Pro Charlese Darwina byl „druh“ nedefinovatelným pojmem, „jeden svévolně daný kvůli pohodlí skupině jednotlivců, kteří se navzájem velmi podobají“. To však vědcům za 150 let od té doby nezastavilo. Když si dnes vědci sednou, aby studovali novou formu života, aplikují libovolný počet více než 70 definic toho, co představuje druh - a každý pomáhá získat odlišný aspekt toho, co odlišuje organismy.
Související obsah
- Jak vědci rozhodují, které zvířecí genomy budou sekvenovány
- Klíčem k ochraně života na Zemi může být čárový kód
- To, co vědci považovali za jediný druh, je ve skutečnosti 126 plus
- Co je druh? Statistiky delfínů a lidí
Darwinův bod svým způsobem pomáhá určitým množstvím definic: Myšlenka druhu je nakonec lidským konstruktem. S pokrokem v technologii DNA jsou nyní vědci schopni kreslit jemnější a jemnější linie mezi tím, co považují za druh, při pohledu na genetický kód, který je definuje. Jak se vědci rozhodnou nakreslit tuto čáru, závisí na tom, zda je jejich předmětem zvíře nebo rostlina; dostupné nástroje; a vlastní preference a odborné znalosti vědce.
Nyní, když jsou objeveny nové druhy a vyhozeny staré, vědci chtějí vědět: Jak definujeme druh dnes? Podívejme se zpět na vývoj konceptu a na to, jak daleko je.
Snad nejklasičtější definicí je skupina organismů, které se mohou rozmnožovat, aby produkovaly plodné potomky. Tento nápad původně vynalezl v roce 1942 evoluční biolog Ernst Mayr. I když je tento koncept elegantní ve své jednoduchosti, od té doby se dostal pod palbu biologů, kteří tvrdí, že se nevztahuje na mnoho organismů, jako jsou jednobuněčné organismy, které se rozmnožují asexuálně, nebo na ty, u kterých se ukázalo, že se chovají s jinými odlišnými organismy vytvořit hybridy.
Alternativy se rychle objevily. Někteří biologové prosazovali ekologickou definici, která přiřazovala druhy podle výklenků prostředí, které vyplňují (toto zvíře recykluje půdní živiny, tento dravec udržuje hmyz pod kontrolou). Jiní tvrdili, že druh byl soubor organismů s fyzikálními vlastnostmi, které byly odlišné od ostatních (paví ocas s vejcem, zobáky Darwinových lastur).
Objev dvojité šroubovice DNA vedl k vytvoření další definice, v níž by vědci mohli hledat drobné genetické rozdíly a kreslit ještě jemnější linie označující druhy. Na základě knihy biologů z roku 1980 Niles Eldredge a Joel Cracraft se podle definice fylogenetického druhu mohou živočišné druhy lišit o pouhá 2 procenta své DNA, aby mohly být považovány za samostatné.
„V roce 1996 svět poznal polovinu počtu druhů lemurů, které dnes existují, “ říká Craig Hilton-Taylor, který spravuje Mezinárodní seznam ohrožených druhů Mezinárodní unie pro ochranu přírody. (Dnes existuje více než 100 druhů lemurů.) Pokroky v genetické technologii poskytly organizaci mnohem podrobnější představu o světových druzích a jejich zdraví.
Tyto pokroky také obnovily debaty o tom, co to znamená být druhem, protože ekologové a ochránci přírody objevují, že mnoho druhů, které se kdysi objevily, jsou skutečně zástupy. Smithsonovský entomolog John Burns použil DNA technologii k rozlišení řady tzv. „Kryptických druhů“ - organismů, které se zdají být fyzicky identické s členy určitého druhu, ale mají výrazně odlišné genomy. Ve studii z roku 2004 byl schopen určit, že druh tropického motýla identifikovaný v roce 1775 skutečně zahrnoval 10 samostatných druhů.
V roce 2010 umožnila pokročilá technologie DNA vědcům vyřešit věkovou debatu o slonech afrických. Sekvenováním vzácnější a složitější DNA z jader sloních buněk namísto běžně používané mitochondriální DNA určili, že afričtí sloni vlastně tvořili dva oddělené druhy, které se před miliony let rozcházely.
„Už nemůžete říkat africkým slonům stejný druh jako sloni asijští a mamuti, “ řekl agentuře Nature News David Reich, populační genetik a hlavní autor studie .
Smithsonianský entomologický kurátor W. Donald Duckworth studuje v roce 1975 podnos vzorků můry. Taxonomisté se tradičně spoléhali na fyzikální vlastnosti, aby si mohli škádlit jednotlivé druhy. (Kjell Bloch Sandved / Smithsonian Archives) V návaznosti na tyto a další objevy měnící se paradigma se Mayrův původní koncept rychle rozpadá. Například tyto dva druhy slonů afrických se křížili teprve nedávno před 500 000 lety. Další příklad klesá blíže k domovu: Nedávné analýzy zbytků DNA v genech moderních lidí zjistily, že lidé a neandrtálci - obvykle považovaní za samostatný druh, který se rozdělil zhruba před 700 000 lety - se prolínali teprve nedávno před 100 000 lety.
Takže jsou tito sloni a hominidi stále samostatnými druhy?
To není jen argument vědecké sémantiky. Určení druhu organismu je zásadní pro jakékoli úsilí o ochranu tohoto zvířete, zejména pokud jde o vládní opatření. Například druh, který je uveden na seznamu amerických zákonů o ohrožených druzích, získává ochranu před jakýmkoli ničivým jednáním ze strany vlády a soukromých občanů. Tyto ochrany by nebylo možné vymáhat, aniž by bylo možné určit, které organismy jsou součástí tohoto ohroženého druhu.
Pokroky v technikách a technologiích sekvenování zároveň pomáhají současným vědcům lépe spojit, které druhy jsou ovlivněny lidským jednáním.
„Dokážeme rozpoznat téměř jakýkoli druh [nyní], “ říká Mary Curtis, forenzní vědkyně pro divoké zvěře, která vede genetický tým v americké forenzní laboratoři Fish and Wildlife Service. Její laboratoř je odpovědná za identifikaci jakýchkoli pozůstatků zvířat nebo produktů, u nichž existuje podezření, že byly nezákonně obchodovány nebo sklizeny. Od doby, kdy byly techniky DNA sekvenování zavedeny před více než 20 lety, byla laboratoř schopna identifikace mnohem rychleji a zvýšit počet druhů, které dokáže spolehlivě rozeznat stovky.
„Mnoho věcí, které se dostanou do genetiky, nemá tvar ani formu, “ říká Curtis. Laboratoř přijímá desky z neidentifikovaného masa, vytvořené ozdobné předměty nebo dokonce obsah žaludku jiných zvířat. Identifikace těchto neobvyklých položek je obvykle mimo dosah taxonomických odborníků využívajících tvar těla, identifikaci vlasů a další fyzikální vlastnosti. „To můžeme udělat jen s DNA, “ říká Curtis.
Přesto Curtis, který dříve studoval ryby, neztrácí význam tradičních taxonomů. „Hodně času spolu pracujeme, “ říká. Zkušení taxonomové mohou často rychle rozpoznat rozpoznatelné případy a dražší sekvenování DNA ponechat v situacích, které to skutečně potřebují.
Ne všichni ekologové se prodávají za tyto zálohy. Někteří vyjadřují obavy ohledně „taxonomické inflace“, protože počet identifikovaných nebo reklasifikovaných druhů stále stoupá. Bojí se, že jak vědci kreslí čáry na základě úzkých odstínů rozdílu, které jim technologie DNA umožňuje vidět, celý koncept druhu se zředí.
„Ne všechno, co dokážete rozlišit, by mělo být jeho vlastní druh, “ řekla německá zoologka Andreas Wilting pro Washington Post v roce 2015. Wilting navrhl kondenzovat tygře na dva poddruhy ze současných devíti.
Jiní vědci se obávají dopadů, které může mít změna klasifikace kdysi odlišných druhů na úsilí o zachování. V roce 1973, ohrožený dusný přímořský vrabec, malý pták, který byl kdysi nalezen na Floridě, zmeškal potenciálně užitečnou pomoc při ochraně tím, že byl překlasifikován jako poddruh mnohem lidnatějšího vrabce mořského. O necelé dvě desetiletí později byl zaprášený mořský vrabec zaniklý.
Hilton-Taylor zatím není jistá, kdy a jak se ekologické a ochranné komunity usadí na myšlence druhu. Očekává však, že technologie DNA bude mít významný dopad na narušení a přetvoření práce v těchto oblastech. "Spousta věcí se mění, " říká Hilton-Taylor. "To je svět, ve kterém žijeme."
Tato nejistota v mnoha ohledech odráží definici druhu také dnes, říká Hilton-Taylor. IUCN čerpá z odborných znalostí různých skupin a vědců při sestavování údajů pro svůj Červený seznam a některé z těchto skupin přijaly širší nebo užší představy o tom, co dělá druh, s odlišnou závislostí na DNA. "Tam je taková rozmanitost vědců, " říká Hilton-Taylor. "Musíme prostě jít s tím, co máme."
