Koncepcje gatunków

Koncepcje gatunków

Czym dokładnie są gatunki? Istnieje wiele definicji pojęcia gatunku. Nie istnieje uniwersalna koncepcja gatunku – jedna, która odnosi się do wszystkich organizmów. Zamiast tego naukowcy od lat proponują różne koncepcje gatunków, a każda z nich oparta jest na nieco innym rozumowaniu biologicznym. Istnieje koncepcja gatunku genealogicznego, koncepcja gatunku spójności, koncepcja gatunku skupiska genotypowego i wiele innych. Oto kilka z naszych ulubionych:

Ekologiczna koncepcja gatunkowa twierdzi, że gatunki są grupami lub populacjami, które dzielą dokładnie tę samą niszę ekologiczną. Definicja staje się trochę skomplikowana w przypadku organizmów, które zmieniają nisze w trakcie swojego rozwoju. Na przykład, niektóre organizmy żyją w wodzie jako larwy, a na lądzie jako osobniki dorosłe. Czasami rozszerza się ją na zestaw nisz.

Fenetyczna koncepcja gatunku definiuje gatunek jako grupę organizmów, które są podobne do siebie pod względem jakiejś cechy definiującej (cech) wybranej przez taksonomów, jak gęstość brwi, smakowitość lub powinowactwo do wpatrywania się w dal. Oni pewnie wybraliby coś bardziej naukowego, ale my bylibyśmy za przeprowadzeniem fenetycznego testu smaku gatunków.

Filogenetyczna koncepcja gatunku jest podobna, ale z lekkim twistem: stwierdza, że gatunek jest najmniejszym zestawem linii lub populacji, które mogą być rozpoznane przez unikalną kombinację różnych cech.

Czy to tylko my, czy też żadna z tych koncepcji nie wydaje się słuszna? W świecie niedoskonałych koncepcji gatunków, pozwólcie nam wprowadzić zwycięzcę – koncepcję gatunków biologicznych, czyli BSC. Czy jest ona niezawodna? Nie. Czy pozwala na istnienie psów-koni? Nie. Czy mimo to ją kochamy? Lepiej w to uwierzcie.

Zaproponowana przez Ernsta Mayra, BSC kładzie nacisk tam, gdzie należy: na reprodukcję. W 1963 roku Mayr zdefiniował gatunek w następujący sposób: „gatunki są grupami krzyżujących się populacji naturalnych, które są reprodukcyjnie odizolowane od innych takich grup”.

Fakt, że gatunek musi być jakimś „naturalnym” określeniem oznacza, że niezależnie od tego, jakiego rodzaju transgeniczne dziwactwa naukowcy mogą wyczarować w laboratorium, nie możemy twierdzić, że tworzymy nowe gatunki. Nawet jeśli tworzymy organizmy, które dzielą geny z odległymi od siebie organizmami (ahem, Fish Tomato anyone?).

Gatunki są ograniczone do reprodukcji w naturalnych populacjach, a nie na myszach laboratoryjnych. The 'reprodukcyjnie izolowany’ bit jest podjęta, aby oznaczać następujące: jeśli istnieje szansa, że geny z jednej populacji może skończyć się w potomstwie innej populacji, to należą one do tej samej grupy reprodukcyjnej. Dwie populacje są reprodukcyjnie odizolowane, jeśli nie ma możliwości, by dzieliły się genami bez interwencji obcych. Dodaliśmy tę ostatnią część, ale wydaje się ona jakoś ważna.

BSC jest użyteczne, ponieważ kładzie nacisk na krzyżowanie, a więc gatunek staje się synonimem swojej puli genowej. Tak długo jak dwa organizmy należą do tej samej puli genowej, są tym samym gatunkiem. To ułatwia sprawę, ponieważ naukowcy mają wiele narzędzi do śledzenia genów w populacji, mierzenia przepływu genów i testowania podobieństwa genetycznego między spokrewnionymi gatunkami. Wydaje się proste. Prawie zbyt proste. Tak bardzo jak kochamy BSC, wciąż jest wiele przypadków, w których zaczyna się ona rozpadać.

Jednym z bardziej interesujących scenariuszy, w których BSC nie do końca działa, są gatunki pierścieniowe. Gatunki pierścieniowe to grupy blisko spokrewnionych gatunków, których zasięgi częściowo się pokrywają tworząc niedoskonały pierścień. Każdy gatunek może się hybrydyzować i przekazywać geny gatunkom znajdującym się po obu jego stronach, ale najciekawsze jest to, że ostatni gatunek w linii jest tak różny od pierwszego, że nie może się hybrydyzować.

Klasyczny przykład gatunków pierścieniowych.

To jest jak ewolucyjna wersja telefonu. Zwykle wychodzi to całkowicie zniekształcone i zabawne. Gatunki pierścieniowe są mniej zabawne, ale fascynujące z perspektywy BSC.

Oto dlaczego są one tak fascynujące: pierwszy i ostatni gatunek w pierścieniu nie mogą się ze sobą hybrydyzować. Według BSC są to odrębne gatunki…prawda? Nie. Z powodu hybrydyzacji, która zachodzi we wszystkich gatunkach pomiędzy nimi, jest teoretycznie możliwe, że gen z pierwszego gatunku może zostać przekazany przez wszystkie pozostałe i trafić do ostatniego gatunku. To całkiem udana gra w telefon. Zgodnie z BSC, czyni to z nich ten sam gatunek.

W rzeczywistości, za każdym razem, gdy dochodzi do hybrydyzacji między dwoma gatunkami – nawet jeśli jest to tylko najdrobniejsza drobinka – BSC mówi, że są to te same gatunki. To staje się trochę kłopotliwe, ponieważ istnieje wiele przykładów dwóch populacji, które mogą się hybrydyzować, ale rzadko to robią. Może mają zupełnie inne zasięgi geograficzne lub sezonowość, albo nieco inne preferencje godowe. Jeśli spojrzymy na ich genetykę populacyjną, zobaczymy, że należą do oddzielnych puli genowych. Od czasu do czasu dochodzi do rzadkich wycieków.

Co robimy, jeśli BSC mówi, że dwie jednostki są tym samym gatunkiem, ale nasza intuicja mówi, że tak nie jest? Wymyślamy nowy poziom taksonomiczny. Wprowadzamy podgatunek. Podgatunek to populacja lub grupa organizmów, które mogą krzyżować się z osobnikami z innej grupy lub populacji, ale zazwyczaj tego nie robią. Teraz mamy sposób na odróżnienie grup potencjalnie krzyżujących się od grup faktycznie krzyżujących się, i nie musimy porzucać BSC. Czy podziękowałeś dziś jakiemuś taksonomowi?

Prawda jest taka, że jest mnóstwo dziwnych sytuacji, w których BSC nie jest niezawodne. Na razie jest to najlepsze, co mamy, i jest to całkiem przyzwoita definicja robocza. Skupiając się na krzyżowaniu i przepływie genów, możemy przesunąć naszą uwagę z tego, czym jest gatunek i przejść do dobrych rzeczy: dlaczego istnieje tak wiele różnych gatunków i jak powstały?

Przekąska dla mózgu

Kraby sukienkowe noszące perły – czy to kraby, czy królowa Anglii?