Οι νεότερες μέθοδοι ταξινόμησης των ειδών

Σιγά - σιγά, μπαίνει τάξη στο χάος!

Οι Εξελικτές πασχίζουν να βάλουν σε μια σειρά το γενεαλογικό δένδρο των ειδών της γης. Από την άλλη μεριά όμως, οι Δημιουργιστές ΔΕΝ θα πρέπει να χαίρονται, γιατί αυτό το "χάος", όσο ξεκαθαρίζει, οδηγεί σε διαπιστώσεις τρομακτικές για τους Δημιουργιστές, καθώς δείχνει ότι υπάρχουν πολλές περιπτώσεις παράλληλης ομο-εξέλιξης σε διαφορετικά είδη, κάτι που ενισχύει περισσότερο τα στοιχεία για την ύπαρξη της Φυσικής Επιλογής. Το ακόλουθο άρθρο, παρμένο από το περιοδικό Science Illustrated Νο 35 του Φεβρουαρίου 2008, (σελ. 62-69), δίνει τα τελευταία νέα για την κατάταξη των ειδών:

.

Στη Χάος στο Ζωικό Βασίλειο

Του Lars Thomas

Φυτικό Βασίλειο; Ζωικό βασίλειο; Η… στο παλιό παιχνίδι των ερωτήσεων ήταν εύκολα να βρει κανείς που ανήκε κάποιος οργανισμός. Αυτή όμως η εποχή έχει παρέλθει ανεπιστρεπτί. Χάρη στη σύγχρονη τεχνολογία DNA, τις μικροσκοπικές εξετάσεις και τις νέες θεωρίες για την εξέλιξη των ζώων και των φυτών, πολλοί ερευνητές μιλάνε σήμερα για πάνω από 30 βασίλεια - δηλαδή ομάδες ζωντανών οργανισμών οι οποίες έχουν τόσες θεμελιώδεις διαφορές μεταξύ τους, ώστε σχεδόν το μοναδικό κοινό τους χαρακτηριστικό είναι ακριβώς η ίδια η έννοια της ζωής.

Ο άνθρωπος αισθανόταν πάντα την ανάγκη να ταξινομήσει και να αυτοματοποιήσει την αχανή πολυπλοκότητα και πολυμορφία της φύσης που τον περιέβαλλε. Ήδη από την αρχαιότητα, μεγάλο μυαλά προσπάθησαν να βάλουν τάξη στο χάος. Ο πρώτος που ασχολήθηκε μεθοδικά με την ταξινόμηση των διαφόρων μορφών της ζωής ήταν ο Αριστοτέλης (384 - 322 π. Χ.). Ο Αριστοτέλης συνέταξε, μεταξύ άλλων, έναν κατάλογο με όλα τα τότε γνωστά πτηνά. Βέβαια ο κατάλογος δεν ήταν και τόσο πλήρης, καθώς περιείχε λιγότερα από 100 είδη. Ακόμα πιο σημαντικές, ωστόσο, ήταν οι αντιλήψεις του για την ταξινόμηση της ζωής. Δεν υπέδειξε απλώς τη σημασία της συστηματικής ταξινόμησης, αλλά υποστήριξε επίσης ότι το τελικό αποτέλεσμα μιας τέτοιας προσπάθειας θα κρινόταν από τη μέθοδο της ταξινόμησης. Για παράδειγμα, ο ίδιος επιχείρησε να κατατάξει τα ζώα σύμφωνα με τον αριθμό των ποδιών τους. Αυτή η ιδέα αποδείχθηκε όμως εντελώς ανεπαρκής, καθώς με αυτή τη λογική άνθρωποι και πτηνά τοποθετούνταν στην ίδια ομάδα.

Μια άλλη δυνατότητα ήταν ο διαχωρισμός σε ωοτόκους και ζωοτόκους οργανισμούς. Αυτή η ιδέα λειτούργησε κάπως καλύτερα, αλλά -όπως γνωρίζουμε σήμερα- ούτε κι αυτή ήταν η ιδανική λύση. Κι αυτό γιατί απλούστατα υπάρχουν ομάδες ζώων που περιλαμβάνουν και ωοτόκα και ζωοτόκα είδη. Παρά τις πολλές προσπάθειες που έγιναν μετά τον Αριστοτέλη, χρειάστηκε να περάσουν πάνω από 2. 000 χρόνια μέχρι να αναπτυχθεί ένα αξιόπιστο σύστημα ταξινόμησης.

Η θεωρία της Εξέλιξης προσέφερε μια καλύτερη ταξινόμηση

Ο Σουηδός φυσιοδίφης Κάρολος Λινναίος (1707-1778) ήταν αυτός που επινόησε το λεγόμενο διωνυμικό σύστημα, ένα επιστημονικό σύστημα ονοματολογίας των ειδών που χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα. Ταξινόμησε τους οργανισμούς σε βαθμίδες, κάτι που βοήθησε ιδιαίτερα στη μελέτη τους. Η ανώτερη ιεραρχικά βαθμίδα στο σύστημα του Λινναίου είναι το Βασίλειο, και ο Λινναίος όρισε την ύπαρξη δύο βασιλείων: του ζωικού και του φυτικού.

Το σύστημα αυτό είναι ευφυές, αλλά έχει σίγουρα και τα μειονεκτήματα του. Όπως όλοι οι σύγχρονοι του, έτσι και ο Λινναίος διέθετε μόνο ελάχιστα και περιορισμένης αξιοπιστίας όργανα μέτρησης - ως εκ τούτου, το σύστημα του βασιζόταν ως επί το πλείστον στις εξωτερικές ομοιότητες των ειδών, κάτι που μπορεί να είναι απίστευτα παραπλανητικό.

Αν επέμενε κανείς, για παράδειγμα, να κρίνει με βάση τα γενικά σωματικά χαρακτηριστικά, θα έτεινε να κατατάξει τα δελφίνια στα ψάρια -κάτι που όντως συνέβη-, ενώ δε θα ήταν διόλου σαφές ότι οι βραδύποδες και οι μυρμηκοφάγοι έχουν στενή συγγένεια.

Τα πράγματα άρχισαν να μπαίνουν σε κάποια σειρά με την έκδοση του μεγάλου έργου του Κάρολου Δαρβίνου Η καταγωγή των ειδών το 1859, έργο που έφερε στο παγκόσμιο επιστημονικό προσκήνιο τη θεωρία της Εξέλιξης. Μεταξύ άλλων, η θεωρία περιλαμβάνει τέσσερις έννοιες που είναι ιδιαίτερα σημαντικές για την ταξινόμηση των οργανισμών. Η πρώτη είναι η αποκλίνουσα εξέλιξη: Δύο οργανισμοί που συγγενεύουν μεταξύ τους μέσω ενός κοινού προγόνου προσαρμόζονται σε διαφορετικές συνθήκες, κι έτσι αποκλίνουν σημαντικά τόσο ως προς τα εξωτερικά τους χαρακτηριστικά όσο και ως προς τη συμπεριφορά τους. Η μεγάλη ποικιλομορφία στην τάξη των Τρωκτικών αποτελεί ένα καλό παράδειγμα του φαινομένου αυτού.

Αντίστοιχα, η συγκλίνουσα εξέλιξη αφορά τις περιπτώσεις εκείνες κατά τις οποίες ζώα που δεν είναι συγγενικά αναπτύσσουν ομοειδή συμπεριφορά και εμφάνιση επειδή ζουν στο ίδιο περιβάλλον. Η τάξη των Μαρσιποφόρων είναι ένα κλασικό παράδειγμα αυτού ακριβώς του φαινομένου. Ο αφανισμένος σήμερα μαρσιποφόρος λύκος της Τασμανίας είχε έναν τρόπο ζωής παρόμοιο με αυτόν των άγριων κυνοειδών, και γι' αυτό έμοιαζε σε εκπληκτικά μεγάλο βαθμό με σκύλο, παρά το γεγονός ότι ανάμεσα στα δύο είδη δεν υπήρχε στενή συγγένεια. Το ίδιο ισχύει για το μαρσιποφόρο ιπτάμενο σκίουρο και το γνωστό μας σκίουρο, ο οποίος ανήκει στα Τρωκτικά.

Μια άλλη έννοια είναι η έννοια των ομόλογων χαρακτηριστικών, που σημαίνει ότι το ίδιο όργανο αναπτύσσεται σε διαφορετικά είδη έτσι ώστε να εξυπηρετεί εντελώς διαφορετικές λειτουργίες. Στα θηλαστικά μπορεί κανείς, για παράδειγμα, να συγκρίνει το χέρι του ανθρώπου με το πόδι ενός θαλάσσιου λέοντα. Τα όργανα δε μοιάζουν μεταξύ τους, αλλά είναι ομόλογα - έχουν κοινή προέλευση και κοινά στοιχεία.

Η τέταρτη έννοια είναι η ομοπλασία, που σημαίνει ότι διαφορετικά όργανα αποκτούν την ίδια μορφή επειδή κάνουν την ίδια δουλειά. Ένα καλό παράδειγμα εδώ είναι το πτερύγιο του δελφινιού και το πτερύγιο του καρχαρία - μοιάζουν πολύ, αν και μια προσεκτικότερη μελέτη αποδεικνύει ότι η προέλευση τους είναι εντελώς διαφορετική.

Με την πρόοδο της τεχνολογίας, οι ερευνητές αποκτούν πρόσβαση σε ένα διαρκώς αυξανόμενο πλήθος δεδομένων που μπορούν να αξιοποιηθούν για την ταξινόμηση των οργανισμών. Σήμερα έχει γίνει πλέον ρουτίνα να χρησιμοποιούμε πληροφορίες από τη μορφολογία (εξωτερικά χαρακτηριστικά των οργανισμών), την υπερδομή (πώς είναι δομημένοι μικροσκοπικά οι οργανισμοί- ιστοί, πτέρωμα, λέπια, δέρμα κτλ.), την εμβρυϊκή ανάπτυξη, τη μελέτη των απολιθωμάτων (εξελικτική ιστορία των οργανισμών), καθώς και από μοριακές τεχνικές (εξετάσεις του DNA και άλλων βιομορίων).

Όλα αυτά ασφαλώς δυσκόλεψαν και κατέστησαν πιο απαιτητικό το έργο της μελέτης των οργανισμών, αλλά έδωσαν επίσης πολύ πιο αναλυτικά και πιο αξιόπιστα αποτελέσματα. Σήμερα γνωρίζουμε ότι πολλά είδη τα οποία θεωρούσαμε εδώ και χρόνια εντελώς ξεχωριστά δεν είναι στην πραγματικότητα και τόσο μοναδικά, ενώ άλλα, τα οποία είχαν ταξινομηθεί σε μια μεγάλη ομάδα μαζί με άλλους οργανισμούς, είναι στην πραγματικότητα πολύ μακρινοί συγγενείς των τελευταίων.

Επιπλέον, τη θέση της ιεραρχικά ανώτερης βαθμίδας στο σύστημα ταξινόμησης έχουν πάρει πλέον οι επικράτειες, μέσα στις οποίες έχει αυξηθεί εκρηκτικά το πλήθος των Βασιλείων, ιδιαίτερα όσον αφορά τους μικροοργανισμούς. Προηγμένες μέθοδοι ανάλυσης έχουν αποδείξει ότι πολλοί από τους οργανισμούς τούς οποίους συσχετίζαμε μέχρι πρόσφατα υπό τη γενική ονομασία μικροοργανισμοί ή βακτήρια έχουν στην πραγματικότητα πολύ περισσότερες διαφορές μεταξύ τους απ' ό,τι έχουν τα μεγάλα ζώα.

Οι διαφορές βρίσκονται συχνά στο επίπεδο της κυτταρικής δομής, η οποία όμως έχει πολύ μεγαλύτερη σημασία για την κατάταξη ενός οργανισμού απ' ό,τι πιστεύαμε. Γνωρίζουμε τώρα πια ότι πολλά βακτήρια -όπως το ελικοβακτήριο του πυλωρού, που είναι υπαίτιο για το στομαχικό έλκος- και τα είδη χλαμυδίων που προκαλούν αφροδίσια νοσήματα σε πολύ διαφορετικά μεταξύ τους ζώα, όπως οι άνθρωποι και το κοάλα, ανήκουν στην πραγματικότητα σε διαφορετικά βασίλεια.

Άλλα βασίλεια ανήκουν στην επικράτεια των λεγόμενων Αρχαιοβακτηρίων, η Archaea, που σχηματίζουν χημικές ενώσεις με έναν τρόπο εντελώς ασυνήθιστο για την υπόλοιπη φύση. Προφανώς, αυτές οι ενώσεις είναι που επιτρέπουν στα Αρχαιο-βακτήρια να ζουν σε εξαιρετικά ακραίες συνθήκες, στις οποίες δε ζει κανένας άλλος οργανισμός - για παράδειγμα, σε θερμές πηγές και πηγές αργού πετρελαίου πολλά χιλιόμετρα κάτω από το έδαφος, η ακόμη μέσα σε πετρώματα και σε σπηλιές με δηλητηριώδεις αναθυμιάσεις.

Ανάμεσα στα πολλά μικροσκοπικά πλάσματα που έχουν αποκτήσει δικό τους βασίλειο μπορούμε να αναφέρουμε και τη Γιάρδια, που προκαλεί μια από τις πιο οδυνηρές στομαχικές φλεγμονές, καθώς και το πρωτόζωο Τρυπανόσωμα, που προκαλεί την ασθένεια του ύπνου.

Τα Ονυχοφόρα και τα φύκη προκαλούν προβλήματα

δεν είναι και τόσο παράξενο ότι ανακαλύπτουμε πολλά νέα πράγματα για τους μικροσκοπικούς οργανισμούς. Η εξονυχιστική μελέτη τους παρουσιάζει εξαιρετικές δυσκολίες, όμως όλες αυτές οι νέες τεχνικές έχουν φέρει κυριολεκτικά τα πάνω κάτω για πολλούς από τους οργανισμούς αυτούς, καθώς και για άλλους που μπορούμε να τους εξετάζουμε δια γυμνού οφθαλμού.

Αν βρεθούμε σε ένα ζεστό και υγρό τροπικό δάσος και σκάψουμε κάτω από ένα παχύ στρώμα σάπιων φύλλων, υπάρχουν μεγάλες πιθανότητες να βρούμε κάποια ξεχωριστά πλάσματα, που θυμίζουν σκουλήκια με πόδια. Πρόκειται για τα Ονυχοφόρα, μια ομάδα ιδιόμορφων οργανισμών, που έχει προβληματίσει έντονα τους Βιολόγους από τότε που ανακαλύφθηκε, το 1826 - κι αυτό γιατί κανείς δε γνώριζε πού θα έπρεπε να καταταχθούν αυτά τα ζώα.

Ο άνθρωπος που ανακάλυψε το πρώτο Ονυχοφόρο πίστευε ότι επρόκειτο για κάποια αποκλίνουσα μορφή σαλιγκαριού. Άλλοι έχουν υποστηρίξει ότι τα Ονυχοφόρα προέρχονται εξελικτικά από τους Δακτυλισκώληκες, ενώ ορισμένοι κλίνουν προς τα ότι πρόκειται για Αρθρόποδα. Έχουν γίνει αρκετές προσπάθειες ανάλυσης του DNA των Ονυχοφόρων, αλλά τα μέχρι στιγμής αποτελέσματα μόνο σύγχυση προκάλεσαν. Η μεγαλύτερη και πιο ολοκληρωμένη έρευνα τα κατέταξε στα Αρθρόποδα, ένα φύλο που περιλαμβάνει, μεταξύ άλλων, έντομα, καρκινοειδή, αράχνες και Μυριάποδα. Αυτό όμως πολλοί ζωολόγοι δεν το δέχτηκαν, οπότε η κατάταξη των Ονυχοφόρων παραμένει αβέβαιη - οι περισσότεροι πάντως προτιμούν να τα διαχωρίζουν εντελώς από τα Αρθρόποδα, η ακόμη και να τα κατατάσσουν σε ξεχωριστό φύλο.

Ένα άλλο παράδειγμα είναι το Βασίλειο των Μακροφυκών, το οποίο επί πολλά χρόνια υποδιαιρούνταν σε τρεις βασικές ομάδες: τα Ροδοφύκη, τα Χλωροφύκη και τα Φαιοφύκη. Τώρα αποδεικνύεται ότι αυτές οι ομάδες δεν ανήκουν καθόλου στο ίδιο βασίλειο. Τα Χλωροφύκη ανήκουν στο ίδιο βασίλειο με τα φυτό, ενώ τα Φαιοφύκη και τα Ροδοφύκη έχουν δικά τους, ξεχωριστά βασίλεια. Από τα Ροδοφύκη φαίνεται ότι προήλθαν όλα τα φυτά. Ήταν οι πρώτοι οργανισμοί που διέθεταν την ικανότητα να φωτοσυνθέτουν.

Αν πάντως αφήσει κανείς στο πλάι τα φυτά, τους μύκητες και τους διάφορους μικροοργανισμούς, το ζωικό βασίλειο μοιάζει με ένα καλά οριοθετημένο και σταθερό βασίλειο, θα πίστευε κανείς ότι είναι εύκολο να ορίσουμε τι χωρίζει τα ζώα από όλους τους άλλους οργανισμούς. Δεν είναι όμως έτσι. Μέχρι τώρα, η μόνη ιδιότητα που δεν έχουμε ανακαλύψει σε κανένα άλλο είδος οργανισμών παρά μόνο στα ζώα είναι η ικανότητα παραγωγής κολλαγόνου, της ουσίας που στο ανθρώπινο σώμα σχηματίζει ένα μέρος των ινών του συνδετικού ιστού. Παρ' όλο που το βασίλειο των ζώων ως τέτοιο δε θα αλλάξει, αναμένονται πολλές επανορθώσεις.

Οι αναλύσεις DNA αναστατώνουν την ταξινόμηση των πτηνών

Αν εξετάσουμε πάντως τα ζώα πιο λεπτομερώς, θα έρθουμε αντιμέτωποι με πολλές εκπλήξεις. Τα πουλιά είναι η πρώτη μεγάλη ομάδα ζώων στην οποία έχουν γίνει αναλύσεις DNA - και αυτό άλλαξε πολλά. Ένα παράδειγμα αφορά τους πιγκουίνους, μια από τις ελάχιστες ομάδες πτηνών που δεν μπορούν να πετάξουν. Πρόκειται για εύρωστα θαλασσοπούλια, που είναι δεινοί κολυμβητές. Όλα τα είδη πιγκουίνων ζουν στις ψυχρές θάλασσες του νοτίου ημισφαιρίου, με μοναδική εξαίρεση τους πιγκουίνους των Γκαλάπαγκος, που ζουν στον ισημερινό. Κατά παράδοση, κατατάσσαμε τους πιγκουίνους σε δική τους οικογένεια, μια και οι συγγένειες τους με άλλα πτηνά υπήρξαν πάντοτε ασαφείς. Τώρα φαίνεται ότι οι πιγκουίνοι θα πρέπει να ταξινομηθούν με τους ταχυπέτες η πουλιά-φρεγάτες, τα οποία όχι μόνο πετάνε αλλά είναι και από τα πουλιά με τις καλύτερες πτητικές ικανότητες στον κόσμο.

Ένα τελευταίο παράδειγμα της αυξανόμενης αταξίας στον κόσμο των πτηνών αφορά τα Ατροπιδωτά - που περιλαμβάνουν τις ρέες η ναντού της Νότιας Αμερικής, τους στρουθοκαμήλους της Αφρικής, το εμού και τους καζουάριους της Αυστραλίας και τα κίβι της Νέας Ζηλανδίας. Υπάρχουν αμφιβολίες για αν και κατά πόσον αυτά τα πτηνά συγγενεύουν μεταξύ τους. Είναι πιθανότατο να αποτελούν απλώς περιπτώσεις συγκλίνουσας εξέλιξης και να είναι διαφορετικά στην προέλευση τους πουλιά, τα οποία ανέπτυξαν έναν παρόμοιο τρόπο ζωής και, ως εκ τούτου, παρόμοια συμπεριφορά.

Για να είμαστε δίκαιοι, πρέπει να πούμε ότι δε συμφωνούν όλοι οι ερευνητές με αυτή την ερμηνεία. Και πολλές άλλες ομάδες πτηνών επίσης αλλάζουν ταξινόμηση τόσο συχνά, ώστε η παρακολούθηση τους να καταντά δύσκολη. Καταπώς φαίνεται, δεν είναι εύκολο να βρούμε την άκρη όταν η φύση γίνεται «σκορποχώρι».