Előfizetés a lapra

Új utakon a növényrendszertan

A hét kutatója, biológia, élettudomány, interjú, kladisztika, növény, osztályozás, rendszertan, taxonómia

2015/10/28

Podani János, az ELTE Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszékének professzora nemrégiben megjelent könyvében szakít a Linné által a XVIII. században lefektetett osztályozási elvekkel, és rangok nélküli, vagyis a családokat, rendeket, osztályokat és egyéb kategóriákat mellőző rendszert alkalmaz. Véleménye szerint a kihalt és a ma élő szervezetek együttes osztályozása csak a leszármazást illusztráló kládok felhasználásával lehetséges – összhangban a Darwin által megfogalmazott természetességi feltétellel.

Bajomi Bálint fotója)

– Miről szól a nemrég megjelent könyve?

– A kötet címe jól mutatja a témáját: A növények evolúciója és osztályozása. Azt hiszem, még nem jelent meg olyan növénytani tárgyú könyv, amely megszabadult volna az általánosan ismert linnéi típusú rendszerezéstől. Az volt a fő célom, hogy feloldjam azt az ellentmondást, ami egy régi, több száz éves szemlélet és mai tudásunk között húzódik. A Linné-féle rangok alapján fajokra, nemzetségekre, családokra, rendekre és osztályokra tagoljuk az élővilágot. Eme rangok bevezetése természetesen forradalmi változás volt ahhoz képest, amit az emberek korábban gondoltak az élő szervezetekről, a természet lépcsője formájában. A középkori elgondolás szerint a növények és állatok csoportjai alá- és fölérendeltségi viszonyban állnak egymással, tehát vannak alacsonyabb és magasabb „rendű” szervezetek.

 Linné ezt változtatta meg a rangokra épülő rendszerével, amelyben a kisebb kategóriák nagyobb csoportokba, azok pedig még nagyobbakba egyesülnek – s nincs közöttük alárendeltségi viszony. Linné természetesen nem gondolhatott arra, hogy a rendek, az osztályok és a többi kategória időbeli elkülönülése erősen megkérdőjelezhető, hiszen lényegileg a fajok állandóságában hitt, mint mindenki más az ő idejében – a XVIII. században az evolúció elméletének legfeljebb gondolati csírái jelentek csak meg. Darwin utalt először arra, hogy az élet leginkább természetes osztályozása a leszármazáson alapul.  Ugyanakkor érdekes módon a helyzet Darwin után sem sokat változott: a biológusok jelentős része még ma is úgy vélekedik, hogy az evolúció elmélete és a linnéi kategorizálás összhangba hozható egymással. Alig néhány évtizede lehet csak arról olvasni a szakirodalomban, hogy a hagyományos kategorizálással evolúciós nézőpontból gondok lehetnek. A „hibát” tehát természetesen nem Linnében kell keresnünk, hanem inkább saját magunkban, hiszen az ellentmondásokat viszonylag kevesen és nagyon soká ismertük fel.

 Egy hipotetikus csoport evolúciója és a fajok rangokat alkalmazó (balra) és kladisztikai osztályozása (PODANI JÁNOS RAJZA)

– Gondolom, az a probléma gyökere, hogy amikor az evolúció során szétválik két taxon, azaz rendszertani csoport, akkor kezdetben még kicsi a különbség közöttük.

– Pontosan. Tehát ha az Élet Fájára mint alapvető hasonlatra gondolunk, akkor a fa koronáján levő levelek akár még a linnéi elvek szerint is csoportosíthatók. De ha a teljes ágrendszert vesszük figyelembe, akkor a linnéi rendszerben szükségszerűen az osztályok vagy rendek között húzódó nagy eltérések az időben visszafelé haladva elmosódnak. Így aztán a megoldást egy másik típusú hierarchia jelenti. Ebben a fajok nem csoportosulnak skatulyaszerűen családokba, a családok rendekbe, a rendek osztályokba, ahogy azt Linné javasolta, hanem magának az Élet Fájának az ágrendszere adja az osztályozás alapját. Ha képletesen letörünk egy ágat erről a fáról, akkor az egy természetes egység lesz. Erről a letört ágról letörhetünk még egyet, akkor az is természetes egység lesz önmagában, és ezt folytathatjuk tetszés szerint. Tehát az élővilágot nem skatulyákba próbáljuk beleerőszakolni, hanem a több-kevesebb sikerrel rekonstruálható Élet Fájának az ágait leválasztva kapjuk az egyes taxonokat. Ez az úgynevezett kladisztikai osztályozás, amelyben akár a linnéi elvek szerint leírt taxonok is szerepelhetnek, csak nem ragasztunk rájuk osztály, rend vagy család címkét.

– Ezeket az ágakat pedig genetikai adatok alapján határozzuk meg?

– A legtöbb taxon esetében a leszármazási mintázatot hagyományos morfológiai adatok segítségével szinte lehetetlen feltárni. Manapság a molekuláris genetika olyan nagy mennyiségű információt szolgáltat, hogy abból a rendszertan is hasznot húzhat. Egyes gének nukleotid-, azaz DNS-szekvenciájának elemzésével meglehetős biztonsággal meghatározható a ma élő szervezetek evolúciós kapcsolatrendszere. Ennek elméleti alapjait egy német rovarász, Willi Hennig, a „kladisztika atyja” fektette le a múlt század közepén. Ő jött rá arra a módszertani trükkre, amivel a ma élők ismeretében a múltat is rekonstruálni tudjuk. A bioinformatika segítségével ma már ezt sokkal pontosabban megtehetjük, mint ahogy Hennig valaha elképzelte.

EgCarl von Linné, J.H. Scheffel festménye

(FORRÁS: WIKIPEDIA)

– Mi ennek a lényege?

– Olyan géneket kell kiválasztani, amelyek nem változtak meg túlságosan a vizsgált csoport evolúciója során, de annyi mutáció azért bekövetkezett, amennyi a csoport tagjai közötti evolúciós viszonyok feltárásához minimálisan szükséges. Nyilvánvaló, hogy bármely két faj annál közelebbi rokonnak tekinthető, minél kisebb közöttük a gén­szek­ven­cia­beli különbség. Az összes fajra vonatkozó megállapításainkat egy villás elágazású fában, a kladogramban összesítjük. A zöld növények – ma már nem teljesen érvényes – kladogramját az Élet és Tudomány 2007/32. számában megjelent cikkemben lehet megtekinteni. Az ábra részeiből, a kládokból következtetünk az evolúciós fa ágaira, azaz a kladogram alapján osztályozás is készíthető. Ebben, ahogy már utaltam rá, a kisebb kládok természetes részei a nagyobbaknak, azok ugyanúgy természetes részei a még nagyobbaknak és így tovább. Tehát itt is van egy beágyazottság, de ezt maga az evolúció hozta létre. Az eddigi próbálkozásokhoz képest az osztályozás sokkal inkább független a kutató személyes döntéseitől, hiszen maga a természet generálja azt. Természetesen az egész osztályozó eljárás sikere a kladogram-szerkesztés sikerességén múlik,  amit ma már statisztikailag is mérni tudunk.

– Mi történt a rangokkal, s milyen formában jelentkeznek a kládok a könyvben?

– Nincs szó például az orchideafélék családjáról (Orchidaceae), az aszparáguszfélék rendjéről (Asparagales) és az egyszikűek osztályáról (Mono­co­ty­le­do­neae) sem. Az orchideák az Orchidaceae kládba tartoznak, vagyis a klád neve megőrzi a „-ceae” végződést, amely a linnéi rendszerben a családra utal, bár ezt nem kötelező megtartani. Az Orchidaceae ugyanis ténylegesen egy természetes csoport, egy ág az Élet Fáján. Beágyazódik egy nagyobba, amelyet Asparagalesnek neveznek. Ez a spárgafélék rendje a linnéi rendszerben, de most egy nagyobb kládnak a neve, amely az orchideákon kívül még sok más korábbi növénycsaládot is magába foglal. Az Asparagales egy a sok klád közül az egyszikűek még nagyobb kládján, amely egyébként egyike a növényvilág legegyértelműbb természetes evolúciós egységeinek. Ezen találjuk az Acorus (kálmos) kládját is, amely ugyanolyan természetes csoport, mint mondjuk az Orchidaceae, de teljesen felesleges lenne Acoraceae, majd Acorales néven linnéi skatulyákba erőltetni, mert azokban is csak az Acorus szerepelne.

 Az egyszikűek kládja a zárvatermők kládjába (Angiospermae), a két sziklevéllel rendelkező növények csoportjai közé ékelődik. A hagyományos nevezéktan szerinti másik zárvatermő osztály, a kétszikűek tehát evolúciós szempontból már nem természetes csoport, hiszen a legközelebbi feltételezett közös ősük az egyszikűek őse is egyben. Ilyen értelemben a kétszikűek és az egyszikűek nem állíthatók párba, az előbbiek ősei az utóbbiaknak, hagyományos „egyenrangúságuk” tehát értelmetlen.

 BAJOMI BÁLINT

 

2015/34