THỦ TỤC PHÂN LOẠI
I. TẬP HỢP CÁC LOÀI VÀO CÁC ĐƠN VỊ PHÂN LOẠI CAO
2. Sự sắp xếp các nhóm dựa trên sự giống nhau về hiện trạng không cân nhắc
Thể hiện sự giống nhau bằng số lượng. Những ý định thể hiện sự giống nhau bằng số lượng mới đề ra gần đây thực ra đã được thực hiện khoảng 100 năm về trước. Chỉ có điều là hiên nay có những chương trình do mày tính cho phép thực hiện hầu hết tất cả các phương pháp đã đưa ra trước đây.
Thông tin về các dấu hiệu. Các dấu hiệu ở dạng ma trận trình bày ở bảng 5, theo đó ở các cột đứng ghi các taxon, còn ở các dòng ngang ghi các dấu hiệu.
Có hai cách tính toán các dấu hiệu trình bày trong bảng này: nếu chúng ta chỉ quan tâm đến sự có mặt hoặc vắng mặt các dấu hiệu thì chúng ta có thể dùng các dấu cộng trừ; nếu cần đánh giá trạng thái khác nhau của dấu hiệu thì nên dùng giá trị bằng số.
Một bảng ma trận như thế có thể được xem xét theo hai quan điểm: thứ nhất, phân tích sự liên kết của các cặp dấu hiệu (các bảng) gọi là phương pháp R; bằng phương pháp này người ta nghiên cứu sự tương quan giữa các dấu hiệu; thứ hai, phân tích sự liên kết của các cặp taxon gọi là phương pháp Q với giả thiết rằng mỗi dấu hiệu có giá trị như nhau về ý nghĩa lượng thông tin chứa trong chúng (mặc dù điều này hoàn toàn không phù hợp với thực tế của sự vật).
Có nhiều cách tính sự giống nhau giữa các taxon dựa trên phương pháp Q.
Người ta đã nêu ra ba kiểu hệ số giống nhau: các hệ số liên hợp, tương quan và khoảng cách. Mỗi hệ số có ưu điểm và nhược điểm. Về nhiều phương diện phương pháp khả dĩ nhất biểu thị sự sai khác giữa hai taxon là tính khoảng cách giữa chúng trong không gian nhiều chiều. Các máy tính điện tử cho phép tính khoảng cách phân loại học, thậm chí cả khi xem xét nhiều taxon và dấu hiệu.
Phương pháp nào cũng có những nhược điểm mà cho đến nay vẫn chưa khắc phục được. Thực tế, nhiều tác giả đã chỉ ra rằng khi dùng các phương pháp toán học khác nhau để xem xét cũng những dẫn liệu khởi đầu như nhau có thể dẫn tới kết quả phân loại rất khác nhau.
Bảng 5 Bảng ma trận dẫn liệu (theo Sokal và Sneath, 1963)
Các taxon Các dấu
hiệu A B C D E F
1 1 8 1 7 2 5 2 1 6 1 6 1 3 3 6 1 5 1 1 2 4 1 0 1 0 1 1
5 Không
so sánh 6 3 6 Không
so sánh 1
6 Không
so sánh 2 Không
so sánh 3 1 1
7 8 2 7 2 5 5 8 1 6 1 6 3 1 9 1 8 1 8 2 4 10 6 1 6 1 5 2 11 3 3 3 3 3 3 Số lượng các dấu hiệu. Trong các sơ đồ định loại cũ các taxon được đặc trưng theo từng dấu hiệu riêng lẻ, mặc dù có giá trị, nhưng đối với các loài và đối với các đơn vị cao cũng có những yêu cầu khác nhau. Các đơn vị loài thường có thể được tách ra trên cơ sở của một dấu hiệu độc nhất. Ví dụ người ta đã đặt tên cho trĩ mikado (Syrmaticus mikado) ở đảo Đài Loan và chim đuôi cờ (Astrapia mayeri) ở New Ghine chỉ dựa vào một lông đuôi. Hình dạng cơ quan sinh dục của động vật có vú khi có đặc tính chuyên hóa loài cũng như những cấu trúc kitin hóa của bố máy sinh dục của chân khớp, màu sắc và tiêng hót của chim, tiếng kêu của ếch nhái, cánh thẳng và ve sầu phát ra. Đôi khi một
dấu hiệu độc nhất có thể là dấu hiệu chẩn loại đối với taxon cao. Tuy nhiên các đơn vị cao (nhóm loài) hầu như luôn luôn phải dùng hàng loạt dấu hiệu tiến hóa một cách độc lập trong mỗi dòng, mỗi nhánh. Trong những trường hợp như thế, sự phân loại chỉ dựa vào một dấu hiệu là hoàn toàn sai lầm. Ví dụ, nếu chỉ dựa vào hình thái của nhau và màng phôi để ghép nguyên hầu với bọn có guốc, mà không phải với bộ linh trưởng và Megachiroptera với gặm nhấm mà không phải với giới ăn sâu bọ (Microchiroptera). Một nhà điểu học đã phân loại cú vọ dựa vào kích thước và sự không đối xứng của tai ngoài: trong khi cú vọ nhiệt đới tìm con mồi bằng thị giác, có tai không lớn và không có vành tai, thì cú vọ vùng ôn đới săn gặm nhấm nhờ thính giác nên chúng có tai lớn với vành tai rộng. Nói chung, hầu hết các cách phân loại trước đây đều dựa trên cơ sở những phức hợp dấu hiệu riêng biệt dễ nhận thấy.
Tính bấp bênh của các dấu hiệu riêng lẻ cho phép khẳng định rằng càng có nhiều dấu hiệu cho sự phân loại thì càng đáng tin cậy hơn, mặc dù điều đó không phải lúc nào cũng đúng. Ngay cả một số lượng lớn các dấu hiệu không có cân nhắc cũng không phải luôn đủ cho một sự phân loại nhất quán.
Những phương pháp dựa trên sự phân tích của dấu hiệu lấy một cách ngẫu nhiên, đòi hỏi sử dụng một số lượng lớn các dấu hiệu, tốt nhất là trên 100. Số lượng dấu hiệu như vậy dễ dàng tìm được ở chân khớp, đặc biệt là côn trùng.
Tuy nhiên, đối với các nhóm đồng nhất về hình thái (như chim hoặc nấm hạ đẳng), các nhóm dấu hiệu chẩn loại kiểu này có ít giá trị. Các kết quả phân tích cho thấy rằng một số lượng các dấu hiệu không lớn vẫn có thể coi là đủ, nếu ta biết lựa chọn đúng.
Như vậy, việc sử dụng một số lượng dấu hiệu không nhiều quá mức cần thiết để xây dựng sự phân loại đúng đắn là hợp lý vì thực tế, phần lớn các dấu hiệu chứa ít thông tin hoặc hoàn toàn thừa. Vấn đề quan trọng không phải là số lượng dấu hiệu, mà là trọng lượng phân loại của chúng. Thực tế, nếu nói về giá trị thông tin thì phần lớn các dấu hiệu chỉ thuần túy “hình thức” và nên gạt bỏ chúng để làm tăng hiệu quả của sự phân loại.
Những nhược điểm của phương pháp hiện trạng đơn thuần. Một trong các nhược điểm của phương pháp này là không có khả năng phân biệt các phenon với các taxon. Nhược điểm khác về lý luận là giả thiết cho rằng sự lựa chọn ngẫu nhiên các thành phần của phenotype dẫn tới việc xác định đúng tính chất của genotype với điều kiện khá nhiều dấu hiệu được phân tích. Thực tế các phenotype thể hiênh chỉ là một phần rất nhỏ của genotype, giống như phần nổi của núi băng so với cả núi băng chìm. Bởi vậy mức độ giống nhau về hiện trạng của các loài đồng hình đã minh chứng một cách rõ ràng rằng những sai khác về di truyền khá lớn có thể không phản ánh lên phenotype nhận thấy được. Điều đó cũng chứng minh sự sai lầm của giả thiết cho rằng mỗi dấu hiệu có liên quan với số lượng gene lớn đến nỗi lô mẫu ngẫu nhiên có thể phản ánh
chính xác các tính chất của genotype.
Việc đánh giá như nhau tất cả các dấu hiệu và việc lựa chọn chúng một cách ngẫu nhiên dựa vào giả thiết cho rằng trong quá trình tiến hóa genotype đã thay đổi một cách nhịp nhàng, trong đó mọi thành phần của nó thay đổi với tốc độ gần như bằng nhau. Tuy nhiên sự tiến hóa một cách không đồng đều và nhiều hiện tượng tiến hóa khác chỉ ra rằng giả thiết đó không phù hợp với hiện thực.
Có hai cách giải quyết các tình trạng éo le có liên quan với tính chất ít các dấu hiệu có lợi: một là tìm các dấu hiệu mới, cách khác là cố gắng tìm một lượng thông tin lớn từ các dấu hiệu hiện có. Sự phân tích sâu hơn các dấu hiệu được biết đôi khi cho phép hiểu tốt hơn phát sinh chủng loại của các nhóm đồng nhất về hình thái.
Những ưu điểm của xu hướng dựa vào hiện trạng. Sự phân tích hiện trạng có thể đem lại kết quả rõ ràng khi có một vài cách phân loại đối lập nhau. Tuy nhiên, phương pháp dựa vào hiện trạng là thủ tục rất không kinh tế đối với những nhóm mà sự phân loại của chúng đã khá hoàn thiện, hoặc ngay cả những nhóm ít có các dấu hiệu có lợi về phân loại học. Sự cân nhắc càng có ý nghĩa khi bậc của taxon càng cao mà vị trí của nó đang được xác định. Khi phân hạng các loài trong giống thì sự cân nhắc có vai trò không lớn lắm và phần nhiều là không cần thiết. Nhưng bậc của hai taxon được so sánh càng cao thì số dấu hiệu chứng minh quan hệ họ hàng càng ít. Và khi số lượng các dấu hiệu thuận lợi cho việc sử dụng càng ít thì càng phải cân nhắc chúng thận trọng hơn.
Cống hiến lớn nhất của phân loại học theo hiện trạng là có thể sử dụng máy tính khi thực hiện thủ tục phân loại. Tuy nhiên, mục đích tự động hóa thủ tục phân loại học, loại bỏ mọi đánh giá chủ quan trong thời gian dài đã không đạt được. Việc sử dụng các dấu hiệu khác nhau, các loài khác nhau của cùng một giống, các mức độ khác nhau của sự giống nhau và các phương pháp phân nhóm khác nhau thường đưa tới các kiểu phân loại khác nhau. Phương pháp lựa chọn tối ưu là sự phối hợp giữa phương pháp cổ điển và phương pháp mới sử dụng máy tính.