Taxonomie

Eine Taxonomie (von altgriechisch τάξις táxis ,Ordnung’ und νόμος nómos ,Gesetz’) ist ein einheitliches Verfahren oder Modell (Klassifikationsschema), mit dem Objekte nach bestimmten Merkmalen systematisch, das heißt in Kategorien eingeordnet werden. In den Naturwissenschaften wird der Begriff für ein in der Regel hierarchisches System (Klassen, Unterklassen usw.) verwendet. Das einzelne Element wird als Taxon, Mehrzahl Taxa, bezeichnet.

Taxonomien sind für die Entwicklung einer Wissenschaft von erheblicher Bedeutung: Sie erleichtern den Umgang mit Einzelfällen und ermöglichen summarische Aussagen, die bis hin zu einer Erklärung von Zusammenhängen führen können. Sie zwingen zur Klarheit über die Unterschiede zwischen den Kategorien.

Geschichte

Carl von Linné ist der Begründer der modernen biologischen Systematik. Die von ihm verwendeten Bezeichnungen sind an dem Buchstaben L. oder dem Namenszusatz LINNAEUS zu erkennen.

Anthropologische Untersuchungen zeigen, dass die in bestimmten Sprach- und Kulturräumen verwendeten Taxonomien in das jeweilige geographische, kulturelle und soziale Umfeld eingebettet sind und unterschiedlichen Zwecken dienen. Eine der bekanntesten und einflussreichsten Studien über Laien-Taxonomien (folk taxonomies) ist Émile Durkheims Die elementaren Formen des religiösen Lebens aus dem Jahr 1912.

Michel Foucault problematisiert in Die Ordnung der Dinge (1966) Kategoriensysteme und ihre Raum-Zeit-Gebundenheit (Archäologie des Wissens, 1969). Als Beispiel führt er einen Text von Jorge Luis Borges über unterschiedliche Tierkategorien in „einer gewissen chinesischen Enzyklopädie“ an, in der Tiere folgendermaßen eingeteilt werden:

dem Kaiser gehörige – einbalsamierte – gezähmte – Milchschweine – Sirenen – Fabeltiere – streunende Hunde – in diese Einteilung aufgenommene – die sich wie toll gebärden – unzählbare – mit feinstem Kamelhaarpinsel gezeichnete – und so weiter – die den Wasserkrug zerbrochen haben – die von weitem wie Fliegen aussehen

Dieses – freilich von Borges frei erfundene – Beispiel eines Ordnungssystems zeigt, dass Kategoriensysteme willkürlich wirken können, wenn sie von einer Außenperspektive aus betrachtet werden.

Ludwig Wittgenstein wies in seinen Philosophischen Untersuchungen (1953) am Beispiel der Familienähnlichkeit auf grundsätzliche Probleme hierarchischer Klassifikationssysteme hin.

Einige Zoologen wie Peter Ax lehnen die Verwendung der Etiketten wie „Familie“ oder „Ordnung“ ab. Der Grund hierfür liege darin, dass diese Einordnungen willkürlich vollzogen werden. Es gebe keine natürlichen Regeln, warum eine Gruppe von Organismen beispielsweise den Rang einer Ordnung statt den einer Klasse erhält. Daher solle nur noch der neutrale Begriff „Taxon“ verwendet werden.

Taxonomie in der Biologie

Grundlagen

Die Taxonomie als ein Teilgebiet der Biologie erfasst Lebewesen (und Viren) systematisch. Diese Einteilung in ein hierarchisches System ist traditionell mit der Einordnung in einen bestimmten Rang verbunden, wie Art, Gattung oder Familie. Ein Taxon ist in der Biologie eine Gruppe von Lebewesen, die sich durch gemeinsame Merkmale beschreiben und von anderen Gruppen unterscheiden lässt. Die Aufstellung von Taxa ist das Arbeitsgebiet der Taxonomie, der wissenschaftlichen Gliederung der Organismen nach international festgelegten Nomenklaturregeln, der biologischen Nomenklatur. Die taxonomische Ausbildung ist ein Teil des Studiums der Biologie. Allerdings hat sich das System seit Linné stark verändert.

Durch die Abgrenzung der verschiedenen Taxa erfolgt eine Klassifikation nach bestimmten Stufenfolgen, wie das folgende Beispiel zeigt:

Deutsch	Latein	Beispiel
Domäne	Dominium	Eukaryoten
Reich	Regnum	Tiere
Unterreich	Subregnum	Vielzellige Tiere, Vielzeller (Metazoa)
Abteilung/Stamm	Divisio/Phylum	Chordatiere
Unterabteilung/Unterstamm	Subdivisio/Subphylum	Wirbeltiere (lateinisch Vertebrata)
Klasse	Classis	Säugetiere (Mammalia)
Ordnung	Ordo	Raubtiere (Carnivora)
Überfamilie, Oberfamilie	Superfamilia	Katzenartige (Feloidea)
Familie	Familia	Katzen (Felidae)
Unterfamilie	Subfamilia	Kleinkatzen
Gattung	Genus	Altwelt-Wildkatzen, Echte Katzen
Art, Spezies	Species	Wildkatze
Unterart, Rasse, Subspezies	Subspecies	Europäische Wildkatze (Felis silvestris)

Eine Schlüsselstellung hat hierbei die Art. Eine biologische Art ist eine Gruppe natürlicher Populationen, die eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und oft von anderen Gruppen reproduktiv isoliert sind. Die Isolationsmechanismen zwischen den einzelnen Arten sind biologischer Natur, also nicht auf äußeren Gegebenheiten basierend, sondern in den Lebewesen selbst angelegt. Diese Definition gilt als die optimale Definition einer Art, weil sie nicht willkürlich ist, „man könnte sogar so weit gehen, sie als ‚selbstoperational‘ zu bezeichnen“, indem sie „das Kriterium der Fortpflanzungsisolation gegenüber anderen Populationen hervorhebt“.

Da der biologische Artbegriff nicht auf alle Lebensformen angewandt werden kann (zum Beispiel bei langen Generationszeiten, nichtsexueller Fortpflanzung, Parthenogenese), gibt es weitere Artdefinitionen wie die morphologische (die tradionelle Definition) und die phylogenetische (aufgrund der Erkenntnisse der Evolutionsbiologie). Die ökologische Art, bei der morphologisch gleich oder ähnlich gestaltete als verschiedene Arten angesprochen werden, wenn sie geographisch getrennt vorkommen, ist sehr selten anzutreffen.

Mit der Veröffentlichung von Systema Naturae durch Carl von Linné hat sich zunächst die binominale, lateinische Bezeichnung international durchgesetzt. Der erste Namensteil bezeichnet hier die Gattung (Genus), der zweite ist das Beiwort (Epitheton) für die Art (Species). Da diese Systematik bald nicht mehr ausreichte, kamen als dritter Namensteil der Autor in der Botanik (meist als Kürzel, wie L. für Linné) und die Unterart bzw. Rasse in der Zoologie hinzu. Beispiele sind der Gemeine Wacholder (Juniperus communis L.) und der Berberlöwe (Felis leo barbaricus).

Methoden

Traditionelle Methoden richteten sich nach morphologischen Merkmalen und der Anatomie, wie etwa dem Körperbau bei Tieren oder dem Blütenaufbau bei Pflanzen. Später flossen dann auch Erkenntnisse aus den Bereichen Mikroskopie, Physiologie, Biochemie und Genetik in die taxonomische Betrachtung ein. Die moderne biologische Systematik ist also tiefergehend. In ihr spielen die Evolution und phylogenetische Verwandtschaftsbeziehungen eine Rolle, die sich mit Hilfe der Methoden der Genetik feststellen lassen. Neuerdings werden automatisierte, computerbasierte Identifikationssysteme erprobt, die die Treffsicherheit und Geschwindigkeit einer Bestimmung verbessern sollen (siehe unten). Die unterschiedlichen Taxa werden in der Systematik in einen Stammbaum eingeordnet, der ihre evolutionäre Abstammung widerspiegeln soll. Die Regeln der Kladistik, so zum Beispiel die vermutete zeitliche Reihenfolge in der Evolution, gelten heute als Standard zur Klassifizierung von Organismen.

Probleme

Zahl der unbekannten Arten

Ein großes Problem in der Taxonomie stellt seit Mitte des 20. Jahrhunderts die Anzahl der zu bestimmenden Spezies in einigen Regionen dar. So wird die Zahl der noch nicht taxonomisch beschriebenen Organismen auf einige Millionen geschätzt. Gleichzeitig gibt es zu wenige Taxonomen, um eine Bewertung in angemessener Zeit bewerkstelligen zu können. Nach Angaben der Global Taxonomy Initiative gab es 2013 weltweit nur rund 4000 bis 6000 professionelle Taxonomen, von denen die meisten jedoch aus den Industrieländern kommen und dort auch tätig sind, deren Biotope weit weniger artenreich sind als die Biotope von Entwicklungsländern in den Tropen. Die Zahl der Taxonomen nahm sogar weiter ab. Nach Schätzungen waren rund 90 Prozent aller Wirbeltiere taxonomisch erfasst, dagegen kennt man vermutlich weniger als 50 Prozent aller auf dem Land lebenden Gliederfüßer (z. B. Insekten, Tausendfüßer, Krebstiere und Spinnentiere).

Zuverlässigkeit der Bestimmung

Ein weiteres Problem ist, dass vielfach sogar geübte Taxonomen nicht in der Lage sind, Spezies mit der gebotenen Zuverlässigkeit zu bestimmen. Während größere Tiere und Pflanzen in der Regel sehr sicher bestimmt werden, ist die Zuordnung von Mikroorganismen sogar für Fachleute in vielen Fällen nicht mit 100%iger Genauigkeit möglich. Einzeller können z.B. Bakterien, Algen, Amöben oder Pantoffeltierchen sein.

So konnten in Tests geübte Personen Stichlinge mit einer Genauigkeit von 84 bis 95 Prozent bestimmen, beim Phytoplankton sank die Treffsicherheit aber auf nur 72 Prozent. In Untersuchungen, in denen Taxonomen vorgegebene Spezies bestimmen sollten, stimmten die Fachleute in ihren Entscheidungen für die eine oder andere Spezies zuweilen nur in 43 Prozent der Fälle überein (bei einer anderen Untersuchung rangierten die Übereinstimmungen zwischen 20 und 70 Prozent), und auch die eigene zuvor getroffene Auswahl konnte nur in 67 bis 83 Prozent der Fälle reproduziert werden.

Abhilfe können bildbasierte automatisierte Identifizierungssysteme schaffen, z. B. das Digital Automated Identification System (DAISY) oder das Dinoflagellate Categorisation by Artificial Neural Network (DiCANN). So konnte DAISY 15 Spezies einer parasitischen Wespe mit 100%iger Genauigkeit anhand digitalisierter Bilder der Flügel bestimmen, wobei jede Identifizierung weniger als eine Sekunde benötigte. DiCANN erreichte bei der Identifizierung von Dinoflagellaten immerhin eine Präzision von 72 Prozent – und war damit genauso treffsicher wie geübte Experten.

Verschiedene Nomenklaturen

Die taxonomischen Regeln, beispielsweise die vorgeschriebenen Endungen für die verschiedenen Ränge, werden in einer Nomenklatur festgelegt. Traditionellerweise gibt es nur für Bakterien, Landpflanzen und Tiere Nomenklaturen. Die Pilze und Algen werden in der botanischen Nomenklatur, die Protozoen im zoologischen Nomenklaturcode mit abgehandelt. Durch diese bisher getrennte Bearbeitung der Organismen kann es zu Kollisionen und Inkonsistenzen kommen.

Die Gattungsbezeichnung Coccomyxa wurde beispielsweise doppelt verwendet: Einmal als zoologischer Nomenklaturcode für einen Krankheitserreger, der die Coccomyxomatose verursacht, und einmal für eine Grünalge. Die Ergebnisse der molekular-phylogenetischen Untersuchungen zeigten, dass die Protisten keine monophyletische Gruppe sind, also kein eigenes Reich bilden. In vielen Evolutionslinien der Protisten kommen jedoch heterotrophe Protozoen und photosynthetisch aktive Lebensformen (Algen) vor.

Weitere Probleme ergeben sich aus der traditionell stark auf Landpflanzen und Tiere fokussierten Forschung. Da beide Organismengruppen vielfältige morphologische Merkmale ausbilden, enthalten sie wesentlich feinere und dichtere Klassifizierungsebenen. Bei Änderung einer Systematik wie etwa nach der Systematik nach Schmeil-Fitschen sind oft zahlreiche Umbenennungen vorzunehmen. Probleme könne sich auch bei Neuzüchtungen ergeben.

Den Ergebnissen der phylogenetischen Analysen und den Regeln der Kladistik zufolge müssen die Tiere und die Pilze mit den Choanoflagellaten zusammengefasst werden (Reich Opisthokonta). Ähnliches gilt für die Landpflanzen (Embryophyta), die sich aus Grünalgen (Chlorophyta) entwickelten (zusammen: Unterreich Viridiplantae) und deren nächstverwandte Schwestergruppen Rotalgen (Rhodoplantae) und Glaucocystophyceae sind. Dies hat jedoch zur Folge – da die Nomenklaturcodes als höchste Kategorie das Reich vorsehen –, dass die Landpflanzen (Embryophyta) und die Tiere (Metazoa) im Rang vom Reich auf eine niedrigere Ebene heruntergestuft werden müssen und ebenso alle folgenden niedrigeren Ränge innerhalb der Landpflanzen und Tiere. Dies ist aufgrund der feinverästelten Klassifizierungsstufen innerhalb beider Gruppen teilweise kaum noch durchführbar.

Taxonomische Forschung in Deutschland

Eine Studie zur taxonomischen Forschung in Deutschland wurde 2012 im Rahmen des Projektes Netzwerk-Forum zur Biodiversitätsforschung Deutschland herausgegeben. Hierbei sollte ein Überblick über die Akteure und Strukturen des Forschungsfeldes gegeben sowie dessen gesellschaftliche und wissenschaftliche Relevanz hervorgehoben werden. Insbesondere wurde die Position der Taxonomie als „aussterbende Disziplin“ überprüft.

Taxonomie in anderen Disziplinen

Informationsverarbeitung

Taxonomien sind hierarchische Klasseneinteilungen eines Themenbereichs. Sie bilden Über- und Unterordnungsbeziehungen ab und können so Vererbungen darstellen. Sie basieren idealerweise auf der Analyse von quantitativen Daten. Darauf basierend erfolgt eine Clusteranalyse (Algorithmen der Strukturanalyse). Diese Taxonomien können dann generisch verwendet werden.

Als Taxonomie in der Informationsverarbeitung werden Klassifikationen bezeichnet, die eine monohierarchische Struktur aufweisen. Dabei wird jeder Klasse nur eine Oberklasse zugeordnet, so dass die gesamte Klassifikation eine Baumstruktur abbildet. In dieser Struktur enthalten die der Wurzel nahestehenden Elemente allgemeine Informationen. Mit einer zunehmenden Verzweigung der Taxonomie wird das darin hinterlegte Wissen immer spezifischer. Durch diese Art der Klassifizierung von Wissensbereichen innerhalb einer Hierarchie entsteht eine einfache Semantik.

In Bezug auf Dokumente bzw. Inhalte wird der Begriff Taxonomie für ein Klassifikationssystem, eine Systematik oder den Vorgang des Klassifizierens verwendet. Klassifizierungen können beispielsweise durch die Erfassung von Metadaten und/oder die Verwendung einer Ablagestruktur vorgenommen werden.

Die Vorschriften für vereinheitlichte Bilanzen (und Gewinn- und Verlustrechnungen) sollen zu einer Erleichterung auf Seiten der Finanzverwaltung führen. Festgelegt werden die Taxonomien vom Bundesfinanzminister. Der aktuelle Stand wird auf der eSTEUER-Plattform des Rechenzentrum der Finanzverwaltung Nordrhein-Westfalen veröffentlicht, zum 1. April 2020 war die Taxonomie 6.4 aktuell.

Sprachwissenschaft

In der Linguistik beschäftigt sich die Taxonomie mit der Segmentierung und Klassifikation sprachlicher Begrifflichkeiten, um mit diesen ein formales Sprachsystem zu beschreiben.

Bildungstechnologische Standards

Mit Taxonomie bezeichnet man hier ein Modell, das wie der Thesaurus versucht, Begriffe eines Themengebietes zu definieren und diese untereinander in Beziehung zu setzen. Anders gesagt: Begriffe systematisch zu ordnen und zusammenzuführen, um so ein Themengebiet möglichst präzise zu beschreiben und zu repräsentieren. Im Unterschied zum Thesaurus werden hier die gesammelten Begriffe in hierarchische Beziehung gesetzt, klassifiziert, also beispielsweise Sprachwissenschaft als Unterdisziplin der Geisteswissenschaften.

Literatur

• Marc Ereshefsky: Natural Kinds in Biology (MS Word; 26 kB), in: Routledge Encyclopedia of Philosophy 2009 (und weitere Drafts und bibliographische Hinweise).
• Dieter Vogellehner: Botanische Terminologie und Nomenklatur, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1972,
• Michel Foucault: Die Ordnung der Dinge. Eine Archäologie der Humanwissenschaften. 13. Auflage. Suhrkamp, Frankfurt am Main 1995, ISBN 3-518-27696-4.
• Werner Kunz: Was ist eine Art? In der Praxis bewährt, aber unscharf definiert. In: Biologie in unserer Zeit. 32/1 (2002), S. 10–19
• Paul Michel: Ordnungen des Wissens. In: Ingrid Tomkowiak (Hrsg.): Populäre Enzyklopädien. Von der Auswahl, Ordnung und Vermittlung des Wissens. Chronos, Zürich 2002, S. 35–85, ISBN 3-0340-0550-4.
• Rupert Riedl: Strukturen der Komplexität? Eine Morphologie des Erkennens und Erklärens. Springer, Berlin 2000, ISBN 3-540-66873-X.
• Emma Tobin: Bibliography on Natural Kinds, AHRC, Bristol 2011.

Weblinks

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• International Code der Botanischen Nomenklatur
• International Association for Plant Taxonomy
• Integrated Taxonomic Information System (ITIS)
• The Taxonomicon
• Numerische Taxonomie in Linguistik (Dialektometrie)
• Globale Taxonomie Initiative Deutschland – umfangreiche Akronym-Datenbank, Bildungs- und Fördermöglichkeiten, aktuelle Termine, Ansprechpartner und diverse taxonomische Ressourcen.

Andere Lexika

• Taxonomie bei Wikipedia (Erste Wikipedia-Version)

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