Hvaða merkingu hefur hugtakið tegund í líffræði?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvaða merkingu hefur hugtakið tegund í líffræði?
Hugtakið tegund vísar til efnis, hlutar eða lífveru sem býr yfir ákveðnum eiginleikum. Í líffræði er tegundahugtakið gagnlegt til að hjálpa okkur að ráða í og fjalla um hinn mikla breytileika meðal lífvera sem við sjáum í lífríkinu. Fjöldi tegunda er gríðarlegur, vísindamenn hafa lýst yfir 1,7 milljónum tegunda og innan tegunda má líka finna breytilega einstaklinga sem mynda aðgreinda hópa og afbrigði eða deilitegundir.

Einstakar lífverur sem tilheyra tegund eru taldar eiga eitthvað sameiginlegt sem aðgreinir þær frá einstaklingum annarra tegunda. Einstaklingar líkjast almennt meira hvor öðrum eftir því sem styttra er síðan þeir áttu sameiginlegan forföður. Þannig má raða lífverum í stigveldi eftir skyldleika og hversu líkar þær eru hver annarri: Til tegunda sem mynda ættkvíslir, ættir, ættbálka, fylkingar, flokka og ríki allt eftir því hversu ólíkar lífverurnar eru. Slík flokkun er rakin til Carls Linné (1707-1778) og Charles Darwins (1809-1882). Linné bjó til svonefnt tvínafnakerfi um tegundir sem við styðjumst við í dag. Í tvínafnakerfinu hefur hver tegund tvö nöfn, hið fyrra vísar til ættkvíslar en hið síðara til tegundar. Darwin kom síðan fram með kenningu í Uppruna tegundanna (1859) um að stigveldið endurspeglaði þróun frá sameiginlegum forföður.

Samkvæmt tvínafnakerfinu eru menn Homo sapiens, tegundin sapiens í ættkvíslinni Homo. Þegar afbrigði eða deilitegundir innan tegunda hafa verið skilgreindar, sem sýna minni aðgreiningu, og oft landfræðilega staðbundna hópa, hefur þriðja nafninu verið bætt við. Hið rétta fræðiheiti manna er til að mynda Homo sapiens sapiens sem aðgreinir okkur frá Homo sapiens neanderthalensis.

Aðgreining milli flokkunareininga eins og tegunda, og hvaða eiginleika við leggjum til grundvallar okkar flokkun, hefur verið breytileg eftir áherslum ólíkra fræðimanna. Fjölmargar skilgreiningar á tegund hafa verið settar fram og hefur það leitt til deilna. Ofuráhersla á einstaka eiginleika og áhugi á að lýsa nýjum tegundum gæti leitt til nýrra tegunda. Þannig hefur fjöldi tegunda innan ákveðinna ættkvísla breyst mikið með tímanum, ágætt dæmi um það er bleikja og urriði þar sem tegundum hefur ýmist fjölgað eða fækkað. Darwin benti á að reynslulitlum líffræðingum væri hætt við að búa til nýjar tegundir. Eitt af stærri rannsóknarefnum Darwins var flokkun og tegundagreiningar á hrúðurkörlum sem eru mjög breytilegir í útliti, síðari rannsóknir hafa sýnt að ein tegund sem Darwin skilgreindi og lifir á kórölum eru í raun nokkrar tegundir.

Deilur um tegundahugtakið hafi minnkað síðustu ár en mikilvægt er að hafa í huga að hugtakið er fyrst og fremst okkar tilbúningur. Líkt og gildir um aðrar skilgreiningar sem við búum til ættum við frekar að spyrja hvort ákveðin skilgreining sé gagnleg, í stað þess að deila um hvort hún sé rétt eða röng.

Meðal helstu tegundahugtaka má nefna líffræðilegar og flokkunarfræðilegar tegundir. Þessar tegundaskilgreiningar leggja áherslur á mismunandi eiginleika og gagnsemi þeirra er misjöfn eftir því hvað er verið að athuga.

Samkvæmt líffræðilega tegundahugtakinu tilheyra þeir einstaklingar einni tegund sem eru færir um að eignast saman lífvænleg afkvæmi. Kosturinn við þessa skilgreiningu er að hún tekur tillit til þess að innan tegunda geta verið mjög breytilegir einstaklingar, til dæmis mismunandi litarafbrigði, sem mynda æxlunarlegan hóp sem þróast saman. Takmarkanir á æxlunargetu einstaklinga beinir sjónum að þeim þáttum sem valda hindruninni og hvernig henni er háttað, til dæmis hvort hún sé fyrir getnað eða á eftir. Hindrun á æxlun sem er eftir getnað, hvort sem er vegna minni frjósemi eða lífslíka, má skýra með erfðafræðilegu ósamræmi milli einstaklinga. Ósamræmi sem gæti verið tilkomið vegna þróunarlegrar aðgreiningar í aðskildum hópum á löngum tíma til dæmis vegna landfræðilegra hindrana.

Hindranir fyrir getnað eða okfrumumyndun, eins og til dæmis makaval geta hins vegar einnig verið tilkomnar vegna náttúrulegs vals, slíkir eiginleikar sem draga úr mökunum sem gefa af sér ólífvæn eða ófrjó afkvæmi en leiða frekar til makana milli þeirra sem gefa af sér lífvæn og frjó afkvæmi, ættu að verða tíðari.

Annmarkar þessarar aðferðar eru að ekki er hægt að athuga hvort allar tegundir geti æxlast saman. Tegundir geta fjölgað sér kynlaust, þær gætu verið útdauðar eða bundnar við slíkt umhverfi, eins og til dæmis djúpsjó, að ómögulegt er að prófa hvort þær geti æxlast. Þá getur náttúrulegt umhverfi skipt mestu máli, æxlun á tilraunastofu gæti verið möguleg þrátt fyrir að slíkt myndi ekki gerast við náttúrulegar aðstæður.

Flokkunarfræðilega tegundahugtakið hefur verið mikið notað af flokkunarfræðingum. Hugmyndin með aðferðinni er að niðurröðun einstaklinga í flokkunarfræðilegt tré endurspegli tegundamyndun, einstaklingar sem raðast saman á grein eru einstofna og mynda tegund. Spurning er hins vegar hvar mörkin liggja, ættu allar slíkar greinar að teljast til tegunda þrátt fyrir að þær myndi mjög stuttar greinar? Aðgreining landfræðilegra aðskildra stofna sem hafa greinst með ólíkar stökkbreytingar gætu þannig verið skilgreindir sem ólíkar tegundir.

Með auknum upplýsingum á sameindasviði hefur þetta hugtak verið útfært til að taka betur mið af skyldleika meðal einstaklinga og hefur það verið kallað ættartréstegundahugtak. Krafa er sett fram um að margir ólíkir eiginleikar og ólík erfðamörk myndi saman einstofna hópa. Athuganir á aðgreiningu einstakra erfðamarka hafa verið notaðar til að flokka ólíkar tegundir, sem dæmi má nefna aðferð sem segir að ef það er tíu sinnum meiri munur á milli einstofna greina í ættartrjám en innan þeirra þá megi telja einstaklinga hinna tveggja hópa til ólíkra tegunda.

Samanburður á flokkun lífvera í tegundir, samkvæmt ólíkum skilgreiningum, getur verið gagnlegur til að varpa ljósi á þróunarlega aðgreiningu innan tegunda og tegundamyndun og þátt umhverfis og líffræðilegra skorða í því ferli. Þannig gæti æxlunarleg einangrun milli tveggja hópa sem sýna aðeins litla flokkunarlega aðgreiningu sem er bundin við fáa eiginleika, bent til nýlegrar tegundamyndunar.

Undanfarin ár hefur þróun í sameindalíffræði gert kleift að rannsaka lífverur á ítarlegri hátt en áður. Fjöldi breytilegra sæta í erfðamengi lífvera er það mikill að meira afl fæst til að greina aðgreiningu einstaklinga en þegar byggt er á útlitseiginleikum. Hjá sumum tegundum er skortur á breytilegum útlitseiginleikum og útlit fjarskyldra einstaklinga, sem tilheyra jafnvel ólíkum tegundum, er svipað vegna aðlögunar að umhverfinu. Slíkt er algengt meðal tegunda sem lifa neðanjarðar, til dæmis hjá grunnvatnsmarflóm. Nýleg rannsókn á erfðamörkum grunnvatnsmarflóa á Íslandi sýnir að innan annarrar tegundarinnar, Crangonyx islandicus, má finna skýrt afmarkaða stofna sem kalla mætti duldar tegundir sem hafa aðgreinst í allt að 5 milljónir ára. Hröð aðgreining í útliti miðað við litla erfðafræðilega aðgreiningu gæti einnig beint sjónum að því hvernig náttúrulegt val bundið við mismunandi búsvæði hefur leitt til hraðrar aðgreiningar. Dæmi um slíkt má finna meðal finkanna á Galapagos og bleikja á Íslandi þar sem hröð tegundamyndun virðist eiga sér stað.

Ýmis áhugaverð vandamál koma einnig upp þar sem ólíkar flokkunarfræðilegar tegundir sem hafa aðgreinst á stuttum tíma geta átt saman afkvæmi. Þannig hefur kynblöndun meðal máfa reynst vera algeng en margar ólíkar tegundir máfa eru taldar hafa myndast á síðustu 100-500 þúsundum ára. Hér á landi hefur meðal annars greinst kynblöndun meðal silfur- og hvítmáfa og eins milli birkis og fjalldrapa. Í slíkum tilvikum getur hluti af erfðamengi annarrar tegundarinnar náð að dreifa sér meðal hinnar tegundarinnar þannig að sá hluti af erfðamenginu sýnir aðeins litla aðgreiningu. Önnur gen geta hins vegar sýnt skýra aðgreiningu milli hópanna og slík gen geta tengst þeim eiginleikum sem skipta máli fyrir líffræði tegundanna.

Þetta gráa svæði, þar sem mörk tegunda eru óljós er áhugavert fyrir rannsóknir á tegundamyndun, áhrifum vistfræðilegra þátta og innbyrðis samspili gena í erfðamengi lífvera. Hins vegar er ekki ljóst hvernig ætti að vega hinar mismunandi upplýsingar við flokkun til ólíkra tegunda.

Sjá nánari umfjöllun í bók Douglas J. Futuyma 2009 Evoluiton, 3ed. Sinuer Associates Inc. MA.

Myndir:

• Linné: Carl Linnaeus á en.wikipedia.org. Olíumálverk eftir Alexander Roslin (1718-1793) frá árinu 1775.
• Darwin: Charles Darwin á en.wikipedia.org. Ljósmynd líklega frá árinu 1854.
• Flokkunarfæðilegt tré: Schoolworkhelper.net. Sótt 31. 1. 2012.

Upprunalega hljóðaði spurningin svona:

Hvað þýðir hugtakið tegund í erfðafræði?

...