https://frosthead.com

Шта значи бити врста? Генетика мења одговор

За Цхарлеса Дарвина, "врста" је био неодредив појам, "један произвољно дат ради практичности скупу јединки које личе једна на другу". То, међутим, није зауставило научнике током 150 година од тада да покушају. Када данас научници сједе да проучавају нови облик живота, они примјењују било који број од више од 70 дефиниција шта чини врста - и свака помаже добити другачији аспект онога што организме разликује.

Сличан садржај

  • Како научници одлучују које животињске геноме би требало редоследити
  • Кључ за заштиту живота на Земљи може бити Барцодинг
  • Оно што су научници мислили да је то једна врста заправо је 126-Плус
  • Шта је врста? Увид делфина и људи

На неки начин, ова мноштво дефиниција помаже доказати Дарвиново гледиште: Идеја врсте је на крају људски конструкт. Напредујући технологију ДНК, научници су сада у могућности да цртају ситније и финије линије између онога што сматрају врстама, тако што ће гледати генетски код који их дефинише. Како научници одлуче да повуку ту линију зависи од тога да ли је њихов предмет животиња или биљка; доступни алати; и сопствене склоности и стручност научника.

Сада, како се откривају нове врсте, а старе избацују, истраживачи желе да знају: Како данас дефинисати врсту? Осврнимо се на еволуцију концепта и колико је далеко дошао.

Можда је најкласичнија дефиниција група организама који се могу узгајати једни с другима како би произвели плодно потомство, што је идеја коју је 1942. године еволуцијски биолог Ернст Маир смислио. Иако елегантан у својој једноставности, овај концепт је од тада био под ватром биолога, који тврде да се није примјењивао на многе организме, попут једноћелијских који се размножавају асексуално, или оних за које је доказано да се размножавају са другим различитим организмима за стварање хибрида.

Алтернатива је настала брзо. Неки биолози залагали су се за еколошку дефиницију која је додељивала врсте у складу са нишама у окружењу (ова животиња рециклира храњиве састојке из тла, овај грабежљивац стално контролира инсекте). Други су тврдили да је врста скуп организама са физичким карактеристикама које су се разликовале од осталих (павинов обожаван реп, кљунови Дарвинове смокве).

Откривање двоструке спирале ДНК потакнуло је стварање још једне дефиниције, у којој би научници могли да потраже минутне генетске разлике и нацртају још финије линије које означавају врсте. На основу књиге биолога Нилеса Елдредгеа и Јоела Црацрафта из 1980. године, према дефиницији филогенетске врсте, животињске врсте сада могу да се разликују за само 2 процента ДНК и сматрају се одвојеним.

"Још 1996. године свет је препознао половину броја врста лемура које данас постоји", каже Цраиг Хилтон-Таилор, која управља Међународном унијом за очување Црвене листе природе угрожених врста. (Данас постоји више од 100 признатих врста лемура.) Напредак генетске технологије дао је организацији много детаљнију слику светских врста и њиховог здравља.

Ови помаци су такође обновили расправе о томе шта значи бити врста, будући да еколози и конзерватори откривају да су многе врсте које су се једном појавиле јединствено заправо мноштво. Смитхсониан ентомолог Јохн Бурнс користио је ДНК технологију како би разликовао бројне такозване „криптичне врсте“ - организме који су физички идентични припадницима одређене врсте, али имају значајно различите геноме. У студији из 2004. године, успео је да утврди да врста тропског лептира идентификована 1775. године заправо обухвата 10 засебних врста.

У 2010. години, напредна технологија ДНК омогућила је научницима да реше вековну расправу о афричким слоновима. Секвенцирањем ређих и сложенијих ДНК из језгара слонских ћелија, уместо најчешће коришћене митохондријалне ДНК, утврдили су да афрички слонови заправо чине две одвојене врсте које су се одвајале пре више милиона година.

"Не можете више називати афричке слонове истом врстом као што су азијски слонови и мамути", рекао је Давид Реицх, популацијски генетичар и водећи аутор студије за Натуре Невс.

Кустос Смитхсониан-ове ентомологије В. Доналд Дуцквортх проучава ладицу узорака мољаца 1975. Таксономисти се традиционално ослањају на физичке карактеристике да би раздвајали врсте. Кустос Смитхсониан-ове ентомологије В. Доналд Дуцквортх проучава ладицу узорака мољаца 1975. Таксономисти се традиционално ослањају на физичке карактеристике да би раздвајали врсте. (Кјелл Блоцх Сандвед / Смитхсониан Арцхивес)

Након ових и других открића која мијењају парадигме, Маиров оригинални концепт брзо се распада. Те две врсте афричких слонова, на пример, крижале су се пре пре 500 000 година. Још један пример је ближи кући: Недавне анализе остатака ДНК у генима модерног човека откриле су да су људи и неандерталци - који се обично сматрају засебним врстама које су се разилазиле пре отприлике 700 000 година - испреплетане недавно пре 100 000 година.

Дакле, јесу ли ови слонови и хоминиди још увек одвојене врсте?

Ово није само аргумент научне семантике. Одређивање врсте организма је критично за било какве напоре да се заштити та животиња, посебно када је у питању акција владе. На пример, врста која се набраја у америчком Закону о угроженим врстама, добија заштиту од било каквих деструктивних радњи владе и приватних грађана. Ове заштите би било немогуће применити без могућности утврђивања који су организми део те угрожене врсте.

У исто време, напредак у техникама и технологији секвенцирања помаже данашњим научницима да боље схвате које врсте су под утицајем људских акција.

"Способни смо да препознамо готово било коју врсту [сада], " каже Мари Цуртис, форензичарка за дивљу животињу која води тим за генетику у Лабораторији за форензику америчке службе за рибе и дивље животиње. Њена лабораторија одговорна је за идентификацију било каквих животињских остатака или производа за које се сумња да су илегално трговани или извађени. Откад је усвојила технике секвенцирања ДНК пре више од 20 година, лабораторија је била у стању да брже изврши идентификације и повећа број врста које стотине могу поуздано препознати.

"Много ствари које унесемо у генетику нема облика нити облика", каже Цуртис. Лабораторија прима плоче неидентификованог меса, израђене украсне предмете или чак желучани садржај других животиња. Препознавање ових необичних предмета обично је ван досега таксономских стручњака помоћу облика тела, идентификације косе и других физичких карактеристика. "То можемо учинити само са ДНК", каже Цуртис.

Ипак, Цуртис, који је раније проучавао рибе, не умањује значај традиционалних таксономиста. "Много времена радимо заједно", каже она. Искусни таксономисти често могу брзо идентификовати препознатљиве случајеве, остављајући скупље ДНК секвенцирање у ситуацијама које им стварно требају.

Нису сви еколози продани на овај напредак. Неки изражавају забринутост због "таксономске инфлације", јер број идентификованих или прекласификованих врста и даље расте. Они се брину да ће научници цртати линије засноване на уским нијансама разлике које ДНК технологија омогућава да виде, цео концепт врсте се разрјеђује.

"Не би све што бисте могли да разликујете требало да буде његова врста", рекао је немачки зоолог Андреас Вилтинг за Васхингтон Пост 2015. године. Вилтинг је предложио кондензацијске тигрове на само две подврсте, од тренутних девет.

Остали научници забринути су због ефеката које рекласификација класифицираних врста може имати на напоре очувања. 1973. угрожени суморни приморски врабац, мала птица једном пронађена на Флориди, пропустила је потенцијално корисну помоћ у очувању тако што је рекласификована као подврста много насељеније морске врапце. Мање од две деценије касније, суморни приморски врабац је изумро.

Хилтон-Таилор још није сигурна када ће се и како еколошке и заштитне заједнице населити на идеји врсте. Али он очекује да ће ДНК технологија имати значајан утицај на ометање и преобликовање рада на тим пољима. „Много ствари се мења“, каже Хилтон-Таилор. "То је свет у којем живимо."

Хилтон-Таилор каже да и ова несигурност на више начина одражава дефиницију врста. ИУЦН користи стручност разних различитих група и научника како би прикупили податке за своју Црвену листу, а неке од тих група прихватиле су шире или уже појмове о томе шта чини врста, различито се ослањајући на ДНК. „Постоји тако разноликост научника вани“, каже Хилтон-Таилор. "Једноставно морамо ићи са оним што имамо."

Шта значи бити врста? Генетика мења одговор