Wetenschappers hebben tot nog toe zo’n anderhalf miljoen soorten levende organismen beschreven. Jaarlijks komen daar nieuwe soorten bij, en er sterven ook soorten uit. Met zoveel biodiversiteit is het een uitdaging om overeenkomsten te vinden en de natuur op basis daarvan systematisch te ordenen. En dat begint al bij een basale vraag: wat is de definitie van ‘leven’?
Sinds mensenheugenis proberen wetenschappers vast te stellen wat ‘leven’ precies is, maar tot nu toe bestaat er geen eenduidige definitie . Typische kenmerken als voortplanting, groei en stofwisseling lijken niet altijd op te gaan. Nieuwe onderzoeken brengen nieuwe inzichten, en weerlegde hypotheses worden vervangen door nieuwe. Een chemicus zal naar andere aspecten kijken, en dus met een andere definitie komen dan een bioloog, viroloog, theoloog, filosoof, of iemand die op zoek is naar buitenaards leven.
Naast onduidelijkheid over wat leven eigenlijk is, bestaat er ook onduidelijkheid over hoeveel soorten levende organismen er op aarde zijn. Tot nu toe zijn er zo’n anderhalf miljoen beschreven, maar schattingen over de werkelijke biodiversiteit lopen uiteen van enkele tot tientallen miljoenen. Dat komt met name omdat algemeen wordt aangenomen dat veruit de meeste soorten nog niet ontdekt zijn. Daarnaast sterven er ook soorten uit.
Om door de bomen het bos nog te zien wordt een taxonomie (hiërarchische classificatie) toegepast volgens wetenschappelijke nomenclatuur (eenduidige systematische naamgeving). Op deze manier kunnen alle levensvormen in een soort stamboom gerangschikt worden op basis van hun historische afkomst en overeenkomstige kenmerken. De naamgeving is zodanig dat iemand met wat kennis snel kan zien dat de boomsoorten berk en els aan elkaar verwant zijn. Beiden komen uit de Betulaceae familie.
The tree of life
Vele wetenschappers hebben zich verdiept in het in kaart brengen van het leven op aarde. Al in de vierde eeuw voor Christus bestudeerde de Griekse filosoof Aristoteles de overeenkomsten en verschillen tussen levende wezens. Ook namen als Linnaeus (1753), Haeckel (1894), Chatton (1937), Copeland (1956), Whittaker (1969), Woese (1977), Cavalier-Smith (1998) en Keeling (2004) hebben een belangrijke rol gespeeld. En niet in de minste plaats Charles Darwin. Hij opperde het idee om een stamboom van het leven op te stellen. Deze tree of life laat de hiërarchische relatie tussen soorten organismen en hun voorouders zien. De eerste versie schetste hij in 1837. In zijn beroemde werk On the Origin of Species uit 1859 schreef Darwin: “The affinities of all the beings of the same class have sometimes been represented by a great tree. I believe this simile largely speaks the truth.”
In theorie zou het mogelijk moeten zijn om de stamboom terug te voeren naar het allereerste leven op aarde. Dit eencellige organisme zou genetische eigenschappen hebben bevat die in alle huidige levensvormen terug te vinden is. Aan deze hypothetische voorouder wordt ook wel gerefereerd als Last Universal Common Ancestor (LUCA). Het oudste bewijs voor leven op land is gevonden in de Pilbara regio in West-Australië, en is zo’n 3,48 miljard jaar oud. Het leven in de oceanen begon mogelijk nog een miljard jaar eerder , ‘slechts’ honderd miljoen jaar na het ontstaan van de aarde.
In de loop der tijd zijn er niveau’s aan de stamboom toegevoegd en weer verwijderd. Omdat zowel de definitie van leven als de kennis over biodiversiteit zich blijven ontwikkelen, is de indeling van the tree of life aan opvattingen en veranderingen onderhevig. De gebruikte classificatie kan tussen bronnen onderling verschillen, wat tot enige verwarring kan leiden.
Rijken en domeinen
De Zweedse geneeskundige Carl Linnaeus (1707-1778) ordende de natuur in drie rijken: planten, dieren en mineralen. Zo spreken we bij levende organismen van het plantenrijk (plantae, of flora) en dierenrijk (animalia, of fauna). Om alle levende organismen te kunnen determineren bedacht hij een systematiek om soorten aan de hand van hun uiterlijke kenmerken te kunnen onderscheiden. Hij definieerde een soort als “een groep genetisch bijna identieke individuen die onderling vruchtbare nakomelingen kunnen produceren”. Hetzelfde principe wordt toegepast in veldgidsen voor het determineren op basis van bijvoorbeeld bladvorm of samenstelling van een bloem.
De Duits zoöloog Ernst Haeckel voegde in 1894 het rijk protoctista toe. Dit rijk omvatte al het eencellige leven, oftewel alles behalve wat destijds onder flora en fauna gerekend werd. Formeel is deze classificatie gedateerd, maar op soortenbank.nl wordt hij nog wel gehanteerd.
In 1937 bracht de Franse bioloog Édouard Chatton alle levende organismen onder in twee domeinen: prokaryota en eukaryota. Deze domeinen liggen qua hiërarchie een niveau hoger dan de voorgenoemde rijken. Eukaryote cellen hebben een celkern en andere organellen (functionele onderdelen). Ze kunnen eencellig zijn, zoals algen, maar kunnen ook meercellige organismen vormen. Alle flora en fauna heeft een celkern, en is dus eukaryoot. Prokaryota zijn eencellige organismen zonder celkern en organellen, waaronder bacteriën.
Volgens de Amerikaanse microbioloog Carl Woese (1928 – 2012) was er sprake van drie domeinen. Hij splitste de prokaryota op in archaea en bacteriën. Archaea hebben andere RNA moleculen dan bacteriën, en kunnen vaak leven onder extreme omstandigheden. Mogelijk waren archaea de eerste levensvormen op aarde. Er wordt dan ook aangenomen dat ze de oorsprong zijn van alle eukaryota, dus van alle planten en dieren.
Het interessante aan de toevoeging van domeinen is dat dit een niveau hoger ligt dan de verdeling in flora en fauna. En dat blijkt nodig om schimmels, zoals paddenstoelen, op de juiste manier te kunnen duiden. Deze hebben namelijk kenmerken van zowel planten als dieren, en worden steeds vaker onder gebracht in een apart rijk: fungi. Ook virussen vormen een bijzondere categorie, omdat hiervan betwist wordt of het überhaupt levende organismen zijn.
De ordening
Ondanks de verschillende opvattingen is de taxonomie voor flora, fauna en fungi in de basis gelijk. Deze is telkens opgebouwd uit dezelfde hiërarchische niveau’s, met onder andere klassen, orden, families en soorten. Soms zijn niet alle niveau’s van toepassing, en soms blijken juist aanvullende (tussen)niveau’s wenselijk, zoals een onderrijk, superstam, sectie, groep, reeks, ondersoort, variëteit of vorm. Bij gekweekte plantensoorten wordt gesproken van cultivars.
De tabel hieronder laat van boven naar onderen de algemeen gebruikte niveau’s zien, met hun Nederlandse en Latijnse naamgeving. Rechts daarvan staan drie voorbeelden van respectievelijk de mens, zwarte els, en gewoon elfenbankje.
Bij de communicatie over een soort is het niet praktisch om de gehele stamboom weer te geven. Net zoals bij mensen meestal de voor- en achternaam volstaat, wordt bij levende organismen een combinatie van het geslacht en de soort gebruikt. Het is zelfs zo dat de soortnaam altijd een samenvoeging is van geslacht en soort. Daarbij wordt in de Latijnse notatie het geslacht altijd met een hoofdletter geschreven, gevolgd door de soort zonder hoofdletter. In volgorde van rang dus. In het Nederlands is dat andersom: eerst de soort met hoofdletter, en dan het geslacht zonder hoofdletter.
| Nederlands | Latijn | Voorbeeld | Voorbeeld | Voorbeeld |
|---|---|---|---|---|
| Domein | Imperium | Eukaryota | Eukaryota | Prokaryota |
| Rijk | Regnum | Animalia (Dieren) | Plantae (Planten) | Fungi (Schimmels) |
| Stam | Phylum | Chordata (Chordadieren) | Embryophyta (Landplanten) | Basidiomycota (Steeltjeszwammen) |
| Klasse | Classis | Mammalia (Zoogdieren) | Spermatopsida (Zaadplanten) | Hymenomycetes (Vlieszwammen) |
| Orde | Ordo | Primates (Primaten) | Fagales (Tweezaadlobbigen) | Aphyllophorales (Plaatjesloze vlieszwammen) |
| Familie | Familia | Hominidae (Mensachtigen) | Betulaceae (Berkenfamilie) | Polyporaceae |
| Geslacht | Genus | Homo (Mensen) | Alnus (Els) | Trametes (Elfenbankje) |
| Soort | Species | Homo sapiens (Mens) | Alnus glutinosa (Zwarte els) | Trametes versicolor (Gewoon elfenbankje) |