классификаций обойтись невозможно. Так, например, фундаментом теории элементарных частиц является их классификация по различным свойствам.

Классификационные подходы достаточно разнообразны. В биологии результатом их применения оказываются разные классификации живых организмов, примеров чему – великое множество. Для того чтобы разбираться в этом разнообразии и понимать причины появления тех или иных классификаций и изменений в них, необходимо иметь общее представление о том, каковы классификационные подходы (школы) и в чем различия между ними.

В настоящей статье представлен краткий обзор основных направлений и школ биологической систематики. При этом, по вполне понятным причинам, больше внимания уделяется тем из них, которые в настоящее время доминируют в таксономических исследованиях.

Разнообразие подходов к изучению биологического разнообразия

Биология является одной из наиболее «классифицирующих» отраслей естествознания. В ней сложилось несколько дисциплин, которые описывают разнообразие живых существ посредством разработки соответствующих классификаций.

Собственно биологическая систематика изучает таксономическое разнообразие, элементам которого соответствуют таксоны. Биогеография изучает пространственное разнообразие сообществ животных и растений, описывая его системой биогеографических выделов разного ранга. Биоценология изучает структурное и функциональное разнообразие локальных сообществ, разрабатывая системы синтаксонов, гильдий и т.п. Особые подходы разрабатываются для изучения разнообразия жизненных форм: в данном случае единицами классификации являются биоморфы.

Уже в этом наглядно проявляется «разнокачественность» классификационных подходов, каждый из которых имеет дело с особым проявлением биологического разнообразия. В рамках каждой из названных дисциплин складываются разные школы и направления, по-своему толкующие предмет, задачи и методы классифицирования.

Так, в систематике, изучающей таксоны, развиваются типологический, фенетический и филогенетический подходы, по-разному трактующие основные понятия и концепции систематики. Если ранняя систематика была исключительно морфологической, то в последнее время обособляются подходы, использующие иные категории данных, – кариосистематика (хромосомы), геносистематика (ДНК и РНК) и т.д. Наконец, нельзя не отметить разнообразие количественных методов, разрабатываемых современной нумерической таксономией.

Многообразие конкретных классификаций, к которому приводит многообразие подходов и методов, нередко является камнем преткновения и для теоретиков, и для практиков. Действительно, если бы разные классификационные теории и методы в конечном итоге давали одни и те же результаты, большинство проблем, связанных с их существованием, разрешалось бы само собой. Но коль скоро их конвергенции не происходит, проблема остается; более того, она усугубляется, поскольку разнообразие подходов и методов, а с ними и самих классификаций, со временем увеличивается.

В рамках традиций классической науки с этим многообразием издавна ведется непримиримая борьба. В качестве исходной позиции принимается, что в природе царит единый закон, которому подчинено все сущее, – нечто вроде абсолютной истины. Соответственно, задача состоит в том, чтобы открыть этот закон и тем самым познать Истину. Изначально такая позиция «укоренена» в библейском учении о едином – и потому единственном – плане божественного творения. В отношении таксономического разнообразия таким всеобщим законом считается естественная система живых организмов: ее разработка составляет основную задачу классической биологической систематики. Эта система – единственная по исходному условию, поэтому сторонники этой идеи убеждены, что ее поиск возможен лишь в рамках некоторого единственно верного таксономического учения. А любое уклонение от него есть таксономическое невежество, способное породить лишь заведомо ошибочные классификации – «искусственные» системы.

Начиная с середины ХХ столетия в науке развивается иная традиция, названная «неклассической» или даже «постнеклассической». Она считает нормальным разнообразие взглядов на объекты научного исследования и, тем самым, способов их описания. Такого рода научный плюрализм считается неизбежным и неустранимым, поскольку вытекает из фундаментальных свойств как познаваемого мира, так и процесса познания.

С этой точки зрения разнообразие подходов в биологической систематике может быть обусловлено двумя категориями причин общего порядка.

Причины первой категории кроются в структуре самого таксономического разнообразия: оно, как и всякое природное явление, познавательно неисчерпаемо. Для всякого исследователя бывает доступно не разнообразие в целом, но лишь тот или иной его частный аспект. Очевидно, что чем сложнее объект исследования, тем более он «многоаспектен». Таким образом, таксономическое разнообразие «раскладывается» на несколько частных аспектов, каждый из которых отражается в особой классификации.

Понятно, что каждый такой аспект существует не сам по себе: его вычленение как объекта исследования возможно лишь на основании некоторой биологической (или какой-либо иной) теории. В рамках этой теории определяются те свойства разнообразия, которые считаются наиболее существенными для изучения. Из этого ясно: сколько теорий о таксономическом разнообразии может быть разработано, столькими аспектами оно будет явлено исследователям. И это составляет вторую категорию причин многообразия представлений о таксономическом разнообразии: они кроются в характере познавательной деятельности человека.

Расхождения в понимании того, что и как надлежит исследовать в биологической систематике, затрагивают весьма глубинные пласты. Так, для одних ученых таксономическое разнообразие – это сумма обитающих на Земле видов или даже просто организмов, для других – иерархия естественных групп, распознаваемых в качестве объективно существующих таксонов разного ранга. Что касается принципов познания, то здесь расхождения обнаруживаются уже на уровне логики: типологическая систематика оперирует двузначной логикой, новая систематика – вероятностной логикой, а кладистика – логикой так называемых одноместных высказываний.

Без особой натяжки можно утверждать, что каждому аспекту таксономического разнообразия соответствует определенная школа систематики. Она формулирует соответствующие теоретические принципы, позволяющие распознать и вычленить именно данный аспект, и разрабатывает наиболее подходящие методы его изучения и представления в форме классификации.

Очевидно, пытаясь разобраться в разнообразии школ систематики, нужно видеть не только их различия, но и уметь находить области «пересечения» разных школ. Это позволяет корректно интерпретировать результаты, полученные с помощью какого-то одного подхода, в рамках другого.

Ранние этапы: схоластика и эссенциализм

Развитие науки связано с изменением доминирующих представлений о самой природе и о способах ее изучения. Так, когда-то преобладала библейская мифология, в настоящее время доминирует естественнонаучное мировоззрение. Среди способов познания одно время царил дедуктивный метод, затем его сменил индуктивный, в настоящее время их обобщает гипотетико-дедуктивная схема аргументации.

Это очевидным образом исторически обуславливает школы систематики: каждая из них соответствует своему времени и своей философии науки. В XVI–XVII вв. в систематике царила схоластика, веком позже – типология, во второй половине XIX в. их потеснило эволюционное направление.

У всякого развития есть одно очень важное свойство: кроме появления новизны, оно характеризуется преемственностью. Это значит, что ничто в систематике не проходит бесследно: однажды возникнув, та или иная классификационная идея оказывает большее или меньшее влияние на последующую историю таксономической науки. Поэтому живший в IV в. до н.э. Аристотель – отец родо-видовой схемы классифицирования – столь же современен, как и, скажем, Симпсон, в середине ХХ в. разработавший основы эволюционной таксономии (о них см. далее в этом и следующих разделах). В итоге сложившееся к настоящему времени здание науки систематики представляет собой причудливое переплетение прежних и новых представлений о задачах и принципах классифицирования в биологии.

Первые письменно зафиксированные классификации живых организмов известны фактически с тех самых времен, как появилась письменность. Достаточно напомнить, что уже в самых первых текстах Ветхого Завета, датируемых XII–X вв. до н.э., присутствует классификация позвоночных животных: в Книге Бытия говорится о рыбах водных и птицах пернатых, гадах и зверях земных, сотворенных «по роду их». Примечательно, что это архаичное деление позвоночных животных на четыре основные класса будет унаследовано христианской наукой Нового времени: его можно обнаружить в научных монографиях вплоть до начала XIX в.

Основы метода классифицирования, ставшего ведущим в современной систематике, были заложены в IV в. до н.э. двумя великими философами античности – Платоном и, главным образом, его учеником Аристотелем Их ключевой идеей было создание такой идеальной процедуры, которая гарантировала бы получение истинных заключений из истинных предпосылок. Это привело к силлогистике – совокупности правил логики, дающих возможность непротиворечиво описывать разнообразие любых (как тогда полагалось) природных явлений.

Следует подчеркнуть, что логические процедуры, разработанные античными философами, были неразрывно связаны с их общим натурфилософским мировоззрением. Для них мир был Космосом, исполненным порядка и гармонии (в противоположность Хаосу). В части, касающейся живых организмов, этот порядок явлен в том, что они образуют своего рода «прогрессию», или «Лестницу Природы», – ряд от простейших до самых сложных существ. Поэтому процедура классифицирования, если она правильная, должна сама собой раскрывать перед исследователем искомый порядок. В Новое время такого рода представления оказали сильнейшее влияние на формирование систематики как науки, в которой проблема метода классифицирования как была, так и остается одной из центральных.

Важной частью натурфилософии Аристотеля было учение о сущностях – скрытых внутренних свойствах вещей и явлений, которые так или иначе проявляются в их существенных характеристиках. По этим характеристикам сущности могут быть опознаны, что позволяет определить истинное место каждой вещи среди подобных ей вещей. Соответственно, характеристики, с сущностями не связанные, не позволяют сделать этого.

Десятью веками позже философы-неоплатоники развили аристотелев метод, дав будущей систематике окончательно оформленную иерархическую схему классифицирования. В ее основе лежит достаточно формализованная двузначная логика родо-видовых отношений, означающая, что всякая вещь может быть познана и описана через род и видовые отличия. Род указывает на общие признаки данной вещи с другими вещами одного с нею рода, тогда как вид указывает на ее отличительные особенности. Следует иметь в виду, что в данном случае «род» и «вид» понимаются только логически и никакого отношения к их современному биологическому содержанию не имеют.

Увязывание этой схемы с учением о сущностях дало представление об иерархии сущностей: сущность первого порядка заложена в саму вещь, сущностью второго порядка является ее вид, сущностью третьего порядка – ее род, причем уровней промежуточных родов может быть достаточно много. Это сделало классификационную схему иерархической, в сжатом виде она выглядит так:

Genus summum (общий род)

Genus intermedium (промежуточный род)

Genus proximum (ближайший род)

Species infima (конечные виды)

Двузначный характер аристотелевой логики, заложенной в эту схему, означает, что на каждом шаге иерархии соответствующий род делится строго на два рода более низкого ранга или на два вида. Ее воплощением стало так называемое древо Порфирия, названное в честь философа-неоплатоника, на котором каждый шаг классификации был изображен как ветвление дерева. Впрочем, эта чересчур жесткая логическая схема на практике редко претворялась в конкретные классификации, но во всяком случае она стала тем идеалом, который направлял усилия классификаторов при построении названной системы.

Древо Порфирия

Средневековая схоластика во многих отношениях развила учение о сущностях и представления о способах классификации живых организмов. Ее важнейший вклад в становление систематики был связан с развитием аристотелева учения о сущностях.

Аристотель признавал в одной и той же вещи много разных сущностей (по цвету, фактуре, назначению и т.п.), что позволяло строить много разных систем. В противовес этому в конце XVI столетия Чезальпино выдвинул идею о главной сущности, что в принципе позволяло определить место вещи в окружающем мире единственным образом. Именно в связи с этим уточнением в рамках схоластики сформировалось ключевое понятие естественной системы – единой и потому единственной. Это, собственно, и положило начало систематике как науке. Очевидно, это более соответствовало утвердившемуся в христианском мире представлению о естественной системе как о воплощении плана божественного творения.

Эту систему определили как такую, которую составляют естественные группы организмов, существующие в самой природе, а не выделенные человеком по каким-то своим соображениям (как, например, лекарственные растения). Задача, таким образом, заключалась в том, чтобы распознать каждую такую группу по ее «естеству» – т.е. по признакам, посредством которых ученому явлена сущность организмов, составляющих данную группу.

Но здесь не все было просто: единодушия в понимании «естественного» статуса такого рода групп не было. Мнения разделились между двумя философскими течениями – реализмом и номинализмом, которые сыграли заметную роль в развитии систематики. Принципиальная разница между ними в том, признавать или не признавать реальными, т.е. существующими объективно в природе, сущности высших порядков и соответствующие им группы организмов (таксоны).

Реалисты считали (и считают), что вся иерархия и, соответственно, таксоны разных рангов реальны, поскольку обозначены реальными сущностями разных порядков. Рассмотрим для примера лошадь, которая наделена сущностью «лошадности». Согласно реалистам, кроме этого, есть сущности высших порядков, относящиеся к этой же лошади, – ее «копытность», «млекопитающность», «животность» и т.д. Им, очевидно, соответствуют естественные группы (таксоны) – «копытные», «млекопитающие», «животные». Это значит, что в построении многоуровневой классификации, включающей отряды, классы, типы, есть глубокий смысл: именно вся эта иерархия и есть естественная система.

В отличие от этого, номиналисты полагают, что за общими понятиями, обозначающими таксоны, никакой реальности нет: есть только «лошадность», присущая конкретной лошади или, в крайнем случае, виду лошадей, но нет никакой реальной сущности, которая соответствовала бы понятиям копытного или млекопитающего. При этом они ссылаются на непрерывность аристотелевой «Лестницы Природы»: по сути, это означает возможность любого произвольного разрезания единого ряда на отрезки, соответствующие высшим таксонам, т.е. эта непрерывная лестница и является сама по себе естественной системой.

Важным элементом схоластической процедуры служит принцип единого основания деления. Он означает, что для правильного определения места вида в естественной системе, которое соответствовало бы его сущности, необходимо всю классификацию сверху донизу строить по признакам, выражающим эту сущность. Примером применения этого принципа может служить «древо Порфирия», в котором определено место Платона среди одушевленных и неодушевленных сущностей.

Очевидно, названный принцип достаточно эффективен лишь при решении каких-то частных классификационных задач, связанных с познанием единичных объектов. Его появление легко понять, если учесть, что в пору формирования схоластики философы основное внимание уделяли принципам и методам познания, а в реальном мире они черпали лишь примеры применения этих принципов. Но как только наука нового времени основной задачей поставила разработку классификаций, объемлющих самые разные по своим «сущностям» организмы, сразу стала очевидной ограниченность принципа единого основания. От него, а с ним и от схоластики довольно легко отказались, чему в немалой степени способствовало развитие эмпирического направления в систематике).

Продолжение следует