Charles Darwinin kannalta "lajit" oli määrittelemätön termi, "sellainen, joka on mielivaltaisesti annettu mukavuuden vuoksi joukolle yksilöitä, jotka muistuttavat läheisesti toisiaan". Se ei ole kuitenkaan estänyt tutkijoita siitä lähtien 150 vuoden aikana yrittämästä. Kun tutkijat tänään istuvat tutkimaan uutta elämänmuotoa, he soveltavat mitä tahansa yli 70 määritelmää siitä, mikä muodostaa laji - ja jokainen auttaa pääsemään eri näkökulmaan siihen, mikä tekee organismeista selkeän.
Asiaan liittyvä sisältö
- Kuinka tutkijat päättävät mitä eläingenomeja sekvensoida
- Avain elämän suojelemiseen maapallolla saattaa olla sen viivakoodaus
- Se, mikä tutkijoiden mielestä oli yksi laji, on oikeastaan 126-Plus
- Mikä on laji? Opas delfiineistä ja ihmisistä
Tämä määritelmien lukuisuus auttaa tietyllä tavalla todistamaan Darwinin näkemyksen: Lajin idea on viime kädessä ihmisen rakenne. DNA-tekniikan kehittyessä tiedemiehet pystyvät nyt piirtämään ohuempia ja hienompia linjoja niiden lajien välillä, joita he määrittelevät. Se, kuinka tutkijat päättävät piirtää tämän viivan, riippuu siitä, onko heidän aiheenaan eläin vai kasvi; käytettävissä olevat työkalut; ja tutkijan omat mieltymykset ja asiantuntemus.
Nyt kun uusia lajeja löydetään ja vanhoja heitetään pois, tutkijat haluavat tietää: Kuinka määrittelemme lajin tänään? Katsotaanpa takaisin konseptin kehitykseen ja kuinka pitkälle se on tullut.
Ehkä kaikkein klassisin määritelmä on ryhmä organismeja, jotka voivat kasvaa toistensa kanssa hedelmällisten jälkeläisten tuottamiseksi, idea, jonka alun perin vuonna 1942 esitti evoluutiobiologi Ernst Mayr. Vaikka tämä käsite on yksinkertainen, se on elegantti, ja sen jälkeen biologit ovat tulleet sen tulen alla. He väittävät, että sitä ei sovellettu moniin organismeihin, kuten yksisoluisiin, jotka lisääntyvät aseksuaalisesti, tai niihin, joiden on osoitettu lisääntyvän muiden erillisten organismien kanssa. luoda hybridejä.
Vaihtoehtoja syntyi nopeasti. Jotkut biologit puolustivat ekologista määritelmää, jossa lajit määritettiin niiden täyttämien ympäristörakojen mukaan (tämä eläin kierrättää maaperän ravinteita, tämä saalistaja pitää hyönteiset kurissa). Toiset väittivät, että laji oli joukko organismeja, joilla oli fyysisiä ominaisuuksia, jotka erottuivat muista (riikinkukon lentämä pyrstö, Darwinin piikkien nokat).
DNA: n kaksoisheeliksin löytö sai aikaan uuden määritelmän luomisen, jossa tutkijat voisivat etsiä pieniä geneettisiä eroja ja piirtää vielä hienompia linjoja, jotka kuvaavat lajeja. Biologien Niles Eldredgen ja Joel Cracraftin vuonna 1980 tekemään kirjaan perustuen fylogeneettisen lajin määritelmän mukaan eläinlajit voivat nyt poiketa vain 2 prosentilla DNA: staan pitääkseen erillisinä.
"Vuonna 1996 maailma tunnusti puoleen nykyisestä lemurilajien lukumäärästä", sanoo Craig Hilton-Taylor, joka hallinnoi luonnonsuojelun kansainvälisen liiton punaista luetteloa uhanalaisista lajeista. (Nykyään tunnustettuja lemurilajeja on yli 100). Geenitekniikan kehitys on antanut organisaatiolle paljon yksityiskohtaisemman kuvan maailman lajeista ja niiden terveydestä.
Nämä edistysaskeleet ovat myös uusineet keskusteluja siitä, mitä tarkoittaa olla laji, koska ekologit ja luonnonsuojelijat havaitsevat, että monet lajit, jotka kerran esiintyivät yksinäisinä, ovat todellisuudessa joukkoja. Smithsonian entomologi John Burns on käyttänyt DNA-tekniikkaa erottamaan joukon ns. Salaperäisiä lajeja - organismeja, jotka vaikuttavat fyysisesti identtisiltä tietyn lajin jäsenille, mutta joiden genomit ovat huomattavasti erilaisia. Vuoden 2004 tutkimuksessa hän pystyi määrittämään, että vuonna 1775 tunnistettu trooppinen perhonenlaji käsitti tosiasiassa 10 erillistä lajia.
Vuonna 2010 kehittyneen DNA-tekniikan avulla tutkijat pystyivät ratkaisemaan ikivanhan keskustelun afrikkalaisista norsuista. Sekvensoimalla harvemman ja monimutkaisemman DNA: n elefantasolujen ytimistä yleisimmin käytetyn mitokondriaalisen DNA: n sijasta, he määrittivät, että afrikkalaiset norsut koostuivat todellakin kahdesta erillisestä lajista, jotka eroavat toisistaan miljoonia vuosia sitten.
"Et voi enää kutsua afrikkalaisia norsuja samoiksi lajeiksi kuin voit aasialaisia norsuja ja mammuttia", väestögeneetikko ja tutkimuksen pääkirjailija David Reich kertoi Nature Newsille.
Smithsonian entomologian kuraattori W. Donald Duckworth tutkii koi-yksilöiden alustaa vuonna 1975. Taksonomistit ovat perinteisesti luottaneet fyysisiin ominaisuuksiin houkutellakseen lajeja toisistaan. (Kjell Bloch Sandved / Smithsonian-arkisto) Näiden ja muiden paradigmaa muuttavien löytöjen seurauksena Mayrin alkuperäinen konsepti hajoaa nopeasti. Esimerkiksi nämä kaksi afrikkalaisten norsujen lajia risteyivät toistaiseksi jopa 500 000 vuotta sitten. Toinen esimerkki on lähempänä kotia: Viimeaikaisissa DNA-jäännösten analyysissä nyky-ihmisten geeneissä on havaittu, että ihmiset ja neandertalit - yleensä ajatellut erillisinä lajeina, jotka eroavat noin 700 000 vuotta sitten - hautasivat äskettäin kuin 100 000 vuotta sitten.
Joten ovatko nämä norsut ja hominidit edelleen erillisiä lajeja?
Tämä ei ole vain tieteellisen semantiikan peruste. Organismin lajin määrittäminen on kriittistä kaikille eläimen suojelemispyrkimyksille, etenkin kun kyse on hallituksen toiminnasta. Laji, joka on merkitty esimerkiksi Yhdysvaltain uhanalaisten lajien lakiin, saa suojan hallitukselta ja yksityisiltä kansalaisilta tuhoavilta toimilta. Näitä suojauksia olisi mahdotonta panna täytäntöön ilman kykyä määrittää, mitkä organismit kuuluvat uhanalaisiin lajeihin.
Samanaikaisesti sekvensointitekniikoiden ja tekniikan edistys auttaa nykypäivän tutkijoita luomaan paremmin yhteen, millä lajeilla mitkä ihmisen toimet vaikuttavat.
"Pystymme tunnistamaan melkein minkä tahansa lajin [nyt]", sanoo Mary Curtis, villieläinten oikeuslääketieteellinen tutkija, joka johtaa genetiikkaryhmää Yhdysvaltain kala- ja villieläinpalvelun oikeuslääketieteen laboratoriossa. Hänen laboratorionsa on vastuussa sellaisten eläinjäännösten tai tuotteiden tunnistamisesta, joiden epäillään käyneen laittomasti kaupassa tai korjattu. Sen jälkeen kun DNA: n sekvensointitekniikat on otettu käyttöön yli 20 vuotta sitten, laboratorio on pystynyt tekemään tunnistuksia paljon nopeammin ja lisäämään satojen tunnistettavien lajien lukumäärää.
"Suuri osa geneettisistä asioista ei ole muotoaan", Curtis sanoo. Laboratorio vastaanottaa tunnistamattoman lihan laattoja, käsityönä tehtyjä koriste-esineitä tai jopa muiden eläinten vatsasisältöä. Näiden epätavallisten esineiden tunnistaminen on yleensä taksononomisten asiantuntijoiden ulottumattomissa kehon muodon, hiusten tunnistamisen ja muiden fyysisten ominaisuuksien avulla. "Voimme tehdä sen vain DNA: lla", Curtis sanoo.
Kuitenkin aiemmin kaloja tutkinut Curtis ei jätä huomiotta perinteisten taksonomistien merkitystä. "Suuren osan ajasta työskentelemme yhdessä", hän sanoo. Kokeneet taksonomistijat voivat usein tunnistaa tunnistettavat tapaukset, jättäen kalliimman DNA-sekvensoinnin tilanteisiin, jotka sitä todella tarvitsevat.
Kaikkia ekologia ei myydä näiden ennakkojen perusteella. Jotkut ilmaisevat huolensa "taksonomisesta inflaatiosta", kun tunnistettujen tai luokiteltujen lajien lukumäärä jatkaa nousuaan. He ovat huolestuneita siitä, että kun tutkijat vetävät linjoja kapeaan eroon, jonka DNA-tekniikka mahdollistaa heidän näkevänsä, perustuen, koko lajin käsite laimentuu.
"Kaiken mitä pystyt erottamaan, ei pitäisi olla sen omaa lajia", kuten saksalainen eläintieteilijä Andreas Wilting kertoi Washington Postille vuonna 2015. Wilting oli ehdottanut tiikerien tiivistämistä vain kahteen alalajiin nykyisistä yhdeksästä.
Muut tutkijat ovat huolissaan vaikutuksista, joita kerran erottuvien lajien uudelleenluokittelulla voi olla suojelutoimiin. Vuonna 1973 uhanalainen hämärä merenrantavarpunen, pieni floridasta löydetty pieni lintu, menetti potentiaalisesti hyödyllisen suojelutoimen, koska hänet luokiteltiin uudelleen paljon väkirikkaamman merenrantavarpun alalajeksi. Alle kaksi vuosikymmentä myöhemmin, hämärä merenrantavarpunen oli kuollut.
Hilton-Taylor ei ole vielä varma siitä, milloin ja miten ekologiset ja suojeluyhteisöt asettuvat lajien ajatukseen. Hän odottaa kuitenkin, että DNA-tekniikalla on merkittävä vaikutus näiden alojen työn häiritsemiseen ja muuttamiseen. "Monet asiat ovat muuttumassa", Hilton-Taylor sanoo. "Se on maailma, jossa elämme."
Tämä epävarmuus heijastaa monin tavoin myös lajien määritelmää nykyään, Hilton-Taylor sanoo. IUCN hyödyntää erilaisten ryhmien ja tutkijoiden asiantuntemusta punaista luetteloa koskevien tietojen keräämisessä, ja jotkut ryhmistä ovat omaksuneet laajemmat tai kapeammat käsitykset siitä, mistä laji muodostuu, riippuen DNA: sta eri tavoin. "Siellä on niin monta tutkijaa", Hilton-Taylor sanoo. "Meidän on vain mentävä sen kanssa, mikä meillä on."
