For Charles Darwin var "arter" et udefinerbart udtryk, "en vilkårligt givet af hensyn til bekvemmelighedens skyld til et sæt individer, der ligner hinanden." Dette har imidlertid ikke forhindret forskere i de 150 år, der siden er siden, fra at prøve. Når forskere i dag sætter sig ned for at studere en ny livsform, anvender de et hvilket som helst antal på mere end 70 definitioner af, hvad der udgør en art - og hver især hjælper med at få et andet aspekt af, hvad der gør organismer forskellige.
Relateret indhold
- Hvordan forskere beslutter, hvilke dyregener der skal følges
- Nøglen til at beskytte livet på jorden kan være ved at stregkode det
- Hvad forskere troede var en enkelt art er faktisk 126-Plus
- Hvad er en art? Indsigt fra delfiner og mennesker
På en måde hjælper denne overflod af definitioner med at bevise Darwins mening: Idéen om en art er i sidste ende en menneskelig konstruktion. Med avanceret DNA-teknologi er videnskabsmænd nu i stand til at tegne finere og finere linjer mellem hvad de betragter arter ved at se på den genetiske kode, der definerer dem. Hvordan forskere vælger at trække den linje afhænger af, om deres emne er et dyr eller en plante; de tilgængelige værktøjer; og videnskabsmandens egen præference og ekspertise.
Efterhånden som nye arter opdages og gamle smides ud, vil forskerne vide: Hvordan definerer vi en art i dag? Lad os se tilbage på udviklingen af konceptet, og hvor langt det er kommet.
Den mest klassiske definition er måske en gruppe organismer, der kan avle med hinanden til at producere frugtbart afkom, en idé, der oprindeligt blev fremsat i 1942 af evolutionærbiologen Ernst Mayr. Selvom det er elegant i sin enkelhed, er dette koncept siden kom under ild af biologer, der hævder, at det ikke gjaldt for mange organismer, såsom encellet, der formerer sig aseksuelt, eller dem, der har vist sig at opdrætte med andre forskellige organismer. at oprette hybrider.
Alternativer opstod hurtigt. Nogle biologer kæmpede for en økologisk definition, der tildelte arter i henhold til de miljømæssige nicher, de udfylder (dette dyr genanvender jordens næringsstoffer, dette rovdyr holder insekter i skak). Andre hævdede, at en art var et sæt organismer med fysiske egenskaber, der var adskilt fra andre (påfuglens fanned hale, næbene af Darwins finker).
Opdagelsen af DNA's dobbelt helix fik anledning til oprettelse af endnu en definition, hvor forskere kunne se efter små genetiske forskelle og tegne endnu finere linjer, der betegner arter. Baseret på en bog fra 1980 af biologerne Niles Eldredge og Joel Cracraft, under definitionen af en fylogenetisk art, kan dyrearter nu afvige med kun 2 procent af deres DNA for at betragtes som separate.
”Tilbage i 1996 anerkendte verden halvdelen af antallet af lemurarter, der er i dag, ” siger Craig Hilton-Taylor, der administrerer Den Internationale Union for Bevarelse af Naturens røde liste over truede arter. (I dag er der mere end 100 anerkendte lemurarter.) Fremskridt inden for genteknologi har givet organisationen et meget mere detaljeret billede af verdens arter og deres helbred.
Disse fremskridt har også fornyet debatter om, hvad det betyder at være en art, da økologer og naturværner opdager, at mange arter, der engang optrådte entydigt, faktisk er mangfoldigheder. Smithsonian entomolog John Burns har brugt DNA-teknologi til at skelne et antal såkaldte "kryptiske arter" - organismer, der forekommer fysisk identiske med et medlem af en bestemt art, men har signifikant forskellige genomer. I en undersøgelse fra 2004 var han i stand til at bestemme, at en tropisk sommerfuglart, der blev identificeret i 1775, faktisk omfattede 10 separate arter.
I 2010 gav avanceret DNA-teknologi forskere mulighed for at løse en ældgamle debat om afrikanske elefanter. Ved at sekventere det sjældnere og mere komplekse DNA fra kernerne i elefantceller i stedet for det mere almindeligt anvendte mitokondrielle DNA, bestemte de, at afrikanske elefanter faktisk omfattede to separate arter, der divergerede for millioner af år siden.
"Du kan ikke mere kalde afrikanske elefanter for den samme art som du kan asiatiske elefanter og mammuten, " fortæller David Reich, en befolkningsgenetiker og hovedforfatter i undersøgelsen, til Nature News.
Smithsonian entomologikurator W. Donald Duckworth studerer en bakke med møveprøver i 1975. Taxonomer har traditionelt været afhængige af fysiske egenskaber for at drille hinanden arter. (Kjell Bloch Sandved / Smithsonian Archives) I kølvandet på disse og andre paradigmeskiftende opdagelser falder Mayrs originale koncept hurtigt fra hinanden. Disse to arter af afrikanske elefanter, for eksempel, fortsatte med at opdrætte så sent som for 500.000 år siden. Et andet eksempel falder tættere på hjemmet: Nylige analyser af DNA-rester i generne af moderne mennesker har fundet, at mennesker og neandertalere - normalt tænkt på som separate arter, der divergerede for ca. 700.000 år siden - blev forbrændt så sent som for 100.000 år siden.
Så er disse elefanter og hominider stadig separate arter?
Dette er ikke kun et argument for videnskabelig semantik. Det er af afgørende betydning for enhver indsats for at beskytte det dyr, især når det kommer til regeringens handling, at bestemme en organismes art. En art, der bliver opført på den amerikanske lov om truede arter, for eksempel, får beskyttelse mod enhver destruktiv handling fra regeringen og private borgere. Denne beskyttelse ville være umulig at håndhæve uden evnen til at bestemme, hvilke organismer der er en del af den truede art.
Samtidig hjælper fremskridt med sekventeringsteknikker og -teknologi nutidens videnskabsfolk med at sammenlægge nøjagtigt, hvilke arter der påvirkes af hvilke menneskelige handlinger.
"Vi er i stand til at genkende næsten enhver art [nu], " siger Mary Curtis, en retsmedicinsk videnskabsmand, der leder genetik ved teamet i US Fish and Wildlife Service's Forensics Laboratory. Hendes laboratorium er ansvarlig for at identificere eventuelle dyrs rester eller produkter, der mistænkes for at have været ulovligt handlet eller høstet. Siden vedtagelsen af DNA-sekventeringsteknikker for mere end 20 år siden har laboratoriet været i stand til at identificere sig meget hurtigere og øge antallet af arter, som det pålideligt kan genkende af hundrederne.
"En masse af de ting, vi får i genetik, har ingen form eller form, " siger Curtis. Laboratoriet modtager plader af uidentificeret kød, udformede dekorative genstande eller endda maveindholdet i andre dyr. Identificering af disse usædvanlige ting er normalt uden for rækkevidde af taksonomiske eksperter ved hjælp af kropsform, håridentifikation og andre fysiske egenskaber. "Vi kan kun gøre det med DNA, " siger Curtis.
Stadig, rabatter Curtis, der tidligere studerede fisk, ikke betydningen af traditionelle taxonomer. ”Meget af den tid, vi arbejder sammen, ” siger hun. Erfarne taksonomer kan ofte hurtigt identificere genkendelige tilfælde og efterlade den dyrere DNA-sekventering for de situationer, der virkelig har brug for det.
Ikke alle økologer sælges på disse fremskridt. Nogle udtrykker bekymring for "taksonomisk inflation", da antallet af arter, der er identificeret eller omklassificeret, fortsætter med at skyrocket. De bekymrer sig for, at når forskere tegner linjer baseret på de smalle forskelle nuancer, som DNA-teknologi giver dem mulighed for at se, fortyndes hele en artsbegreb.
"Ikke alt, hvad du kan skelne mellem, skal være dens egen art, " som den tyske zoolog Andreas Wilting fortalte Washington Post i 2015. Wilting havde foreslået at kondensere tigre i kun to underarter fra de nuværende ni.
Andre forskere er bekymrede over de virkninger, som en omklassificering af en gang-særskilte arter kan have på bevarelsesindsatsen. I 1973 gik den truede søsvingemuskel, en lille fugl, der engang blev fundet i Florida, glip af potentiel hjælpsom bevaringsbistand ved at blive omklassificeret som en underart for den meget mere folkerige musespire. Mindre end to årtier senere uddød den mørke havstranden spurv.
Hilton-Taylor er endnu ikke sikker på hvornår eller hvordan de økologiske miljøer og bevaringssamfundene vil slå sig ned på ideen om en art. Men han forventer, at DNA-teknologi vil have en betydelig indflydelse på at forstyrre og omforme arbejdet på disse felter. ”Masser af ting ændrer sig, ” siger Hilton-Taylor. ”Det er den verden, vi lever i.”
Denne usikkerhed afspejler på mange måder definitionen af arter i dag, siger Hilton-Taylor. IUCN trækker på ekspertise fra forskellige forskellige grupper og videnskabsmænd til at samle data til sin rødliste, og nogle af disse grupper har omfavnet bredere eller snævrere begreber om, hvad der gør en art med forskellige afhængighed af DNA. ”Der er sådan en mangfoldighed af forskere derude, ” siger Hilton-Taylor. ”Vi er bare nødt til at gå med det, vi har.”
