مقدمه
سیستماتیک یکی از شاخه های بسیار قدیمی و مهم علم گیاه شناسی است. انسانهای اولیه به گیاهان خوراکی و دارویی اطراف خود توجه خاصی داشتند و صدها نوع از آنها را می شناختند و به این ترتیب نخستین گروههای تاکسونومیک گیاهی بر اساس چنین شناختی شکل گرفت. سیستماتیک گیاهی اختلافات بارز و برجسته گروههای گیاهی را تصویر می کند.
نام هرگیاه در واقع کلیدی است که با آن دریچه ای بر زیست شناسی آن گیاه گشوده می شود. سیستماتیک گیاهی باشناخت و نامگذاری گیاهان و به نظم کشیدن آنها در گروههای خویشاوند و بسیار نزدیکی همچون جنس ، خانواده و … سروکار دارد. بطور کلی این علم شامل مجموعه فعالیتهایی است که به منظور سازماندهی و ثبت تنوع گیاهان انجام می شود.
تاریخچه
تا سده هجدهم میلادی ، بیشترین توجه به شناخت و طبقه بندی گیاهان زراعی و دارویی معطوف می گردید و طبعا سیستم رده بندی مصنوعی ، که غالبا بر اساس مشخصات کاربردی گیاهان استوار بود مورد استفاده قرار می گرفت از اواسط این سده سیستم نامگذاری و طبقه بندی پیشنهاد توسط لینه تحولی در علم طبقه بندی گیاهان پدید آورد.
در اواخر سده هجدهم میلادی نظر غالب گیاه شناسان به سیستم های طبقه بندی طبیعی که بر پایه صفات ریخت شناسی گیاهان استوار بود جلب گردید. در سده نوزدهم میلادی با ارائه نظریه تکاملی داروین و توجه به توالی تکاملی در طبقه بندی گیاهان ، مبنای طبقه بندی فیلوژنتیک پایه گذاری شد و در سده بیستم میلادی به سیستم های فیلوژنتیک واقعی رسید که اساس رده بندی نوین معاصر را تشکیل می دهد.
اهداف سیستماتیک گیاهی
سیستماتیک گیاهی 4 هدف را دنبال می کند.
* فهرست کردن فلور جهان
* ارائه راه به منظور شناسایی و ایجاد ارتباط
* بوجود آوردن یک سیستم ارتباطی مستقیم و جهانی
* نشان دادن مفاهیم تکاملی تنوع در عالم گیاهی
سیستم های طبقه بندی امروزی بر خلاف سیستم های قدیمی تر ، تنها بر پایه مشخصات مورفولوژیک استوار نبوده بلکه سایر اختصاصات بیولوژیک گیاهان را در طبقه بندی بکار می گیرد و در این راستا ، توجه به جنبه های تکاملی ، وابستگی های ژنتیکی و ساختار شیمیایی آنها از تاکید بیشتری برخوردار است.
توجه به اصل عمومی تک نیایی تاکسون ها در سیستماتیک گیاهی اهمیت شناخت و کاربرد علم تکامل گیاهان را برای دستیابی به قرابتها و دودمانهای تکاملی در سطوح نظام سلسه نسب روشن می سازد. چون در سیستمهای طبقه بندی امروزی که بر پایه صفات متعددی استوارند ریخت شناسی به تنهایی اساس طبقه بندی را تشکیل نمی دهد، لذا لزوما تمام صفات مورفولوژیک دارای ارزش یکسانی در طبقه بندی و توصیف تاکسونها نبوده و در هر مورد دارای کاربرد خاص خواهند بود.
مراحل سیستماتیک گیاهی
* سیاحت و اکتشاف و جمع آوری گیاهان
* پرس کردن و خشک کردن گیاهان و تهیه هرباریوم گیاهی
* دوره سنتز یا استفاده از ویژگیهای ریخت شناسی ، شکل و ساختار گیاهان به منظور طبقه بندی آنها
* مرحله تجربی که به تفسیر اطلاعات بدست آمده در قالب واژه های تکاملی وفیلوژنتیک مربوط می شود.
شاخصهای ریخت شناسی فیلوژنی
صفات ابتدایی در طبقه بندی فلوژنی به مفهوم صفاتی است که مقدم تر از صفات دیگر بوجود آمده اند نه صفات ساده تر در قبال پیچیده تر و این امر بخصوص در مورد گیاهان گلدار مشهورتر است برای مثال گیاهان یکساله پایا و دو ساله و این گروهها از گیاهان چوبی اشتقاق یافته اند و یا گلهای دو جنسی مقدم بر گلهای تک جنسی اند. میزان تکامل در تمام اندامهای گیاه همیشه یکسان نیست و ممکن است برخی از اندامها تخصصیتر از سایر اندامها شده و بعضی از تاکسونها هر دو صفات پیشرفته و ابتدایی را در خود داشته باشند.
طبقه بندی سلسله گیاهان
گیاهان خشکی اولیه در دوره دونین ظاهر شده و فاقد ریشه و ساقه و برگ بوده و ظاهری شبیه جلبکها داشته اند. قدیمی ترین سنگواره های بدست آمده که به عنوان نیاکان گیاهان آوندی شناخته می شوند مربوط به دو گیاه منقرض شده Zosterophllumo و Phynia می باشد. به احتمال زیاد بریوفیتا قبل از شکل گیری و تمایز دستگاههای آوندی این گیاهان از مسیر تکاملی آنها منشعب شده اند. در هر صورت سنگواره ای از بریوفیت های اولیه در دست نیست.
گیاهان نوعZosterphyllum منشا لیکوپودیوفیتا می باشند. این گروه در اواخر دوارن پالئوزوئیک دارای پراکندگی وسیع و انواع متعددی بوده اند. لیکن امروزه فقط معدودی از جنس های علفی به حیات خود ادامه می دهند. گیاهان نوع Phynia به عنوان نیاکان سایر گیاهان آوندی به شمار می آیند که به نوبه خود در مسیرهای متفاوتی تکامل یافته اند.
سیستماتیک گیاهی: زمینه ای علمی مربوط به دنیای امروز
در دنیای امروز دانش مربوط به شناسایی ، نامگذاری و رده بندی گیاهان زمینه مطالعاتی مهیجی است. کاربردهای بالقوه اقتصادی گیاهان شاید بلافاصله مشهود نباشد، اما ناگزیریم گیاهان خویشاوند را بشناسیم. خویشاوندهای وحشی گیاهان زراعی معمولا حاوی ژنهایی هستندکه خصوصیت مطلوبی چون مقاومت در برابر بیماریها را که برای اصلاح محصولات زراعی موردنیاز متخصصین اصلاح نژاد است فراهم می کنند.
عوامل پراکنش گیاهان
شرایط مختلف محیط در همه نقاط سطح زمین به یک میزان فراهم نیست و از این رو در نقاط مختلف ، گیاهان متفاوتی دیده می شوند. بطور کلی عوامل اکولوژی عبارتند از : عوامل آب و هوایی یا اقلیمی ، عوامل خاکی ، عوامل زیستی. این است که ترکیب و سیمای رستنیهای مختلف در هر گوشه جهان مشخص است و با نقاط دیگر تفاوت فاحش دارد. به عنوان مثال اختلاف تابش نور خورشید در عرضهای جغرافیایی مختلف در ترکیب و سیمای مدارات مختلف تغییراتی ایجاد می کند. بطوری که سیمای جنگلهای استوایی کاملا با سیمای جنگلهای معتدل فرق می کند.
با این حال اگر شرایط محیط در دو نقطه مساوی و یکنواخت باشد، نیز ممکن است در ترکیب رستنیهای آن دو نقطه اختلاف شدید مشهود گردد، زیرا موانع طبیعی بسیاری می توانند از پراکنش گیاهان در نقاط مناسب جلوگیری کنند. عوامل طبیعی مانند اقیانوسها ، کوهها و بیابانها مانع کلی پراکندگی گیاهان در دو محیط مشابه اند و اگر این سدهای طبیعی ، قاره ها و خشکیها را از یکدیگر جدا نمی ساخت، شاید پراکنش بسیاری از گیاهان مختلف جهان سریع تر صورت می گرفت.
عوامل آب و هوایی
گیاهان تحت تاثیر آب و هوا قرار گرفته و شکل زیستی خاصی می یابند، یعنی شکل و سیمای ظاهری آنها تا حدی تابع آب و هوای محیطشان می شود و در این صورت می توانند کم و بیش از تقسیمات کلی آب و هوایی موثر واقع شوند. بدیهی است درختان و جنگلها همواره بر اثر تعریق ، مقدار متنابهی بخار آب دفع می کنند و بر مقدار بخار آب جو به میزان قابل ملاحظه ای می افزایند. در این صورت مناطق جنگلی همواره در اثر باران مشروب می شوند و دارای آب و هوای مرطوب اند. هر قدر تعداد درخت در محیطی کمتر باشد و به جای آن بوته های گیاه و چمنزار سطح خاک را بپوشاند، به همان نسبت از بارندگی محیط و رطوبت زمین کاسته می شود.
دما و بارندگی از عوامل اقلیمی مهمی هستند که ظهور گونه های مختلف گیاهی و رویش آنها را تعیین می کنند. دما بر فعالیتهای تعرق ، تنفس ، رویش ، رشد و تولید مثل تاثیر می گذارد. بارندگی سالیانه عامل اصلی در تعیین انتشار گیاهان است. بطور کلی جنگلها ، نواحی پرباران را اشغال می کنند. صحراها در نواحی کم باران دیده می شوند و علفزارها در نواحی دارای بارندگی متوسط وجود دارند. نور سومین عامل اقلیمی مهمی است که در رشد گیاه ، گل دادن و فتوسنتز آن تاثیر بسزایی دارد. بسیاری از گونه ها نیازهای نوری نسبتا معینی دارند. برخی از آنها مانند رستنیهای کف جنگل ، برای رشد به نور کم و بعضی دیگر مانند درختان به نور زیاد دارند.
عوامل خاکی
عواملی که در پراکنش ، رشد و بقای گیاه تاثیر می گذارند، عبارتند از: دمای خاک ، مقدار آب ، اکسیژن ، مواد آلی ، مواد کانی و درجه اسیدی خاک. دمای خاک در رشد گیاه بویژه از لحاظ تاثیر در جذب آب و مواد کانی ، عامل موثری به شمار می آید. در دماهای پایین ، دراز شدن ریشه متوقف گشته، سبب کندی نفوذ آن به طبقات واجد آب و مواد کانی می شود، لذا میزان جذب آب و مواد کانی کاهش می یابد. باکتریها نیز در خاک سرد غیر فعال اند. بنابراین مواد کانی به اندازه کافی در دسترس ریشه قرار نمی گیرد. در این صورت کشتکاران ناگزیرند از کودهای نیتروژن دار استفاده کنند. دمای پایین خاک و هوا ، همراه با بادهای شدید ، سبب کوتاه ماندن گیاهان نواحی کوهستانی می شوند.
عوامل زیستی
گیاهان در طبیعت همراه با سایر موجودات زنده ، اعم از جانور و گیاه ، زندگی می کنند و از این رو هر یک از آنها کم و بیش در زندگی موجودات دیگر تاثیر دارد. بطور کلی طبیعت میدان تنازع بقاست و ضعیف همواره مغلوب قویتر از خود می شود. جانوران و پستانداران گوشتخوار ، پستانداران علفخوار را طعمه خود می سازند و علفخواران از رستنیها و گیاهان وحشی تغذیه می کنند و کمک آنها به جامعه گیاهی فقط ریختن فضولات و تقویت جزئی خاک است.
خرگوش و موش و مورچه خسارات زیادی به جامعه های گیاهی وارد می سازند، ولی در اثر احداث راهروهای زیر زمینی خاک را تهویه می کنند و یا آنکه در پراکندگی دانه ها و سایر فعالیتها بوم شناسی موثرند. بنابراین جانورانی که در جامعه گیاهی زیست می کنند، هر در وضع محیط زیستی خود موثرند و اثرات سودمند یا زیانبخش بر روی آن جامعه باقی می گذارند و حالت تعادل را برقرار می سازند، بطوری که از بین رفتن یکی از آنها موازنه طبیعی آن جامعه را بر هم می زند و دگرگون می سازد.
تنازع بقا یکی از مسائل مهم زیستی جهان گیاهی و از خواص عمومی جوامع گیاهی به شمار می رود و در بین افراد یک گونه و یا گونه های مختلفی که در مجاورت یکدیگر می رویند و دارای نیازهای مشترک اند و به وجود دیگری نیاز ندارند، حکمفرماست. بنابراین تنازع بقا از مشخصات جامعه های گیاهی است.هنگامی که گیاه در شرایط مناسب می روید و در معرفی کمبود مواد غذایی و عواملی مانند نور و هوا واقع نشده است، یعنی ریشه آن به راحتی از آب و مواد غذایی استفاده می کند و ساقه و برگ آن نیز از نور و هوا بهره مند می گردد و بطور کلی مزاحمتی برای گیاه مجاورش فراهم نمی سازد، مسئله تنازع بقا مفهومی ندارد.
ولی پس از آنکه تعداد افراد رو به افزایش گذاشت و گیاهان مختلف با یکدیگر تماس نزدیک حاصل کردند و به عبارت دیگر ، اصطکاک منافع بین آنها ایجاد شد، گیاه قویتر ، گیاه ضعیفتر را حتی اگر از افراد همان گونه باشد، در مضیقه می گذارد و از شرایط زندگی و حق حیات محروم می سازد تا حدی که باعث از بین رفتن آن می شود. بنابراین تنازع بقا معرف کمبود مواد و عوامل مورد نیاز برای زندگی گیاه است و نشانگر آن است که آب و نور و مواد غذایی به حد کافی در اختیار کلیه گیاهان دیگر قرار ندارد.