międzygatunkowe potomstwo. Ilustracja z czasopisma The Illustrated London News, tom XLIV, 20 sierpnia 1864 roku.
Dnia 22 sierpnia doniesiono o zdumiewającym odkryciu. Kawałek kości z jaskini w Rosji okazał się należeć do hominina, który był zupełnie niespotykany. Denny, jak ją nazywają badający ją naukowcy, była hybrydą pierwszego pokolenia. Jej matka była neandertalką, a ojciec denisowianinem. Była dzieckiem dwóch gatunków. Odkrycia zostały zgłoszone w Nature.
Pokryłem to odkrycie, podobnie jak wielu innych, i w ciągu kilku godzin pojawiło się pytanie: „Myślałem, że definicją gatunku jest to, że nie mogą się krzyżować?”
Wielu ludzi wydaje się wierzyć, że zwierzęta należące do różnych gatunków nie mogą się razem rozmnażać, i że to właśnie definiuje gatunek. Podejrzewam, że wielu z nas przyswoiło sobie ten pogląd w dzieciństwie, kiedy uczyliśmy się o mułach. Muł, potomek konia i osła, jest użytecznym zwierzęciem roboczym, ale jest całkowicie bezpłodny i niezdolny do rozmnażania. Wszyscy zdajemy się uogólniać na tej podstawie i zakładamy, że żadna para międzygatunkowa nie może dać płodnego potomstwa.
To nie jest tylko kawałek nauki ludowej. Biolog Ernst Mayr zaproponował w 1942 roku, że gatunek to populacja organizmów, które mogą się ze sobą krzyżować i które albo nie mogą, albo nie krzyżują się z niczym innym. Idea ta stała się znana jako Biologiczna Koncepcja Gatunku i najwyraźniej wielu z nas uczy się jej jako faktu.
Rzecz w tym, że idea Mayra nie jest akceptowana jako be-all-and-end-all przez innych biologów. Zamiast tego, problem jak zdefiniować gatunek jest wciąż dyskutowany dzisiaj, 76 lat po tym jak Mayr opublikował swoją definicję.
Powróćmy do mułów. Nie są one zbyt dobrym przykładem tego, co się dzieje, gdy dwa gatunki się krzyżują. Konie mają 64 chromosomy, a osły 62, więc kiedy te dwa gatunki się rozmnażają, ich mule potomstwo kończy z 63. Ponieważ jest to liczba nieparzysta, nie jest możliwe, aby podzieliły się równo na dwa. Oznacza to, że muł nie jest w stanie wyprodukować plemników i komórek jajowych zawierających dokładnie połowę chromosomów zwierzęcia, tak jak powinno to mieć miejsce. Kiedy te wadliwe komórki płciowe są łączone z komórkami innego muła, powstały zarodek prawdopodobnie będzie miał kluczowe fragmenty brakującego DNA i nie będzie zdolny do życia.
Jednakże wiele odrębnych gatunków ma taką samą liczbę chromosomów. Na przykład, wszystkie małpy człekokształtne (oprócz ludzi) mają w sumie 48 chromosomów, ułożonych w 24 pary. Jeśli wszystko inne jest równe, oznacza to, że powinno być im łatwiej się krzyżować niż koniom i osłom.
Tak też się stało. Szympansy i bonobo krzyżowały się kilkakrotnie od czasu, gdy ich populacje rozdzieliły się kilka milionów lat temu, a genom bonobo również zawiera DNA, które wydaje się pochodzić od trzeciego, niezidentyfikowanego gatunku. Wydaje się, że nie doszło do połączenia w pary innych małp, ale może to być częściowo spowodowane tym, że żyją one w odrębnych siedliskach i nie spotykają się: orangutany są ograniczone do Borneo i Sumatry i jest mało prawdopodobne, że spotkają goryle i szympansy z Afryki. Ale pomysł urzeka ludzi: istnieją długoletnie (niepotwierdzone) pogłoski o hybrydzie szympansa z gorylem, zwanej koolakamba lub kooloo-kamba.
Podobnie, ewolucja człowieka była pełna międzygatunkowego seksu. Nowoczesne ludzie mają interbred z obu Neandertalczyków i Denisovans, Neandertalczycy i Denisovans interbred, a Denisovans interbred z niezidentyfikowanym hominina. Istnieją powody by podejrzewać, że hybrydy pierwszego pokolenia miały pewne problemy zdrowotne, takie jak obniżona płodność, ale najwyraźniej były w stanie poradzić sobie na tyle dobrze, by pozostawić potomków. Dziś wielu ludzi nosi w sobie pewne DNA neandertalczyka i/lub denisowianina.
To ilustruje problem z koncepcją gatunkową Mayra: gdzie narysować linię? Jeśli dwa zwierzęta mogą mieć potomstwo, ale płodność tego potomstwa jest obniżona o 10 procent, to czy rodzice należą do różnych gatunków? A co z 20-procentowym spadkiem płodności – lub 10-procentowym spadkiem płodności w połączeniu z 20-procentowym skróceniem średniej długości życia? Moglibyśmy nalegać, by potomstwo było w 100 procentach bezpłodne, ale to oznaczałoby upadek wielu gatunków, które obecnie uważamy za odrębne, poczynając od szympansów i bonobo. Naleganie, by w ogóle nie produkować potomstwa, zniszczyłoby jeszcze więcej rozróżnień.
Gatunki są często oddzielone, nie przez anatomię reprodukcyjną czy zwyczaj sądowy, ale przez geografię – i te oddzielenia są odwracalne. W jeziorach Alp Europejskich, zanieczyszczenie spowodowało spadek poziomu tlenu w głębszych wodach, zmuszając gatunki, które kiedyś tam żyły, do przeniesienia się bliżej powierzchni. Tam zaczęły się one hybrydyzować z długo żyjącymi mieszkańcami powierzchni. Te gatunki zostały oddzielone przez miliony lat, ale nie były one wystarczająco różne, aby nie być w stanie breed.
W rzeczywistości szacuje się, że 88 procent wszystkich gatunków ryb może hybrydyzować z co najmniej jednym innym, biorąc pod uwagę możliwość. To samo może być prawdą dla 55 procent wszystkich ssaków.
Ta hybrydyzacja ma mieszane dziedzictwo środowiskowe. Z jednej strony, wymarłe gatunki nie są całkiem zniknęły, ponieważ ich DNA żyje dalej. Jest to prawda w przypadku neandertalczyków, a w poniedziałek okazało się, że jest to również prawda w przypadku niedźwiedzi jaskiniowych, których DNA żyje dalej w niedźwiedziach brunatnych, których przodkowie kojarzyli się z niedźwiedziami jaskiniowymi. Wielu z nas widziałoby to zachowanie jako w jakiś sposób dobre.
Ale na odwrotnej stronie hybrydyzacja może również zniszczyć gatunki, jeśli dwie odrębne grupy rozmnażają się tak bardzo, że zlewają się ze sobą. To właśnie stało się z wieloma rybami w jeziorach alpejskich i może to być los niedźwiedzi polarnych, jeśli zostaną one wypchnięte na południe przez topniejący lód i zaczną krzyżować się z innymi niedźwiedziami na dużą skalę.
Lekcja jest taka, że nie powinniśmy zbytnio przywiązywać się do koncepcji, które sami stworzyliśmy. Idea „gatunku” jest ludzką konstrukcją i choć jest użyteczna, nie odwzorowuje dokładnie natury. Pod tym względem jest jak pojęcie „życia”, które większość z nas intuicyjnie rozumie, ale ma trudności z jego zdefiniowaniem. Albo rozważ ten filozoficzny fragment z pisarza science fiction H. G. Wells:
„Weźmy słowo krzesło. Kiedy ktoś mówi krzesło, myśli niejasno o przeciętnym krześle. Ale zbierz pojedyncze przypadki, pomyśl o fotelach i krzesłach do czytania, krzesłach do jadalni i krzesłach kuchennych, krzesłach, które przechodzą w ławki, krzesłach, które przekraczają granicę i stają się kanapami, fotelach dentystycznych, tronach, kabinach operowych, siedzeniach wszelkiego rodzaju, tych cudownych grzybiczych naroślach, które zaludniają podłogę na Wystawie Rzemiosła Artystycznego, a dostrzeżesz, jak leniwym zawiniątkiem w rzeczywistości jest ten prosty, nieskomplikowany termin. We współpracy z inteligentnym stolarzem podjąłbym się pokonać każdą definicję krzesła lub krzesłowatości, którą mi podałeś.”
Inne ludzkie pojęcia mogą być ściślej zdefiniowane i wytyczone, ale zazwyczaj znajdują się w fizyce, a nie w biologii. Nie ma niewyraźnej linii podziału między kwarkiem w górę i kwarkiem w dół, ale naprawdę jest dom w połowie drogi między koniem i osłem.
Na koniec, oto prawdziwie denerwujący fakt. Raz na jakiś czas muły się rozmnażają.
.