DNA-viivakoodauksen lupaukset taksonomiassa

Jotkut lajit eivät ole mitokondriaalisesti monofyleettisiä, vaan jakavat polymorfismeja toisiinsa kuulumattomien taksonien kanssa. Miten tämä vaikuttaa tunnistuksiin, joissa käytetään viivakoodausmenetelmää?

Vaikka mitokondrioiden horisontaalista vaihtoa taksonomisesti erilaisten organismien välillä voisi teoriassa tapahtua, todisteita siitä ei ole löydetty niiden tuhansien eläinlajien joukosta, jotka on nyt viivakoodattu. Yhteisiä mitokondriosekvenssejä (ja siten viivakoodeja) on havaittu, mutta vain läheisesti sukua olevien lajien keskuudessa ja oletettavasti jatkuvan hybridisaation tuloksena. Tällaisten yhteisten koodien taksonomiset vaikutukset eivät ole läheskään katastrofaalisia – ne rajoittavat tunnistukset pieneen joukkoon sukulaislajeja. Jaetut viivakoodit eivät muodosta merkittävää taksonomista ongelmaa, koska ne ovat harvinaisia ja niiden vaikutukset ovat rajoittuneita.

On syytä korostaa, että mitokondriosekvenssien yhteiskäytön kriittisiä testejä lajien välillä on vaikea toteuttaa. Monissa tutkimuksissa oletetaan, että morfologisten piirteiden ja DNA-viivakoodien avulla tehtyjen tunnistusten väliset ristiriidat merkitsevät virheitä viivakooditiedoissa. Ennen kuin tällaiset johtopäätökset voidaan hyväksyä kriittisesti, morfologiaan perustuvien määritysten vahvempi validointi on tarpeen. Esimerkiksi Wahlberg ym. (2003) raportoivat ristiriitoja morfologian ja mitokondriaalisen DNA:n eroavaisuuksien välillä läheisesti toisiinsa liittyvässä perhoslajikompleksissa, mutta tämä johtopäätös olisi ollut paljon vahvempi, jos useat taksonomit olisivat vahvistaneet morfologiset määritykset toisistaan riippumattomasti (vaikka ne saattaisivat silti heijastaa virheellistä taksonomista hypoteesia). On syytä huomata, että DNA-viivakoodauksen sokkotestejä on tehty useaan otteeseen. DNA-viivakoodaus on itse asiassa läpäissyt kaksoissokkotestejä, joissa näytteet toimittanut taksonomi ei tajunnut näytteessä esiintyvien lajien täyttä monimuotoisuutta (kunnes viivakoodaustulosten innoittamana tehdyt jatkotutkimukset paljastivat keskeisiä biologisia eroja näytteiden välillä, esim. Hebert ym. 2004a, 2004b). Empiirinen osoitus siitä, että DNA-viivakoodit kykenevät johdonmukaisiin, tarkkoihin ja yksiselitteisiin tunnistuksiin, on keskeinen osa viivakooditutkimusta, ja samaa olisi odotettava myös vaihtoehtoisilta lähestymistavoilta.

Mikäli DNA-viivakoodausohjelma joskus toteutuu, merkitsisikö se taksonomisen ja biodiversiteettitutkimuksen alkua vai loppua, ja mikä on systemaattikoiden rooli maailmassa, jossa suurin osa tunnistuksista tehdään ”viivakoodin” avulla?

DNA-viivakoodaus lisää biodiversiteettitutkimuksen mittakaavaa ja tuloksellisuutta lisäämällä huomattavasti lajien tunnistusten saatavuutta. Automaattinen DNA-pohjainen järjestelmä vapauttaa taksonomit rutiininomaisista tunnistuksista, jolloin he voivat suunnata voimansa uusiin kokoelmiin, kuvauksiin ja taksonomisten suhteiden arviointiin. Jotkut DNA-viivakoodauksen vastustajat ovat väittäneet, että rutiininomaiset tunnistukset ovat vain vähäinen osa taksonomin työtä (Lipscomb et al., 2003; Wheeler, 2004; Will ja Rubinoff, 2004), kun taas toiset ovat ylistäneet automatisoitujen tunnistusjärjestelmien potentiaalista hyödyllisyyttä, mutta vain jos ne perustuvat morfologiaan (Gaston ja O’Neill, 2004; Wheeler, 2004). Uskomme, että lajien tunnistaminen on monien ekologisten ja biodiversiteettitutkimusten sekä taksonomisen tutkimuksen nopeutta rajoittava vaihe, ja että DNA-viivakoodaus näin ollen sekä keventää taksonomien taakkaa että täyttää tämänhetkisen tarpeen, mistä on merkittävää hyötyä sekä taksonomialle että biodiversiteettitieteelle.

Viivakoodien maailmassa taksonomit säilyttävät johtavan roolinsa yhdistettäessä, integroitaessa ja tulkittaessa tietämystä lajeja määrittävistä luonteenpiirteiden tilavaihteluista, ja siitä, mitä tämä merkitsee ylemmän asteen taksonomian kannalta. Kuten aiemmin todettiin, heidän työtään uusien eliökokonaisuuksien parissa voidaan usein nopeuttaa käyttämällä viivakoodituloksia jälkikäteen tapahtuvan lajintunnistuksen mahdollistamiseksi. Taksonomit jatkavat tietenkin myös muiden molekulaaristen ja morfologisten lähestymistapojen hyödyntämistä syvempien taksonomisten suhteiden tutkimiseksi.

Voisiko DNA-viivakoodausohjelman mukanaan tuoma väistämätön sekvensointipyrkimysten laajeneminen johtaa taksonomisen tutkimuksen laadun heikkenemiseen?

On väitetty, että sekvensointi on taksonomien mielestä liian kallista, hankalaa tai aikaa vievää (esim, Dunn, 2003; Mallet ja Willmott, 2003; Seberg ym., 2003). Yksittäisten taksonomien ei kuitenkaan tarvitse tehdä omaa sekvensointia sen enempää kuin yksittäisten valokuvaajien tarvitsee kehittää omia valokuviaan. Viivakoodaus on jo edennyt ”photomat”-vaiheeseen, ja kymmeniätuhansia näytteitä analysoidaan edullisesti suuren volyymin viivakoodauslaitoksissa (esim. Guelphin yliopistossa, Kanadassa, ja Smithsonian Institutionissa, Yhdysvalloissa). Taksonomisten yhteistyökumppaneiden suorana ”taakkana” on se, että analyyttistä junaa täydennetään toimittamalla pieniä kudosnäytteitä tunnistetuista, varmennetuista näytteistä viivakoodattavaksi. Kun mikrofluiditekniikat kypsyvät seuraavan vuosikymmenen aikana, voidaan odottaa, että kehitetään kohtuuhintaisia, käyttäjäystävällisiä, kompakteja – joskaan ei kannettavia – laitteita, jotka yhdistävät kaikki vaiheet DNA:n uuttamisesta viivakoodisekvenssin analyysiin tunnistuksen saamiseksi (siirtyminen valokuvauksen ”Polaroid”-vaiheeseen analogiassa valokuvauksen kanssa). Vaikka voisimme odottaa, että tällaisista laitteista tulee vakiovarusteita sekä taksonomiseen tutkimukseen että laajemmalle organisaatioiden ja yksityishenkilöiden yhteisölle, joka tarvitsee lajitunnistusten nopeaa saatavuutta, tämä ei suinkaan tarkoita sitä, että viivakoodaus tekisi taksonomeista molekyylibiologeja.

Uskomme, että DNA-viivakoodauksen tarjoamat välineet tulevat lisäämään taksonomisten hypoteesien laatimisen ja testaamisen tarkkuutta. Taksonomia on yleensä toteutettu käyttämällä analogisten (eli asteittaisten morfologisten) piirteiden epäjatkuvuuskohtia lajirajojen päättelemiseksi, ja tämä lähestymistapa on tuottanut yhteensä 1,7 miljoonaa taksonomista hypoteesia 250 vuoden aikana. DNA-viivakoodaus mahdollistaa näiden hypoteesien testaamisen käyttämällä riippumatonta digitaalista (eli DNA-nukleotidipohjaista) tietovirtaa. Vaikka morfologisten menetelmien avulla tunnistettujen lajien ja viivakoodeihin perustuvien nimitysten välillä on ollut hyvä vastaavuus, on myös eroja. Näihin tapauksiin olisi suhtauduttava myönteisesti, sillä ne vahvistavat sekä taksonomisia hypoteeseja että viivakoodien erojen analysointimenetelmiä ja voivat johtaa uusiin evoluutiota ja ekologiaa koskeviin löydöksiin. Kaikki nämä hyödyt on osoitettu varhaisissa viivakoodauspyrkimyksissä.

Jos DNA-viivakoodauksen tekniset ongelmat voidaan voittaa, onko DNA-viivakoodien käyttäminen bioinventointitarkoituksiin nyt tai koskaan kustannustehokasta perinteisiin menetelmiin verrattuna?

DNA-viivakoodauksen suuri hyöty ja perustelu on sen kustannustehokkuus lajien tunnistamisessa erityisesti kunnianhimoisissa bioinventointi- ja biomonitorointiohjelmissa (Smith ym., 2005). Nykyisellään tuotantolinjajärjestelmät, joilla tunnistetaan jopa pieni joukko perusteellisesti tunnettuja lajeja morfologisten menetelmien avulla, maksavat noin 2 dollaria näytettä kohti (esim. hyttysten seurantaohjelmat, jotka käsittelevät alle 60 lajia; F. C. Hunter, henkilökohtainen tiedonanto). Kun taksonomian asiantuntijoista koostuva ryhmä keskittyy suurempaan lajiryhmään tietyllä maantieteellisellä alueella, kustannukset nousevat huomattavasti, ja yksittäisten yksilöiden tunnistaminen voi maksaa 50-100 dollaria, jos kaikki kustannukset otetaan huomioon. Nykyään DNA-viivakoodi voidaan tuottaa noin 5 dollarilla näytettä kohti, työ ja sekvensointi mukaan luettuina, ja näiden kustannusten odotetaan laskevan entisestään. Ajan mittaan DNA-viivakoodausohjelmat voivat tulla omavaraisiksi perimällä pienen maksun tunnistuksista ja säilyttämällä samalla avoimen pääsyn akateemisille tutkijoille.

Kustannukset ovat vain yksi kriteeri arvioitaessa taksonomisen tukijärjestelmän hyödyllisyyttä biologisen monimuotoisuuden tutkimuksessa. Nopeus, luotettavuus ja saatavuus ovat yhtä tärkeitä, ja uskomme, että DNA-viivakoodaus on erinomainen näillä aloilla. Sitä vastoin jopa pienemmän mittakaavan morfologiaan perustuvilla biomonitorointiohjelmilla on tällä hetkellä suuri haaste tuottaa tuloksia nopeasti ja kustannustehokkaasti. Tällä voi olla dramaattisia taloudellisia seurauksia, kuten nykyiset vaikeudet tunnistaa vieraslajeja riittävän ajoissa, jotta tautipesäkkeitä voitaisiin torjua. Kuitenkin taloudelliset hyödyt, jotka saataisiin edes yhden haitallisen tunkeutujan, kuten seepiansimpukan, poissulkemisesta Pohjois-Amerikasta, olisivat vuosikymmenen kuluttua riittäneet siihen, että suurin osa maapallon eläinlajeista olisi voitu koodata viivakoodilla.

Olemme samaa mieltä siitä, että hypoteesilähtöinen tiede hallitsee pienen mittakaavan rahoituskilpailuja ja että taksonomia pärjää huonosti, koska se on luonteeltaan löydöslähtöistä. Toisaalta kaikki ”suuret tiedealoitteet” – subatomisesta fysiikasta ihmisen genomiin ja avaruustutkimukseen – ovat olleet löytölähtöisiä, ja tämä on rahoitusareena, jolla maailmanlaajuinen DNA-viivakoodausohjelma toimii, jos se vastaa haasteeseen. Kuten useimpien muidenkin suurten tiedehankkeiden kohdalla, DNA-viivakoodaus on saanut osakseen väitteitä, joiden mukaan se ei ole ”tiedettä” ja että se uhkaa pienempien laboratorioiden kykyä tehdä hypoteesipohjaista tutkimusta. Aiemmissa tapauksissa tällaiset väitteet ovat aina osoittautuneet lyhytnäköisiksi. Toistuvasti on havaittu, että laajamittainen löytävä tiede synnyttää hypoteeseja kiivaaseen tahtiin ja paljastaa tutkimusväyliä, joita ei olisi koskaan voitu ennakoida. Tässä mielessä monet DNA-viivakoodausta kohtaan esitetyt kritiikit muistuttavat hämmästyttävän paljon niitä kritiikkejä, joita esitettiin kymmenen vuotta sitten ihmisen genomihankkeesta.

DNA-viivakoodaus on jo onnistunut houkuttelemaan huomattavaa rahoitusta erilaisilta virastoilta ja järjestöiltä, jotka eivät ole perinteisesti rahoittaneet taksonomiaa, mutta tätä ei ole saavutettu myymällä ”taksonomiaa” sinänsä. Sen sijaan DNA-viivakoodausaloitteella edistetään visiota laajasti saatavilla olevasta luettelosta elämän monimuotoisuudesta. Vain korostamalla yhteiskunnan hyötyjä ja herättämällä kiinnostusta veronmaksajien keskuudessa voidaan saada tukea maailmanlaajuiselle biologista monimuotoisuutta koskevalle aloitteelle. Tämä ei tietenkään tarkoita, että taksonomiasta olisi tulossa ”korkean teknologian palveluala” muille biologeille, kuten jotkut ovat esittäneet (esim. Lipscomb et al., 2003; Wheeler, 2004; Will ja Rubinoff, 2004). DNA-viivakoodauksen tärkeimpänä tavoitteena on antaa biologien ei-taksonomien enemmistölle – ja itse asiassa kenelle tahansa – mahdollisuus päästä suoraan käsiksi taksonomiseen tietoon, samalla kun ammattitaksonomit voivat keskittyä tällaisen tiedon lisäämiseen.

Kannanotto

Pyrkimykset eukaryoottisen monimuotoisuuden inventoimiseksi morfologisten analyysien avulla ovat olleet erittäin menestyksekkäitä. Lähes kahden miljoonan taksonomisen hypoteesin tuottaminen viimeisten 250 vuoden aikana on vaikuttava saavutus, joka on tarjonnut perustavanlaatuisen ymmärryksen biologisesta monimuotoisuudesta, mutta monet yksityiskohdat odottavat vielä selvittämistä. DNA-viivakoodaus voi auttaa elämän inventoinnissa nopeuttamalla lajien löytämistä, testaamalla nykyisiä taksonomisia hypoteeseja ja tekemällä lajien tunnistamisesta helpommin saatavilla olevaa tietoa. Tämä ei tapahdu keskeisten taksonomisten arvojen tai rahoituksen kustannuksella. DNA-viivakoodauksella ei pyritä hylkäämään ”morfologisia tutkimuksia kapean ja täysin molekulaarisen tunnistusjärjestelmän hyväksi” (Will ja Rubinoff, 2004: 47). Pikemminkin se pyrkii rakentamaan liittoutumia molekyyli- ja morfologisten taksonomien välille (Hebert ja Barrett, 2005). Se pyrkii myös säilyttämään Linnan periaatteet, joiden mukaan lajit nimetään ja luokitellaan. DNA-viivakoodaus edellyttää olemassa olevia, morfologisesti johdettuja lajinimiä kalibrointia varten, ja nämä nimet otetaan talteen, kun viivakoodausta käytetään tunnistamiseen.

Yleisesti hyväksytään, että biologisen monimuotoisuuden tutkimus on vakavasti alirahoitettua (Godfray, 2002). Tätä ei ole helppo selittää tutkimusteeman syyksi, sillä biodiversiteettitiede on tärkeää ja herättää paljon yleistä kiinnostusta. Tämä tutkimusala kärsii kuitenkin ristiriitojen kulttuurista. Sen sijaan, että biodiversiteettiyhteisössä tehtäisiin suurta yhteistyötä, siellä on perinteisesti polarisoitumista ja sisäistä taistelua. DNA-viivakoodaus ei ole tuntematon vastalauseille – sitä on pidetty ”teoreettisesti tyhjänä teknologiana” ja ”seurapiiritemppuna” (Wheler, 2004; Will et al., 2005). Tällaisten kommenttien ja DNA-viivakoodauksen kannattajiin kohdistuvien ad hominem -hyökkäysten yhdistäminen ei tuo tieteenalalle juurikaan kunniaa.

Jotkut kriitikot syyttävät, että DNA-viivakoodauksessa on perustavanlaatuisia puutteita, mutta käytettävissä olevat tiedot kertovat aivan muuta: DNA-viivakoodauksen menestys on tähän mennessä ollut hätkähdyttävän vaikuttavaa. Kuten Smith (2005) toteaa, viivakoodaus pärjäsi hyvin PEET-konferenssissa tehdyssä testissä. Vielä tärkeämpää on se, että useissa tutkimuksissa on nyt tutkittu DNA-viivakoodauksen tehokkuutta eri maantieteellisissä ympäristöissä ja lukuisissa taksonomisissa ryhmissä, joiden elämänhistoria ja evolutiiviset ominaisuudet poikkeavat toisistaan. Näiden herkkyystestien seurauksena viivakooditietoja on nyt saatavilla yli 13 000 eläinlajista (ja määrä lisääntyy nopeasti), ja ne paljastavat resoluution, joka ei ole mikään illuusio (www.barcodinglife.org). Ryhmä toisensa jälkeen lajien tunnistamisessa onnistutaan yli 95-prosenttisesti, ja harvoissa tapauksissa, joissa resoluutio on heikentynyt, on kyse kyvyttömyydestä erottaa pieni ryhmä läheisesti sukua olevia lajeja (Hebert ym., 2004a, 2004b; Hebert ym., julkaisematon). Tyypilliset tulokset muistuttavat kuvassa 1 esitettyjä tuloksia, jossa on esitetty DNA-viivakoodien eroavaisuuksien malli 31 Acronicta-lajin osalta, joka on yksi Pohjois-Amerikan monimuotoisimmista lepidopterasuvuista. Tässä tapauksessa ei ole todisteita taksonien välisestä sekvenssijakautumasta, joka olisi odotettavissa, jos tapahtuisi hybridisaatiota tai jos lajit olisivat liian nuoria, jotta niitä voitaisiin erottaa toisistaan. Sen sijaan lajit on erotettu selvästi toisistaan, ja samankaltaiset lajit ovat viivakoodien suhteen yhtenäisiä, vaikka ne ovat peräisin eri paikoista Pohjois-Amerikan itäosissa.

Acronicta-suvun viivakoodituloksissa ei ole mitään poikkeuksellista – arktisten maaperän selkärangattomien ja trooppisten lepidoptereiden tutkimukset ovat osoittaneet samanlaista menestystä lajien erottelussa (Hogg ja Hebert, 2004; Janzen ym., 2005). Tämä suorituskyky ulottuu myös meriympäristöön: viivakooditutkimuksessa, jossa tutkittiin yli 200 morfologisesti määriteltyä australialaista kalalajia, onnistuttiin erottamaan ne 100-prosenttisesti (Ward ym., 2005). Herkkyystestit mitokondrioiden evoluutionopeuden 10-kertaisessa gradientissa osoittivat, että lajintunnistus onnistui hyvin hyönteisryhmistä, joissa evoluutionopeus oli sekä alhaisin että korkein (Ball et al., 2005; Smith et al., 2005). Mitokondriogenomin nukleotidikoostumuksen muutokset eivät myöskään vaikuta DNA-viivakoodauksen erottelukykyyn, mistä on osoituksena menestys ryhmissä, kuten linnuissa, joilla on korkea G+C-koostumus, ja toisissa ryhmissä, kuten hämähäkeissä, joilla on äärimmäinen A+T-vinouma (Hebert ym., 2004b; Barrett ja Hebert, 2005).

Jos nämä aiemmat tutkimukset heijastavat viivakoodien yleistä suorituskykyä koko eläinkunnassa, kattava cox1-pohjainen järjestelmä tuottaa yli 99,99 prosentin taksonomisen resoluution, kun sitä tarkastellaan eläinkunnan tasolla. Tämän ymmärtämiseksi tarvitsee vain kuvitella, että jokainen kuvan 2 10 000 kuopasta on yhden lajin viivakooditietojen säilytyspaikka. Jos oletetaan, että eläinlajeja on 10 miljoonaa, tämän valtakunnan viivakoodikirjastoa voisi edustaa vain 1000 tällaista sivua. Maailmanlaajuinen linnusto, joka koostuu noin 10 000 lintulajista, vie vain yhden näistä sivuista. Maailman kalojen viivakooditietueet vievät kolme sivua, kun taas kovakuoriaiset täyttävät useita satoja sivuja. Kun kaikki 10 miljoonaa kuoppaa on täytetty viivakooditiedoilla, minkä tahansa uuden viivakoodisekvenssin analyysi siirtää välittömästi oikealle sivulle 1000:sta, mikä takaa 99,9 prosentin tarkkuuden. Itse asiassa Pohjois-Amerikan lintuja koskevien tietojen perusteella viivakoodisekvenssi tarjoaa täydellisen resoluution, sillä se johtaa yksittäisen lajin kuoppaan yksittäisellä lintusivulla 96 prosentissa tapauksista. Lopuissa tapauksissa äskettäin kerätty viivakoodi vastaa kahden tai kolmen vierekkäisen kuopan sekvenssejä. Yhteenvetona voidaan todeta, että lyhyt viivakoodi romahduttaa 10 miljoonasta lajista minkä tahansa lajin tunnistamiseen liittyvän epävarmuuden useimmissa tapauksissa yhteen lajiin ja muissa tapauksissa pieneen osajoukkoon läheisesti sukua olevia lajeja.

Rahoitus on nyt varmistettu sen varmistamiseksi, että eläinten DNA-viivakoodikirjasto kasvaa vähintään 500 000 tietueella seuraavien viiden vuoden aikana, jolloin se kattaa noin 50 000 lajia. Vaikka tämä on kaukana täydellisestä lajirekisteristä, se mahdollistaa sen, että DNA-viivakoodit toimivat tehokkaana tunnistusvälineenä niissä taksonomisissa ryhmissä, joissa on kattavat viivakooditiedot. Kun esimerkiksi kalojen, lintujen ja tuholaishyönteisten viivakoodien kattavuus lähestyy valmistumistaan, näiden lajien tunnistaminen on mahdollista elinvaiheesta tai tilasta riippumatta. Kun tähän lajitietueiden ytimeen liitetään muiden eläinten viivakoodit, syntyy maailmanlaajuinen tunnistusjärjestelmä tälle elämänalueelle.

Vaikka uskomme, että viivakoodauksen yleispätevyys on nyt osoitettu eläinkunnan osalta, on edelleen tarpeen sekä luoda että arvioida viivakoodiprotokollia muita elämänalueita varten. Viivakoodianalyysin keskeiset periaatteet (sekvenssikohteiden minimointi ja standardointi) ovat varmasti sovellettavissa näihin eliöihin, mutta geenialueiden valinta ja niiden tehokkuuden testaaminen on vielä kesken, vaikka ensimmäiset tulokset kasveista (Kress et al., 2005) ja protisteista (G.W. Saunders, henkilökohtainen tiedonanto) antavat aihetta optimismiin. Sen lisäksi, että DNA-viivakoodaus on menestyksekäs tunnettujen lajien erottamisessa, se on tehokas apu muiden taksonomisten kysymysten ratkaisemisessa. Jopa hyvin tutkituista ryhmistä, kuten Pohjois-Amerikan linnuista (Hebert ym., 2004b), perhosista (Hebert ym., 2004a) ja silkkiperhosista (Janzen ym., 2005), on säännöllisesti paljastunut unohdettuja lajeja. Sen rooli elämänvaiheiden (Beskansky ym., 2003) ja sukupuolten (Janzen ym., 2005) yhdistämisessä ja synonyymien selventämisessä on avuksi myös monissa muissa taksonomisissa tutkimuksissa.

Minkä tahansa merkittävän tiedeohjelman käynnistäminen edellyttää paitsi vahvaa tieteellistä perustelua, myös osoitusta yhteiskunnallisesta merkityksestä. DNA-viivakoodaus osoittaa tällaista relevanssia, sillä se tarjoaa uudenlaisen pääsyn tunnistuksiin erilaisissa yhteyksissä. Elämän säilyttämispyrkimyksiä rajoittaa tällä hetkellä tunnistusjärjestelmän tarve, ja uskomme, että tähän tarpeeseen voidaan vastata vain DNA-viivakoodauksen avulla (ks. myös Smith et al., 2005). Viivakoodien kyvyllä tunnistaa elämän osatekijöitä on sovelluksia, jotka ulottuvat lajinvaihtotapausten selvittämisestä markkinoilla (Marko et al., 2004) elintarviketurvan turvaamiseen esimerkiksi seulomalla rehuja märehtijäjätteiden varalta. Yleisemmin ottaen DNA-viivakoodauksen kyky tuottaa tunnistuksia nopeasti ja edullisesti voi mullistaa ihmiskunnan suhteen biologiseen monimuotoisuuteen (Janzen, 2004).

Jos DNA-viivakoodaus etenee laajamittaisesti, se tuottaa tärkeitä sivutuotteita tiedeyhteisölle. Kaikki DNA-uutteet, jotka on tuotettu tositteellisten yksilöiden viivakoodianalyysin aikana, tallennetaan, jolloin tulevaisuudessa voidaan tutkia sekvenssidiversiteetin malleja muilla geenialueilla, ja DNA-viivakoodauksen käynnistämät keräysohjelmat laajentavat morfologiseen analyysiin käytettävissä olevien yksilöiden määrää. Viivakoodihankkeessa luodaan myös verkkopohjainen järjestelmä, joka tarjoaa automaattisten tunnistusten lisäksi myös portaalin biologiseen tietoon kaikista rekisteriin sisältyvistä lajeista. Vaikka DNA-viivakoodauksella ei luoda ”elämän tietosanakirjaa”, sillä luodaan sen hakemisto ja sisällysluettelo.

Hyvien tieteellisten tulosten ja sen tunnustettujen yhteiskunnallisten hyötyjen vuoksi laajamittainen DNA-viivakoodausaloite herättää yhä enemmän innostusta. Kahdessa Cold Spring Harborissa vuonna 2003 pidetyssä kokouksessa selkiytettiin toimintasuunnitelmia (Stoeckle, 2003), ja lisää kokouksia on seurannut. Viimeisimpään, Lontoon Natural History Museumin isännöimään kokoukseen osallistui yli 230 tutkijaa (Marshall, 2005). Viivakoodiliikkeellä on myös keskeinen organisoiva voima: Washingtonissa sijaitsevan Smithsonian-instituutin isännöimä Consortium for the Barcode of Life (CBOL), joka perustettiin vuoden 2004 puolivälissä. CBOL:iin on jo liittynyt yli 80 organisaatiota 25 maasta, mukaan lukien monet tunnetut museot (www.barcoding.si.edu). CBOL:n alaisuudessa on käynnistetty ensimmäiset maailmanlaajuiset viivakoodikampanjat, joiden tarkoituksena on viivakoodata kaikki 10 000 lintulajia ja kaikki 15 000 merikalaa vuoteen 2010 mennessä. On selvää, että työ on ulotettava yksittäisten laboratorioiden ulkopuolelle, jotta tällaisiin suuriin hankkeisiin voidaan ryhtyä, ja kansallisia viivakoodiverkostoja ollaan muodostamassa näytteiden toimitusketjujen luomiseksi ja keskeisten analyysilaitosten valvomiseksi. Ensimmäinen näistä verkostoista, Kanadan elämän viivakoodiverkosto (Canadian Barcode of Life Network), joka aloitti toimintansa toukokuussa 2005 (www), aikoo viivakoodata vähintään 10 000 kanadalaista eläinlajia seuraavien viiden vuoden aikana.

Pidämme näitä merkkejä kasvavasta synergiasta biodiversiteettiyhteisön eri sektoreiden välillä erittäin lupaavina. Jos DNA-viivakoodausta kehitetään täyteen potentiaaliinsa, historiassa voidaan nähdä DNA-viivakoodausyritys, joka ei ainoastaan paranna taksonomisen tiedon saatavuutta vaan myös vahvistaa liittoutumia kaikkien niiden välillä, joilla on intressejä biologisen monimuotoisuuden dokumentoinnissa, ymmärtämisessä ja säilyttämisessä – todella jännittävä tulevaisuudennäkymä.

Kiitokset

Kiitokset

Kiitämme Mark Stöckleä ja Dan Janzenia arvokkaista tarkistusehdotuksistamme, jotka koskevat aiempia artikkelin luonnoksia. Olemme myös hyvin kiitollisia Gordon and Betty Moore Foundationille, NSERC:lle, CFI:lle ja OIT:lle niiden tuesta DNA-viivakoodaustutkimukselle Guelphin yliopistossa.