생물 분류
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1. 개요
생물 분류는 생물을 체계적으로 정리하고 이해하기 위한 학문으로, 아리스토텔레스 시대부터 다양한 시도가 이루어졌다. 린네는 이명법을 사용하여 분류 체계를 발전시켰으며, 휘태커는 5계 분류 체계를 제안했다. 현대에는 분자계통분석 기술 발전에 따라 3역 분류 체계가 널리 사용되며, 세균, 고세균, 진핵생물로 구분한다. 생물 분류는 계, 문, 강, 목, 과, 속, 종 등의 계급으로 이루어지며, 각 계급에는 고유한 학명 접미사가 사용된다.
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- 생물 - 동물상
동물상은 특정 지역이나 시대에 서식하는 동물들의 집합을 지칭하는 용어로, 다양한 기원 학설과 크기 및 서식 환경에 따른 분류 기준을 가진다. - 생물 - 식물상
식물상은 특정 지역, 시대, 환경, 기후에 따라 존재하는 식물들의 종합적인 목록 또는 집합을 의미하며, 다양한 기준으로 분류되고 연구되며, 최근에는 온라인 데이터베이스를 활용한 연구가 활발하게 진행되고 있다. - 분류학 - 모식종
모식종은 속의 기준이 되는 종으로, 분류군 분할 시 기존 분류군 이름을 자동으로 할당하며, 국제 동물 명명 규약에 따라 속명과 종을 영구히 연결하는 종의 분류 및 명명에 필수적인 개념이다. - 분류학 - 학명
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속은 생물 분류의 기본 단위로, 유사한 종들을 묶은 분류군이며, 학명에서 속명은 대문자로 시작하고 이탤릭체로 표기되며, 모식종이 지정되지만 그렇지 않은 경우도 있고, 동물과 식물 간에 속명이 중복될 수 있으며, 종을 속으로 분류하는 기준은 변경될 수 있다. - 분류 계급 - 과 (생물학)
과는 생물 분류 체계의 한 단계로, 속보다 상위이고 목보다 하위에 위치하며, 명명법은 기준 속의 어간에 접미사를 붙여 정해진다.
| 생물 분류 | |
|---|---|
| 분류학 | |
| 분류학 정의 | 생물학적 유기체를 식별, 설명, 정의 및 명명하는 과학 |
| 관련 분야 | 생물학 분류학 계통학 |
| 역사 | |
| 초기 분류 | 아리스토텔레스 테오프라스토스 |
| 린네의 분류법 | 칼 폰 린네 |
| 현대 분류 | 찰스 다윈 진화 이론 유전학 분자생물학 |
| 분류 체계 | |
| 계급 체계 | 역 계 문 강 목 과 속 종 |
| 명명법 | 이명법 (속명+종소명) 국제 명명 규약 |
| 주요 과제 | |
| 종의 정의 | 종의 개념에 대한 다양한 정의 |
| 분류의 변화 | 새로운 발견 유전적 데이터 |
| 계통 관계 | 유기체 사이의 진화적 관계 파악 |
| 응용 분야 | |
| 생물 다양성 보존 | 멸종 위기 종 식별 및 보호 |
| 생명공학 | 유전자원 활용 |
| 의학 | 병원균 식별 및 치료 |
| 농업 | 작물 품종 개량 |
2. 역사적 분류 체계
분류학은 각 시대마다 당시까지 판명된 정보에 근거하여 납득할 수 있는 분류 체계를 모색해 왔다. 린네 시대에는 현미경이 사용되기 시작하면서 형태에 중점을 두게 되었고, 거기서 얻을 수 있는 정보를 이용한 생화학이 발달함에 따라 색소 등을 이용해 보다 체계적인 방법을 찾을 수 있었다. 20세기 말에는 유전자 자체를 참조하는 분자생물학적 방법이 도입되어 많은 분류군에서 큰 재검토가 요구되고 있다. 따라서 이러한 분류 체계는 과학과 기술의 발전에 따라 앞으로도 변동될 수밖에 없을 것이다.
생물 분류 체계는 시대와 함께 변화하며 발전해 왔다.
- '''고대:''' 아리스토텔레스는 동물을 혈액의 유무와 번식 방식에 따라 분류했다. 그의 분류는 중세까지 지배적이었다. (자세한 내용은 #고대 분류 체계)
- '''린네:''' 이명법을 사용하여 분류를 체계화하고, 계층적 분류 체계를 확립했다. 린네의 분류는 현재까지도 사용되고 있지만, 일부 오류는 수정되었다. (자세한 내용은 #린네의 분류 체계)
- '''휘태커:''' 5계 분류 체계를 제안하여 생물을 모네라계, 원생생물계, 균계, 식물계, 동물계로 나누었다. (자세한 내용은 #5계 분류 체계)
2. 1. 고대 분류 체계
아리스토텔레스 이래 생물을 어떻게 분류하는 것이 가장 합리적일 것인가에 대한 다양한 연구가 이루어졌고, 여러 가지 안이 나왔다. 아리스토텔레스의 《동물의 발생》에서는 동물을 다음과 같이 분류하였다.| 유혈동물(有血動物) | 무혈동물(無血動物) |
|---|---|
아리스토텔레스의 권위가 절대적이었던 중세까지는 이 동물 분류가 지배적이었다.
2. 2. 린네의 분류 체계
린네는 근대적 분류법을 쇄신한 인물이다. 린네는 종의 학명에 이명법(속명과 종소명의 두 단어로 표기)을 채택하여 분류를 체계화했다. 또 속·종의 상위 분류로서 강·목을 마련하고, 계층적인 분류 체계를 연구했다. 현재의 생물 분류에서도 이 규칙은 변함없이 지켜지고 있지만, 아리스토텔레스 시대보다 계층 구조가 보다 세밀하게 확장되었다. 린네의 이론 중 발생했던 일부 오류는 수정 과정을 거쳤다. 예를 들어, 린네는 고래를 어류로 분류하였지만, 포유류로 정정되었다. 식물을 수술의 개수를 바탕으로 분류한 것은 유명하지만, 현재의 식물 분류에서는 이 방법이 사용되지 않는다. 린네는 광물도 하나의 계로 보고 분류하여 생물을 동물계, 식물계, 광물계로 나누었다.[1]2. 3. 5계 분류 체계
로버트 휘태커가 제안한 생물 분류 체계인 오계설(五界説)은 생물 전체를 다섯 개의 계(界)로 나누는 방식이다.| 2계설 | 3계설 | 5계설 | 6계설 | 3도메인설[6] | 에오사이트설 | 구체적인 예[7] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 카를 폰 린네 (1735년) | 에른스트 헤켈 (1866년) | 로버트 휘태커 (1969년) | 칼 워즈 (1977년) | 워즈 (1990년) | 레이크 등 (1984년) | |
| rowspan="3" | | 원생생물계 | 모네라계 | 진정세균계 | 세균 | 세균 | 대장균, 방선균, 남세균 |
| 고세균계 | 고균(고세균) | 고균(고세균) | 메탄균, 호열호산균 | |||
| 원생생물계 | 원생생물계 | 진핵생물 | 조류, 원생동물, 변형균류 | |||
| 식물계 | 식물계 | 균류계 | 균류계 | 버섯, 곰팡이 | ||
| 식물계 | 식물계 | 이끼, 양치식물, 종자식물 | ||||
| 동물계 | 동물계 | 동물계 | 동물계 | 무척추동물, 척추동물 |
분류학은 각 시대에 그 당시까지 밝혀진 정보에 기반하여 가능한 한 만족스러운 분류 체계를 계속해서 모색해 왔다. 린네 시대에는 형태를 중심으로, 현미경이 사용되기 시작하면서 거기서 얻어지는 정보도 활용하고, 생화학이 발달하면 색소 등도 활용하여, 항상 가능한 한 만족스러운 체계를 찾고자 했다. 따라서 분류 체계는 시대에 따라 변화하면서 점차 올바른 모습에 가까워지고 있다고 생각된다.
3. 현대적 분류 체계
20세기 말에는 유전자 자체를 참조하는 분자생물학적 방법이 도입되어 많은 분류군에서 큰 재검토가 요구되고 있다. 특히 20세기 후반부터 급속히 발전한 단백질의 아미노산 배열 및 핵산의 염기 서열 결정 기술과 그 데이터를 이용한 계통의 유연 관계를 추정하는 분석 방법의 발전에 따라 기존의 생물 계통 분류법은 큰 변혁을 강요받고 있다.
캐벌리어-스미스 등이 중심이 되어 제창하고 있는 분자 계통 분류의 한 예시는 다음과 같다(현생 생물만).
녹색황세균 (Chlorobi)
박테로이데테스문 (Bacteroidetes)
클라미디아문 (Chlamydiae)
베루코미크로비움문 (Verrucomicrobia)
플랑크토마이세스문 (Planctomycetes)
렌티스파에라문 (Lentisphaerae)
타우마아케오타 (Thaumarchaeota)
크레나아케오타 (Crenarchaeota)
코라아케오타 (Korarchaeota)
로키아케오타 (Lokiarchaeota)
헤임달라케오타 (Heimdallarchaeota)
토르고세균 (Thorarchaeota)
오디나고세균 (Odinarchaeota)
진핵생물 본체
녹색식물 (Viridiplantae)
회색식물 (Glaucophyta)
적색식물 (Rhodophyta)
유글레노조아 (Euglenozoa)
헤테로로보사 (Heterolobosea)
자코베아류 (Jacobea)
말라위모나스 (''Malawimonas'')
트리코조아류 (Trichozoa)
아네로모나스류 (Anaeromonada)
무각 태양충류 (Actinophryida)
오팔리나류 (Opalozoa)
라비린툴라류 (Labyrinthista)
비코소에카(비코에카)류 (Bicosoecales, Bicoecales)
플라시디아류 (Placididea)
데벨로파엘라 (''Developayella'')
난균류 (Oomycetes)
사카게츠보카비류 (Hyphochytriomycetes)
부등모식물류(황색식물류) (Heterokontophyta, Chromophyta)
섬모충류 (Ciliata)
아피콤플렉사류 (Apicomplexa)
와편모조류류 (Dinophyta)
레타리아 (Retaria)
케르코조아 (Cercozoa)
크립토식물 (Cryptophyta)
압토식물 (Haptophyta)
아푸소조아류 (Apusozoa)
중심립류 (Centrohelida)
엽상 위족류(로보사) (Lobosa)
코노사 (Conosa)
균류 (Fungi)
메소미세토조아 (Mesomycetozoa)
코아노조아 (Choanozoa)
후생동물 (Metazoa)
3. 1. 분자계통분석의 등장
20세기 후반부터 급속히 발전한 단백질의 아미노산 배열 및 핵산의 염기 서열 결정 기술과 그 데이터를 이용한 계통의 유연 관계를 추정하는 분석 방법의 발전에 따라 기존의 생물 계통 분류법은 큰 변혁을 강요받고 있다. 특히, 지금까지 다른 그룹에 소속시킬 수 없어 묶여 분류되었던 원생생물, 조류, 일부 균류에 대한 계통이 크게 재검토되고 있다. 학문적으로는 이계설이나 오계설은 이미 붕괴되었다고 해도 과언이 아니다.
3. 2. 3도메인 분류 체계
20세기 말, 분자계통분석 결과에 기반하여 생물 분류 체계에 큰 변화가 생겼다. 특히 세균, 고세균, 진핵생물 간의 관계에 대한 새로운 이해가 이루어졌다.
에오사이트설에 따르면, 생물은 크게 세균과 고세균으로 나뉘며, 진핵생물은 고세균에서 진화했다.[1][2][3][4] 특히, 아스가르드 고세균에서 진핵생물이 진화했다는 분자계통분석 결과가 나왔다. 아스가르드 고세균은 막 수송계 등 여러 특징에서 진핵생물과 유사성을 보인다.[1]
과거의 분류 체계와 3 도메인 체계의 관계는 아래 표와 같다.
| 2계설 | 3계설 | 5계설 | 6계설 | 3도메인설[6] | 에오사이트설 | 구체적인 예[7] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 린네 (1735년) | 헤켈 (1866년) | 휘태커 (1969년) | 워즈 (1977년) | 워즈 (1990년) | 레이크 등 (1984년) | |
| 원생생물계 | 모네라계 | 진정세균계 | 세균 | 세균 | 대장균, 방선균, 남세균 | |
| 고세균계 | 고균(아르케아) | 고균(아르케아) | 메탄균, 호열호산균 | |||
| 원생생물계 | 원생생물계 | 진핵생물 | 조류, 원생동물, 변형균류 | |||
| 식물계 | 식물계 | 균류계 | 균류계 | 버섯, 곰팡이 | ||
| 식물계 | 식물계 | 이끼, 양치류, 종자식물 | ||||
| 동물계 | 동물계 | 동물계 | 동물계 | 무척추동물, 척추동물 |
1937년 에두아르 샤통은 생물을 원핵생물과 진핵생물로 분류했다. 1990년 칼 우즈는 원핵생물을 세균과 고세균으로 나누고, 이 분류 단위를 '''역'''이라 명명했다. 이에 따르면, 생물은 세균, 고세균, 진핵생물의 세 도메인으로 나뉜다.
3. 3. 에오사이트설과 진핵생물의 기원
고세균(Archaea) 계통에서 진핵생물이 진화했다는 설이 유력하며, 이를 넓은 의미에서 '''에오사이트설'''이라고 한다.[1][2][3][4] 특히 아스가르드 고세균에서 진화했을 가능성이 분자계통분석을 통해 제시되고 있다. 아스가르드 고세균은 막 수송계 등 후천적인 특징에서도 진핵생물과 많은 유사성을 보인다.[1]3. 4. 진핵생물의 대분류군
국제원생생물학회의 2019년 분류 체계(Adl ''et al.'' 2019)에 따르면, 진핵생물 도메인 내의 대분류군은 다음과 같다.[9] 이 분류 체계는 중첩된 분류군으로 계층을 이루지만, "계"나 "문"과 같은 계급은 사용하지 않는다.진핵생물의 주요 분류군은 '''슈퍼그룹'''이라고 불린다.
4. 분류 계급
생물 분류에는 전통적으로 문, 강, 목, 과와 같은 “'''계급'''”을 붙여 부르는 경우가 많다. 이러한 분류 계급은 사람이 다루기 쉽도록 하기 위한 인위적인 측면이 있지만, 다양한 분야에서 전통적인 분류 체계를 계통학적 지식을 반영한 체계로 바꾸려는 움직임이 활발하다.
현재 생물 분류에서 거의 일반적으로 사용되는 분류 체계는 다음과 같다.
| 국명 | 영어명 | 라틴어명 | 예: 인류 | 예: 로즈마리 | 예: 팽이버섯 | 예: 대장균 | 예: 'A.퍼닉스 |
| 도메인: | domain영어 | regiola | 진핵생물 | 진핵생물 | 진핵생물 | 세균 | 고세균 |
| 계: | kingdom영어 | regnumla | 동물계 | 식물계 | 균계 | 없음 | 프로테오고세균계[10] |
| 문: | phylum영어/division영어 | phylumla/divisiola | 척삭동물문(척추동물아문) | 속씨식물문 | 담자균문 | 프로테오박테리아문 | 크렌고세균문 |
| 강: | class영어 | classisla | 포유강 | 쌍떡잎식물강 | 균심강 | γ프로테오박테리아강 | 테르모프로테우스강 |
| 목: | order영어 | ordola | 영장목 | 꿀풀목 | 주름버섯목 | 엔테로박터목 | 데술푸로콕쿠스목 |
| 과: | family영어 | familiala | 인류과 | 꿀풀과 | 송이버섯과 | 장내세균과 | 데술푸로콕쿠스과 |
| 속: | genus영어 | genusla | 호모 속 | 로즈마리누스 속 | 플람물리나 속 | 에스케리키아 속 | 아에로피룸 속 |
| 종: | species영어 | speciesla | |||||
- 문은 동물학과 세균학에서는 phylum영어, 식물학, 균류학에서는 division영어/divisiola를 사용한다.
- 필요에 따라 더 세분화된 분류를 위해 상(super-), 아(sub-), 하(infra-) 등의 접두어를 계급 앞에 붙여 사용한다.
- 아과(subfamily)와 속(genus) 사이에는 족(tribe, 동물에서는 과, 식물에서는 연)을, 아속(subgenus)와 종(species) 사이에는 절(section)을 추가로 사용하기도 한다.
| 한국어 | 라틴어 | 영어 |
|---|---|---|
| 역(域) | Dominium | Domain |
| 계(界) | Regnum | Kingdom |
| 문(門) | Phylum (동물) Divisio(식물) | Phylum Division |
| 강(綱) | Classis | Class |
| 목(目) | Ordo | Order |
| 과(科) | Familia | Family |
| 속(屬) | Genus | Genus |
| 종(種) | Species | Species |