Charles Darwin számára a "faj" meghatározhatatlan fogalom volt, "az önkényesen önkényesen adták azt a csoportot, amely szorosan hasonlít egymásra." Ez azonban nem akadályozta meg a tudósokat azóta eltelt 150 év során a próbálkozástól. Amikor a tudósok ma leülnek az élet új formájának tanulmányozására, bármilyen, több mint 70 definíciót alkalmaznak arra, hogy mi képezi a fajt - és mindegyik segít megérteni az organizmusok megkülönböztető képességének más szempontját.
kapcsolodo tartalom
- Hogyan tudják a tudósok eldönteni, melyik állati genomot kell szekvenálni?
- A földi élet védelmének kulcsa lehet vonalkódolás
- Amit a tudósok egy fajnak gondoltak, az valójában a 126-Plusz
- Mi a faj? Betekintés a delfinekből és az emberekből
Bizonyos értelemben ez a meghatározások sokasága bizonyítja Darwin álláspontját: A faj gondolata végül emberi konstrukció. A DNS-technológia fejlődésével a tudósok finomabb és finomabb vonalakat húzhatnak az általuk megfigyelt fajok között azáltal, hogy megvizsgálják az őket meghatározó genetikai kódot. Az, hogy a tudósok ezt a vonalat húzzák, attól függ, hogy alanyuk állat vagy növény; a rendelkezésre álló eszközök; és a tudós saját preferenciája és szakértelme.
Az új fajok felfedezése és a régi fajták kiszállítása után a kutatók tudni akarják: Hogyan határozhatjuk meg egy fajt ma? Nézzük vissza a koncepció fejlődéséhez és annak messzire jutottáig.
Talán a legklasszikusabb meghatározás egy olyan organizmusok egy csoportja, amelyek képesek egymással szaporodni, hogy termékeny utódokat hozzanak létre - ezt az elgondolást eredetileg 1942-ben fejtette ki evolúciós biológus, Ernst Mayr. Bár ez az egyszerűség elegáns, ezt az elgondolást azóta a biológusok tűzték fel, akik azt állítják, hogy ez nem vonatkozott sok organizmusra, például az egysejtűekre, amelyek szaporodnak az asszexuálisan, vagy azokra, amelyekről kimutatták, hogy más különálló szervezetekkel szaporodnak. hibridek létrehozására.
Gyorsan felmerültek alternatívák. Egyes biológusok egy olyan ökológiai meghatározás mellett vitatkoztak, amely szerint a fajokat az általuk kitöltött környezeti rések szerint osztották meg (ez az állat újrahasznosítja a talaj tápanyagait, ez a ragadozó ellenőrzi a rovarokat). Mások azt állították, hogy egy faj olyan organizmusok halmaza, amelyeknek fizikai tulajdonságai különböznek a többitől (a páva legyezte farkát, a Darwin pintyek csőrét).
A DNS kettős spiráljának felfedezése újabb meghatározás készítését sürgette, amelyben a tudósok apró genetikai különbségeket kereshetnek, és még finomabb vonalakat húzhatnak a fajokat jelölőkben. Niles Eldredge és Joel Cracraft biológusok 1980-as könyve alapján, a filogenetikai faj meghatározása szerint, az állatfajok DNS-ének mindössze 2% -ával különböznek egymástól, és különállónak tekinthetők.
"1996-ban a világ felismerte a ma lévõ fajok felének felét" - mondja Craig Hilton-Taylor, aki a Természetvédelem Nemzetközi Uniójának a veszélyeztetett fajok vörös listájának vezetõje. (Manapság több mint 100 elismert maki faj található.) A genetikai technológia fejlődése sokkal részletesebb képet adott a szervezetnek a világ fajairól és egészségéről.
Ez az előrelépés megújította a vitát arról is, hogy mit jelent fajnak lenni, mivel az ökológusok és a természetvédők felfedezték, hogy sok olyan faj, amely egyszer egyedül tűnt, valójában sokaságú. A Smithsonian entomológus, John Burns a DNS technológiát alkalmazta számos ún. "Rejtélyes faj" megkülönböztetésére - olyan szervezetekre, amelyek fizikailag azonosak egy adott faj tagjaival, de szignifikánsan eltérő genommal rendelkeznek. Egy 2004-es tanulmányban meg tudta határozni, hogy az 1775-ben azonosított trópusi pillangófajok valóban 10 különálló fajt tartalmaznak.
2010-ben a fejlett DNS-technológia lehetővé tette a tudósoknak az afrikai elefántokról folytatott, öreg viták megoldását. Az elefánt sejtek magjából a ritkább és összetettebb DNS szekvenálásával - a leggyakrabban használt mitokondriális DNS helyett - megállapították, hogy az afrikai elefántok valójában két különálló fajból állnak, amelyek egymillió évvel ezelőtt eltértek egymástól.
"Az afrikai elefántok nem hívhatók tovább ugyanazon fajokra, mint ázsiai elefántok és a mamut." - mondta David Reich, a populációgenetikus és a tanulmány vezető szerzője a Nature News-nak.
A Smithsonian entomológiai kurátor, W. Donald Duckworth 1975-ben vizsgálta a lepkék példányát. A taxonómusok hagyományosan a fizikai tulajdonságokra támaszkodtak a különféle fajok megkísérelésére. (Kjell Bloch Sandved / Smithsonian Archívum) Ezen és más paradigmaváltó felfedezések nyomán Mayr eredeti koncepciója gyorsan szétesik. Az afrikai elefántok e két fajtája, például, közel 500 000 évvel ezelőtt kereszteződött. Egy másik példa közelebb áll az otthonhoz: A modern emberek génjeiben levő DNS-maradványok legfrissebb elemzései azt mutatták, hogy az emberek és a neandertaliak - általában különálló fajoknak gondolkodnak, amelyek körülbelül 700 000 évvel ezelőtt tártak szét - még csaknem 100 000 évvel ezelőtt vettek részt.
Tehát ezek az elefántok és a hominidek továbbra is külön fajok?
Ez nem csak a tudományos szemantika érve. Egy szervezet fajának pontos meghatározása kritikus fontosságú az állat védelme érdekében tett erőfeszítések szempontjából, különösen amikor a kormány intézkedései vannak. Például egy olyan faj, amelyet felvesznek az Egyesült Államok veszélyeztetett fajokról szóló törvényébe, a kormány és a magánszemélyek bármilyen romboló tevékenységétől védettséget élvez. Ezeket a védelmeket nem lehet végrehajtani anélkül, hogy meg lehetne határozni, hogy mely szervezetek tartoznak a veszélyeztetett fajok közé.
Ugyanakkor a szekvenálási technikák és technológiák fejlődése segíti a mai tudósokat abban, hogy pontosabban össze lehessen állítani azokat a fajokat, amelyekre az emberi cselekvés hatással van.
"Szinte bármilyen fajt fel tudunk ismerni [most]" - mondja Mary Curtis, a vadon élő kriminalisztikus tudós, aki az amerikai halak és vadvilág szolgálata kriminalisztikai laboratóriumának genetikai csoportját vezeti. Laboratóriuma felelős minden állati maradvány vagy termék azonosításáért, amelyek gyanúja szerint illegális kereskedelem vagy betakarítás történt. Amióta a DNS-szekvenálási technikákat több mint 20 évvel ezelőtt alkalmazták, a laboratórium sokkal gyorsabban képes azonosítást végezni, és a százok segítségével megnövelte a megbízhatóan felismerhető fajok számát.
"Sok olyan anyagnak, amelybe bekerülünk a genetikába, nincs alakja vagy formája" - mondja Curtis. A laboratórium az azonosítatlan húslapokat, készített dekoratív tárgyakat vagy más állatok gyomortartalmát fogadja be. Ezen szokatlan tárgyak azonosítása általában a taxonómikus szakértők számára nem elérhető, a test alakját, a haj azonosítását és más fizikai jellemzőket felhasználva. "Ezt csak a DNS-sel tehetjük meg" - mondja Curtis.
Ennek ellenére Curtis, aki korábban halakat tanulmányozott, nem zárja ki a hagyományos taxonómusok fontosságát. "Sok idő alatt együtt dolgozunk" - mondja. A tapasztalt taxonómusok gyakran gyorsan felismerik a felismerhető eseteket, és a drágább DNS-szekvenálást a helyzetekre hagyják, amelyeknek valóban szükségük van rá.
Nem minden ökológot értékesítik ezen előlegekkel. Egyesek aggodalmát fejezik ki az „taxonómiai infláció” miatt, mivel az azonosított vagy átsorolt fajok száma továbbra is gyorsan emelkedik. Attól tartanak, hogy amint a tudósok a DNS-technológia által lehetővé tett szűk különbségek alapján vonják a vonalakat, a faj teljes koncepciója hígul.
"Nem mindent meg lehet különböztetni, legyen saját faja" - mondta Andreas Wilting, a német állattan 2015-ben a Washington Postnak . Wilting javasolta a tigrisek kondenzálását mindössze két alfajba, a jelenlegi kilenc közül.
Más tudósok aggódnak azon hatások miatt, amelyeket az egyszer megkülönböztetett fajok átsorolása a természetvédelmi erőfeszítésekre gyakorolhat. 1973-ban a veszélyeztetett, sötét tengerparti veréb, egy Floridában egyszer talált kicsi madár, kihagyta a potenciálisan hasznos védelmi segítségnyújtást, mivel a sokkal legnépesebb tengerparti veréb alfajjává sorolták át. Kevesebb mint két évtizeddel később a homályos tengerparti veréb kihalt.
A Hilton-Taylor még nem biztos abban, hogy az ökológiai és természetvédelmi közösségek mikor és hogyan fogják eldönteni egy faj ötletét. Azt várja azonban, hogy a DNS-technológia jelentős hatással lesz e területek munkájának megzavarására és átalakítására. „Sok minden megváltozik” - mondja Hilton-Taylor. "Ebben a világban élünk."
Ez a bizonytalanság sok szempontból tükrözi a fajok mai meghatározását is - mondja Hilton-Taylor. Az IUCN különféle csoportok és tudósok tapasztalataira támaszkodik a vörös listára vonatkozó adatok összegyűjtésére, és ezek közül a csoportoktól szélesebb vagy szűkebb fogalmak szerepeltek a faj készítésében, eltérően támaszkodva a DNS-re. "Olyan sokféle tudós létezik odakint" - mondja Hilton-Taylor. "Csak azzal kell mennünk, amiben van."
