A biológia története iránt érdeklődők két jelentős évfordulóról is megemlékeztek az elmúlt években: a svéd Carl Linné születésének 300. évfordulójáról 2007-ben, illetve az angol Charles Robert Darwin születésének bicentenáriumáról 2009-ben, amely véletlenül egybeesett fő műve, a The Origin of Species első kiadásának 150. évfordulójával. Linné méltatása elsősorban arra összpontosult, hogy neki sikerült először rendet teremtenie az „összevisszaságban”: az állatok és növények általa javasolt osztályozása hosszú időn át vezérfonalként szolgált – és szolgál ma is – a természetbúvárok számára. Mindezt kiegészíthetjük azzal, hogy ő tette általánosan elfogadottá a kettős nevezéktant (binominális nómenklatúra), amely két szó, a nemzetség- (genus) és a faj- (species) név felhasználásával lát el címkével minden élőlényt. Ez ugyan nem volt egészen eredeti ötlet,¹ de ezen a téren mégis Linné munkássága számít kiindulópontnak: az általa adott nevek a legrégebbi ma is elfogadott elnevezések a biológiában. Darwinról talán még többet írtak és írnak manapság, mint Linnéről, hiszen az evolúció egyik fő mechanizmusáról szóló magyarázata, a természetes szelekcióról kifejtett elmélete döntő módon alakította át a biológusok szemléletét és ezáltal az élet tudományát, és igen nagy hatással volt más diszciplínák művelőire és laikusokra egyaránt. Ő sem alkotott előzmények nélkül, de kétségen kívül mindenkinél világosabban és elegánsabban fejtette ki véleményét, és zseniálisan összegezte kora tudásanyagát az élővilág átalakulásáról. Ma, a genetika és a molekuláris biológia felfedezéseinek ismeretében válik – szinte – minden biológus számára bizonyossággá mindaz, ami Darwin idejében még csak feltételezés volt.

Mindezt megemlékező cikkek és előadások százai meglehetős részletességgel tárgyalták mindkét tudós esetében, de néhány kérdés – úgy tűnik – kevés figyelmet kapott. A két évforduló kapcsán háttérben maradt annak vizsgálata, hogy Linné és Darwin hatása együttesen miképpen, milyen viszonylagos súllyal érvényesül a XXI. század biológusainak gondolkodásában, szemléletük formálásában. Összeegyeztethető-e mindaz, amivel a biológia történetének eme két géniusza meglepte a tudományos és nem tudományos világot? Vannak-e olyan részletek, ahol változtatnunk kell saját felfogásunkon, több évtizedes-évszázados beidegződéseinken? Van-e olyan lényeges szempont, amelyről kicsit megfeledkeztünk a nagy ünneplésben? Ebben a cikkben ezekre a kérdésekre keressük a választ.

Állandóság és változás

Mondanunk sem kell, Linné és Darwin két, alapjaiban eltérő szemléletmód képviselői – amelyek között jóval nagyobb ellentét feszül, mint ami százévnyi eltérésből általában következik a tudománytörténetben. Linné korában az evolúció gondolata még fel sem merült, így ő lényegileg az élőlények változatlanságában hitt. Zsenialitása abban mutatkozott meg leginkább, hogy szakított a kor általános felfogásával, miszerint a természeti objektumok – ideértve a „természetfeletti lényeket” is – egyetlen egy nagy osztályozási sorba, a természet lépcsőjébe vagy létrájába (scala naturae) illeszkednek. Ebben legalul vannak az élettelen dolgok (például ásványok), amelyeket a növények csoportjai, az állatok, az ember, majd – „természetesen” – a természetfelettiek követnek. Vagyis, mindenki egy olyan, egymást kizáró csoportokból álló (ún. exkluzív) hierarchiában gondolkodott, ami az egyházi méltóságok rangsorára² emlékeztet, de jól ismert a kasztrendszer vagy a katonai rendfokozatok példáján is. (Eme felfogás maradványa egyébként az, amikor sokan ma is „alacsonyabb rendű” és „magasabb rendű” vagy „rangú” fajokról, szervezetekről beszélnek.) Linné meg volt győződve arról, hogy minden természeti objektum osztályozható, de a „természet rendjéről” más volt a felfogása. Az osztályozás alapegységei, a fajok nemzetségekbe, a nemzetségek rendekbe (ordo), a rendek osztályokba (classis) sorolhatók-sorolandók, mert egy ilyen rendszer tükrözi jobban a valóságot, és ennek segítségével sokkal hatékonyabban igazodhatunk el a sokféleségben. (A család [familia] és sok más kategória csak később került a rendszertani fokozatok listájára.) Linné rendszerében az egyes csoportok mellérendelt relációban állnak egymással: például minden nemzetség egyenrangú, függetlenül attól, hogy milyen „fejlettségű” szervezeteket foglal magába. Matematikus szemmel nézve Linné osztályozása fa-gráfnak³ is felfogható (1/a, 1/b ábra), ami azért érdekes, mert a fák később kiemelt fontosságot nyertek a biológiában. Eme skatulyázós, ún. inkluzív hierarchia felállításához egyértelműen az arisztotelészi logika adta az alapötletet (hadd utaljak csupán olyan jól ismert fogalmakra, mint a divisio, a genus proximum és a differentia specifica). Három különálló osztályozást alkotott Linné, egyet a növények, egyet az állatok, és egy harmadikat pedig a kőzetek (és kövületek!) számára. Élesen eltérő módon viszonyult az állatokhoz és a növényekhez; míg az előbbiek csoportosítása természetes volt, és itt-ott megegyezik mai felfogásunkkal is, az utóbbiak osztályozását mesterségesen kiragadott bélyegekre, a porzók, illetve a termők, azaz az ivarszervek sajátságaira alapozta. Talán kevéssé ismert, hogy ezzel a „szexista” felfogással igencsak magára haragította kora tudományos és nem tudományos közvéleményét egyaránt, s a reakció erejét csak a Darwinnal szemben mutatkozó ellenségeskedéssel lehet összehasonlítani. Botanikus kollégái felháborodottan kommentálták azt, hogy „egy nőre akár tíz férfi is juthat” a virágban, így Linné egy ideig emigrációba szorult, műveit pedig a Vatikán könyvtára évtizedekig nem fogadta be. Idősebb korára Philosophia botanica című könyvében közvetve már elismerte növényi osztályozásának túlzottan mesterséges jellegét, és az alaktani hasonlóságokon alapuló természetes csoportosítást is bemutatta.

Bár Linné alapvetően az állandóságra, a fajok, a rendek és más kategóriák megváltoztathatatlanságára esküdött, azt elismerte, hogy kereszteződéssel új fajok is létrejöhetnek. Az a felismerés azonban, miszerint más jellegű változások a hibridizációnál sokkalta nagyobb mértékben alakítják az élővilágot, még hátra volt. Az evolúcióról van szó, amelynek alapgondolata – az általános vélekedéssel ellentétben – korántsem Charles Darwin műveiben bukkant fel először. Nagyapja, Erasmus Darwin, a francia Geoffroy Saint-Hilaire és különösképpen Jean-Baptiste Lamarck már jóval előbb felvetették a fajok egymásból való átalakulásának lehetőségét. Ezen a ponton tehát akkor szolgáltatunk igazságot, ha most egy másik – sajnálatosan mellőzött – évfordulóról is megemlékezünk: Darwin születésének évében, azaz 1809-ben jelent meg ugyanis Lamarck könyvében az első ábra, amely különféle állatcsoportok egymásból való kialakulásának útvonalait vázolta fel, vagyis ez volt az első törzsfa-jellegű ábrázolás (1/c ábra). Bár a bemutatott kapcsolatok egyike-másika mai szemmel nézve meglehetősen naiv feltételezéseket takar (például a tojásrakó emlősök leszármaztatása a madarakból), szerintem Lamarck rajza egyike a biológiatörténet legfontosabb ábráinak. Lamarck érdemtelen háttérbe szorítása egyértelműen annak köszönhető, hogy ő még nem talált megfelelő magyarázatot az evolúció hajtóerejére, mert ezt a szerzett tulajdonságok utódgenerációkra történő továbbvitelében jelölte meg. A mai szemmel nézve is igen precíz válaszra még éppen ötven esztendeig, Darwin fő művének a megjelenéséig kellett várni.

Darwin alapvető felismerése az volt, hogy hosszú távon, nagy időskálán nézve a változások oka a természetes kiválogatódásban, a rátermettebbek nagyobb eséllyel történő megmaradásában keresendő. Mindezt briliáns logikával fejti ki, nagymértékben támaszkodva elődei és kortársai megfigyeléseire, különösen az állatok domesztikációjával kapcsolatos tapasztalataira. Íróasztala mellett maradva, könyveket, cikkeket és leveleket olvasgatva azonban ő sem tudta volna megtenni a döntő lépést. Közismert módon, a Beagle nevű vitorláson tett világkörüli utazásán észleltek, és elsősorban a Galapagos-szigeteken tapasztaltak erősítették meg abban a felismerésben, hogy a ma megfigyelt élővilág pillanatfelvétel csupán és korántsem befagyott állandóság. Az a sokféleség, amit ma látunk, a fajok populációinak összetételében mutatkozó apró, önmagukban jelentéktelennek tűnő (ha egyáltalán észrevehető) változások sorozatával, vagyis az evolúció révén jött létre. A biológiát szinte sarkaiból kifordító érveinek kifejtéséhez megdöbbentő módon mindössze egyetlen egy (!) rajzra volt szüksége (1/d ábra) – míg manapság egy átlagos tízoldalas tudományos cikkben van vagy négy-öt grafikon. Ennek segítségével a fajok keletkezésének, a populációk elválásának és kipusztulásának hipotetikus útvonalait mutatja be, ami a populációk közötti ős–leszármazott kapcsolatok első, nyomtatásban megjelent ábrázolása.⁴ A mikroevolúció és makroevolúció összefüggéseit magyarázó rajzára úgy hivatkozhatunk, mint az első evolúciós vagy filogenetikai fára, s amit képzeletbeli galériánkban méltán helyezhetünk Linné alkotmánya és Lamarck törzsfája mellé. Az igazság kedvéért azonban a skót–angol származású Alfred Russel Wallace (1823–1913) nevét is meg kell említenünk, hiszen ő is hasonló következtetésekre jutott utazásai során, mint honfitársa. Darwin egyébként akkor döntötte el véglegesen, hogy saját, csaknem kész kéziratos anyagával nem vár tovább, gyorsan befejezi és kiadja A fajok eredetét, amikor Wallace hasonló tartalmú írása hivatalos úton a kezébe került.

Egy történeti gyökerű konfliktus

Mint a cikk elején már utaltam rá, a biológusok túlnyomó többsége egyetért abban, hogy a Földünkön megfigyelhető biológiai sokféleség az evolúció eredménye. Minden rendelkezésünkre álló megfigyelés, adat, számítógépes modell és tudományos érvelés emellett szól, s maradéktalanul beilleszthető az evolúcióelmélet kereteibe, míg az evolúció tényét cáfoló bizonyítékot még senki sem tudott felmutatni,⁵ koherens elméletről nem is szólva. Következésképpen, az élővilágot leíró és összesítő osztályozásnak, a rendszerezés tudományának, vagyis a taxonómiának az evolúciós folyamat elsőbbségéhez kellene alkalmazkodnia. Darwin több helyen, így A fajok eredetében is kifejtette abbéli vélekedését, hogy az a leginkább természetes osztályozás, amely a leszármazást veszi figyelembe – s nem, mondjuk, a szemmel is felmérhető morfológiai hasonlatosságot. Másik híres művében, a The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex (1871) fogalmazta meg ezt igazán egyértelműen:

[The natural system,] „it is now generally admitted, must be, as far as possible, genealogical in arrangement, – that is, the co-descendants of the same form must be kept together in one group, apart from the co-descendants of any other form; but if the parent-forms are related, so will be their descendants, and the two groups together will form a larger group”.

Vagyis: valamely ős összes leszármazottját egy csoportba kell sorolni csakúgy, mint bármely másikét, s ha két ilyen ős rokona egymásnak, akkor ezek összes leszármazottja együttesen alkosson egy nagyobb taxont. Ennek az elvnek a gyakorlati érvényesítését azonban a fentiekben vázolt történetiség, – az a tény, hogy Linné száz évvel megelőzte Darwint – jelentősen nehezíti. Időrendben az osztályozások jelentek meg először, törzsfák jóval később, és az evolúció korrekt magyarázata pedig még később látott napvilágot – míg ma már látjuk, Darwin fent idézett javaslata alapján és minden logika szerint fordított lenne a „helyes” sorrend: a populációk evolúciós megváltozása a háttérfolyamat, ez összegezhető evolúciós fa formájában és az osztályozásnak az utóbbin kellene alapulnia. Ezt az ellentétet még valahogy ki lehetne küszöbölni, de Linnét követően, még azelőtt, hogy az evolúcióelmélet széles körben elfogadottá vált volna, a biológusok az osztályozás minden aspektusát szabálykönyvekben („nevezéktani kódokban”) rögzítették. A Linné-féle hierarchia alkalmazása „kötelezővé” vált minden rendszertanos kutató számára, s ma is „előírás”, hogy az újonnan felfedezett fajokat vagy a hierarchia más csoportjait (ún. taxonokat) a már meglévő Linné-féle hierarchiába kell besorolni (a kihalt formákat is). Mindez nélkülözhetetlennek tűnik a káosz elkerülése érdekében, amint az is alapvetően fontos, hogy minden szervezet azt a nevet viselje, amit első leírója adott neki. Ez és a száz év „előny” viszont azt eredményezte, hogy Linné felfogása az osztályozásról kőkeményen bevésődött a szakmai gondolkozásba és a köztudatba egyaránt – számos, előre nem látható következménnyel…

A múlt rekonstrukciója

Ha tehát Darwin véleményét komolyan vesszük, a linnéi hagyományokon nyugvó osztályozásokat erőteljes revízió alá kell-kellene venni. Ezen a ponton az olvasó joggal kérdezheti: hogyan lehetne eljárni egy évmilliárdok óta zajló folyamat figyelembe vételével, amikor ismereteink a jelen élővilágáról is tökéletlenek, nemhogy a régmúlt korokéról?⁶ Ha a világ összes múzeumának összes szekrénye csak fosszíliáktól roskadozna, akkor se gondolhatnánk komolyan, hogy az evolúció útvonalait részletesen és dokumentáltan rekonstruálni lehetne. S valóban, ajánlásait Darwin saját maga sem tudta igazán érvényesíteni egyetlen egy rendszertani jellegű monográfiájában, amelyet a tengerek erősen módosult ízeltlábúiról, a kacslábú rákokról (Cirripedia) készített. Bár sok elméleti kérdést vetett fel ennek során, lényegében véve hasonló módon osztályozott, mint akármelyik kollégája bármely másik rendszertani csoport vizsgálata során.

Tényleg ennyire naiv lett volna Darwin, amikor az osztályozással szembeni kívánalmait megfogalmazta? Inkább arról van szó, hogy ebben a vonatkozásban is előrelátó volt, mint sok mindenben, és sejtette: javaslata előbb-utóbb – valamilyen formában – megvalósíthatóvá válik. Kortársa és műveinek elhivatott népszerűsítője, a jénai Ernst Haeckel (1834–1919) például igen sokat tett azért, hogy a klasszifikáció evolúciós alapokra kerüljön. Az igazi áttörés azonban csak a XX. század közepe táján következett be egy német rovarász, Willi Hennig (1913–1976) munkásságának köszönhetően. Ötlete nagyon egyszerű volt, mondhatnánk, csak éppen ki kellett találni. Hennig úgy vélekedett, hogy az egyes tulajdonságok nem egyformán fontosak az osztályozásban, és csak azokat érdemes figyelembe venni, amelyek evolúciós újdonságnak számítanak a vizsgált csoporton belül. Minél több ilyen sajátságban egyeznek meg egyes fajok, feltehetőleg annál közelebbi rokonok. Némi számolás után a fajok teljes rokonsági rendszerét egy fával, az ún. kladogrammal tudjuk összesíteni (2/a ábra, ami újabb jelölt a nagyhatású illusztrációk képzeletbeli galériájában). Ennek végágain helyezkednek el a vizsgált szervezetek, míg a belső szögpontok csupán hipotetikus közös ősöket képviselnek. Hennig módszerének eredetisége tehát abban áll, hogy a ma élő szervezetek ismeretében – vagyis anélkül, hogy kihalt rokonaikról, őseikről bármi konkrétumot is tudnánk (!) – javaslatot tesz azok leszármazási mintázatára.
Hennig módszere egy ideig feltűnés nélkül szunnyadt német nyelvű publikációiban, de könyvének amerikai kiadása már komoly reakciót váltott ki. A kladisztikai irányzat rövidesen kiszorította a 70-es évek elején még népszerű numerikus taxonómiai iskolát, átvéve attól az objektivitásra való törekvés igényét. A számítástechnika fejlődése közben lehetővé tette, hogy egyre több adatot egyre hatékonyabban lehessen a kutató döntéseitől viszonylag függetlenül és megismételhető módon kiértékelni. Az alaktani bélyegek azonban sokszor megtéveszthetnek bennünket: gyakori jelenség, hogy valamely evolúciósan új tulajdonság több csoportban egymástól függetlenül is megjelenik, megkérdőjelezve a kladogram-szerkesztés sikerességét. A múltbéli történések sora, mint arra Emil Zuckerkandl és Linus Pauling (1901–1994) már 1965-ben felhívták a figyelmet, sokkal jobban megismerhető a fehérjék, illetve a nukleinsavak segítségével. A biológusok figyelme tehát lassan az óriásmolekulák felé fordult, hiszen építőköveik (aminosavak, illetve nukleotidok) sorrendisége minden korábbi morfológiai adatbázisnál sokkalta nagyobb információtartalommal bír, s ennél fogva kevésbé érzékeny a párhuzamosságokra. A molekuláris biológia gyors fejlődése tette lehetővé, hogy mindez ne csak elvi lehetőség legyen, hanem a gyakorlatban is alkalmazhatóvá váljon. Ma már ott tartunk, hogy biológus kutatók ezrei foglalkoznak kladisztikával, nemcsak tisztán „törzsfagyártási” céllal, hanem például koevolúciós folyamatok és biogeográfiai történések elemzésében is.⁷ Eredményeiket a Tree of Life nemzetközi projekt (http://tolweb.org/tree/) egyesíti, igazolva, hogy ma már minden eddiginél közelebb vagyunk Darwin álmának megvalósulásához, az élet fájának rekonstrukciójához.

Az élet egyetlen fája

Az evolúcióelmélet népszerűsítésében élen járó Richard Dawkins fejtette ki közérthető módon, hogy az evolúció egyedi és megismételhetetlen folyamat, így annak csak egyetlen egy fa felelhet meg hiánytalanul, s minden más ábrázolás szükségképpen tévedésekkel terhelt. Igen fontos azonban tisztázni, hogy milyen jellegű is az a gráf, amit egyáltalán keresni érdemes. A darwini filogenetikai fa⁸ populációk közötti átmenetek összegzése generációról generációra, amelyben két pontot akkor kötünk éllel össze, ha közvetlen leszármazási kapcsolat van a nekik megfelelő két populáció között. A gráf tehát ős–leszármazott relációkat mutat be, és ily módon az evolúciós folyamatok időbeli, diakrón ábrázolásának tekintendő (2/b ábra). Hiányos múltbéli ismereteink miatt azonban biztosak lehetünk abban, hogy ezt az igazi fát sohasem tudjuk megszerkeszteni, ismereteink ehhez nemcsak tökéletlenek, hanem – szó szerint – jelentéktelenek is. Emiatt, ha populációk helyett fajokban vagy magasabb rendszertani kategóriákban gondolkozunk is, a darwini filogenetikai fa megszerkesztése, a múltbeli történések tökéletes rekonstrukciója elvileg lehetetlen marad. Ennek ellenére természetesen a mégoly hiányos paleobiológiai ismeretek birtokában is megengedhetünk olyan filogenetikai következtetéseket, mint például „a madarak hüllőkből származtak”, vagy pedig „az egyszikűek ősei kétszikűek voltak”, de ezeket az átalakulásokat a fenti mikroevolúciós részletességgel sohasem tudjuk feltárni, megismerni. Darwin törzsfájára tehát mint evolúciós modellre kell elsősorban tekintenünk, melynek totális rekonstrukciója illúzió csupán. Más a helyzet a kladogramokkal, mert ezek nem ős–leszármazott kapcsolatokat, hanem az egy időben élők⁹ testvércsoporti relációit fejezik ki. Két populációt vagy fajok két csoportját testvérnek mondjuk (azaz legközelebbi rokonai egymásnak), ha őket egy belső szögpont – ama hipotetikus közös ős – közvetlenül kapcsol össze a gráfban. S a lényeg most következik: ha minden belső szögpont helyesen mutatja a hozzá tartozó testvércsoporti relációt, akkor ez azt jelenti, hogy a darwini evolúciós fa ma élőket is tartalmazó részének a vázát (topológiáját) találtuk meg (2/c ábra). A kladogram tehát az evolúciós mintázat sajátságos egyidejű, szinkrón reprezentációja, s csak ebben az értelemben tekinthetjük azt filogenetikai rekonstrukciónak: Az élet fájának megkereshető és megbecsülhető változata voltaképpen „csak” az élet egyetlen kladogramja lehet.

Az evolúciós fák és a kladogramok összetévesztéséből, az általuk bemutatott relációk félreértéséből rengeteg át nem gondolt megjegyzés és helytelen következtetés adódik még a legkomolyabb folyóiratokban is. Nagyon gyakori és zavarba ejtő például az, amikor az oldalsó ágra került taxont az összes többi faj ősének tekintik (például az E-t az A-D ősének, 2/c ábra), holott nyilvánvaló: egyik ma élő faj sem lehet más, vele egy időben élő szervezetek bármely csoportjának evolúciós elődje.¹⁰ A ma élő kétéltűek nem ősei a mostani hüllőknek, egyik ma ismert kétszikű sem elődje a többieknek, a recens „majmok” – természetesen – nem ősei az embernek és így tovább. Minden ilyen téveszmére Kevin Omland és munkatársai találóan a primitive lineage fallacy kifejezéssel hivatkoznak. A kladogram alapján nem lehet olyan kérdéseket megválaszolni, mint például: melyik faj a legősibb, a legfiatalabb, vagy éppen a „legprimitívebb”.

Hogyan osztályozzunk?

A legtöbb félreértés, cikkek százaiban kifejtett érvelés és a vallási viták hevességével felérő szópárbaj azonban arra vonatkozik, hogy miképpen osztályozzunk, figyelembe vegyük-e a leszármazást, s ha igen, hogyan? Az osztályozás egyértelműen humán tevékenység, hiszen objektumok egy adott halmazára sokféle osztályozás készíthető, mindegyiket az adott célhoz igazítva (például a növényeket felhasználásuk, földrajzi elterjedésük, életformájuk vagy éppen a nevük kezdőbetűje szerint is osztályozhatjuk). De milyen legyen akkor az élet „valódi”, rendszertankönyvekbe való egyetlen, kitüntetett és objektív osztályozása? Miután az evolúciós folyamat egyedi, a kutató tudatától és mindennemű befolyásoltságtól leginkább mentes osztályozás az lesz, ami e folyamat összegzésén, a törzsfán alapszik. S valóban, egy törpe kisebbségtől eltekintve a biológusok zöme ma már egyetért abban, hogy a rendszertani csoportok elkülönítésében – Darwin nyomdokain – a közös leszármazás legyen a fő szempont. Az igazi nézeteltérések viszont ezután kezdődnek…

A Linné-féle osztályozás statikus és igen merev konstrukció: minden egyed egy fajhoz, minden faj egy adott génuszhoz tartozik és így tovább. Ezen csoportok között definíciószerűen éles a határ – átfedés legfeljebb a hibridfajok esetében jelentkezik, más átmenetet a taxonómia nem ismer. Linné inkluzív hierarchiájában „felfelé haladva” a morfológiai szakadék szélesedik, két génusz elkülönítéséhez több eltérés kell, mint két faj elválasztásához, a rendek elhatárolása nagyobb taxonómiai különbözőséget tételez fel, mint a családoké, és így tovább. Ezzel szemben az evolúció maga a folytonosság, és ha egyes populációk hosszabb ideig változatlannak tűnhetnek is, taxonómiailag értékelhető váltás általában nem következhetett be hirtelen egyik generációról a másikra.¹¹ Különösen a fajnál magasabb rendszertani kategóriák esetében tekinthetjük ezt kizártnak. Márpedig ha a Linné-féle hierarchiát akarjuk alkalmazni az összes valaha élt és ma élő szervezet együttes osztályozására – a mai taxonómusok ui. ezt teszik, Linnével ellentétben! – akkor egy paradox helyzet áll elő: egyes múltbéli populációk között húzható faji határnak egybe kell esnie a génusz-, család-, rend-, osztály- és törzsi szintű elhatárolással! Nyilvánvaló azonban, hogy például az a tulajdonságcsoport, ami a ma élő zárvatermőket a nyitvatermőktől élesen elválasztja (például a kettős megtermékenyítés, a magház, a vízszállító csövek) nem két generáció között alakult ki, amint azt a szigorú hierarchikus osztályozás feltételezi, hanem hosszas evolúciós folyamat eredménye (Tod Stuessy szerint a nyitvatermők és zárvatermők közötti evolúciós átmenet akár százmillió évig is eltarthatott). Rengeteg egyéb esetet is felsorolhatnánk (a biológia bővelkedik ezekben), így csak a halak és a négylábúak, vagy a hüllők és a madarak példáját emeljük még ki. A Linné-féle hierarchia alkalmazása kihalt fajokra, a mában tapasztalt hierarchikus mintázat visszavetítése a múltba, azaz egy diakrón típusú linnéi osztályozás tehát minimum ellentmondásos az evolúciós folytonosság, a változás miatt. Mindezt közvetve Darwin is felismerte, amikor megjegyezte, hogy a taxonok elkülönítése – az őslénytannal foglalkozók „nagy szerencséjére” – a fosszilis anyagban mutatkozó hiátusok miatt lehetséges csupán – márpedig a fosszilis anyag egy olyan sajthoz hasonlítható, amely szinte csak lyukakból tevődik össze. Tudomásom szerint Roy Albert Crowson (1914–1999) brit rovarász¹² vetette fel először azt, hogy a fenti okokból a linnéi osztályozás csak az egy időben élő szervezeteket összesítse. De ne feledkezzünk meg a kihaltakról sem, és készítsünk külön-külön klasszifikációkat legalább a földtörténeti időszakok szerint, ha finomabb léptékben ez már nem is megy. Vagyis, az osztályozás célszerűen csak szinkrón lehet. Crowson javaslata azonban nem talált követőre, holott teljesen összhangban van Linné elképzeléseivel, hiszen a nagy svéd tudós is – lényegében véve – az egy idősíkban élőkre alkotta meg hierarchikus rendszerét. Mindebből logikailag következik egyes rendszertani iskolák (például az evolutionary taxonomy) fő problémája: elismerik ugyan az evolúció szerepét a földi biodiverzitás kialakításában, de furcsa módon az evolúciós folytonosságot nem veszik igazán komolyan, és ráadásul nem kötődnek a valódi linnéi hagyományhoz, azaz az egyidejűséghez és állandósághoz sem.

A kiutat, és ezt az olvasó a fentiek alapján már ki is találhatja, a kladisztika kínálja. A linnéi hierarchikus osztályozás nyilván nem vagy csak nehezen és rengeteg bonyodalommal váltható fel mással, így ezt a legtöbb biológus meg szeretné tartani. Ez természetesen érthető és célszerű is, de Darwin ajánlását is jó lenne figyelembe venni, hiszen ez ad elméleti hátteret az osztályozáshoz. Mindehhez a Hennig javasolta kladisztikai módszerek és azok molekuláris adatok feldolgozásához illesztett szofisztikált változatai jelentik a módszertani bázist. A kladogramok pedig viszonylag könnyen átalakíthatók egy Linné-féle hierarchiába, oly módon, hogy minden taxonban közös leszármazásúakat (és csak azokat) egyesítünk (lásd a 2/d ábra egyszerű példáját). A kapott klasszifikáció így megfelel Crowson ajánlásainak is, vagyis: az élővilág linnéi osztályozása a darwini kritériumok alapján teljesen reális célkitűzés, ha figyelmünket a ma élő szervezetekre összpontosítjuk, s a kladisztika eredményeiből indulunk ki.

Ma már példák serege igazolja, hogy a többség – kimondva, kimondatlanul – a fenti utat követi. Figyelemre méltó, hogy számos esetben a tradicionális taxonómia csoportosítása a molekuláris elemzések tükrében is megállja a helyét. Törzsek, osztályok, rendek és családok sokaságáról bizonyosodik be, hogy a makromolekulák sem mondanak mást, mint a morfológiai tulajdonságok. A növények köréből a zárvatermőket, az egyszikűeket és a fészkeseket említhetjük, mint ahogy a puhatestűek, a gerincesek, az emlősök, a madarak és a lepkék is jól körülhatárolható csoportokat jelentenek az élet egyetlen igazi kladogramján. Sok esetben azonban már a korábbi morfológiai és a későbbi molekuláris kladisztikai eredmények is megváltoztatják korábbi elképzeléseinket. Kiderül például, hogy az állatok számos törzse, amelyekről azelőtt senki sem gondolta volna, hogy filogenetikai rokonság fűzné össze őket (fonálférgek, kerekesférgek, ízeltlábúak) egy nagy ágat jelentenek az állatvilág törzsfáján (Vedlők – Ecdysozoa), mert mindannyian vedléssel szabadulnak meg kinőtt kültakarójuktól. Azt se sejtette senki, hogy a kétszikűek egy jól körülhatárolt csoportja (Eurosid I) egyesíti magában mindazokat a növénycsaládokat, amelyekben nitrogénkötő baktériumokkal szimbiózisban élő fajokat találunk (például a pillangósok, nyírfafélék). Ezek a korábbi rendszerekben egymástól igen távol voltak. A kladisztika módszerei mutatnak tehát rá olyan összefüggésekre, amelyek egyébként homályban maradtak volna. És amikor a morfológia totális csődöt mond, mert nincs olyan közös bélyeg, melynek alapján egyáltalán lehetséges volna az összehasonlítás, csak a molekulák segíthetnek. Így derül ki sok élősködőről, hogy hova is tartozik valójában. Azelőtt nem tudtuk, hogy az egysejtű nyálkaspórások (Myxozoa) fajai voltaképpen a csalánozók rokonsági körébe sorolhatók, azaz egysejtű létük másodlagosan alakult ki parazita életmódjuk eredményeként. Persze vannak olyan esetek is, amikor a közvélekedés vonakodva fogadja el az új eredményeket. Például „nehezen emészthető” a klasszikus rendszertanon nevelkedtek számára az, hogy a hüllők már nem taxon, mert közös ősük egyben a madarak közös őse is volt. Ezen nem az segít, hogy a madarakat is (egyes javaslatok szerint) hüllőnek fogjuk fel, hanem az, hogy a hüllők ma élő nagy csoportjait (a gyíkokat, kígyókat, teknősöket és krokodilokat) külön-külön olyan rangra emeljük, mint a madarakat (osztály a gerinceseken belül). A „hüllő” kifejezést pedig megtartjuk egy olyan fejlődési szint számára, amelynek legfeljebb egy éles határok nélküli diakrón osztályozásban lenne értelme. Ugyanígy jár a halak vagy akár a kétszikű növények csoportja is, nem is beszélve a mohákról és a harasztokról.

Hogyan nevezzük el az élőlényeket?

Végezetül egy olyan témát is érdemes megvizsgálnunk, amelyben első látásra úgy tűnik, Linnének és Darwinnak nem sok köze van egymáshoz: az élőlények elnevezésének kérdéseit. Az egységes nómenklatúra rendkívül fontos a biológiában, hiszen enélkül nem tudnánk, hogy miről beszélünk, mit vizsgálunk. Annak, aki egész kutatói pályáján csak az Arabidopsis thaliana nevű kis keresztes virágú növénnyel foglalkozik (ez ui. kedvelt alanya a molekuláris genetikai vizsgálatoknak, és ma már igen sokat tudunk róla) éppen olyan fontos a nevezéktan, mint a fajok százaival sőt ezreivel foglalkozó trópusi erdő-ökológusnak. Ebben a tekintetben nincs közöttük különbség, az eltérő fajszám ellenére sem. Ma már tisztán látjuk azonban, hogy a kettős név bevezetése – ellentétben az inkluzív hierarchiával – óriási tévedés volt, bár ezt sokan még mindig Linné egyik fő érdemének fogják fel. A bajok forrása ott keresendő, hogy Linné az osztályozás alapegységeként a fajokat jelölte meg, mint ahogy ma is tesszük, viszont a nómenklatúra alapegysége a génusz! A fajnevek (például vernalis, communis, aquatica vagy akár thaliana) önmagukban semmit sem érnek, ha nem tesszük eléjük a nemzetség nevét. A génusz viszont már egy faj feletti taxon, és az, hogy egy faj milyen nevet viseljen, ily módon nem független a klasszifikációtól. Persze Linné döntése – a saját szempontjai szerint – akár érthető is, mert meg volt győződve arról, hogy azt az osztályozást „találta meg”, ami eleve teremtetett – vagyis nemcsak a fajok állandóak, hanem majd az ő klasszifikációja is örök érvényű marad. Az utódok viszont korántsem gondolkoztak így, hiszen már az evolúcióelmélet megjelenése előtt alaposan átrendezték Linné rendszerét, a kettős neveket is – és az „átdolgozás” azóta is szüntelenül tart. Annak a megítélése ugyanis, hogy mely fajok tartozzanak egy nemzetségbe már jóval nehezebb probléma, mint a faji identitás keresése. Nem minden génusz olyan egyértelmű (azaz „természetes”), mint mondjuk a tölgyeké (Quercus) vagy a rózsáké (Rosa), melyeknél viszont inkább a fajok elkülönítése okozza a fő problémát. A kettős nevezéktan alkalmazása azt eredményezte, hogy vannak olyan fajok, amelyek már három-négy, sőt több génuszt is megjártak a taxonómusok átsoroló tevékenységének eredményeként, így az eredeti név adója sem ismerne rá. Ha Linnének megmutathatnánk az Eleocharis palustris, Epipactis palustris és Rorippa palustris neveket, és közölnénk vele, hogy ezeket a fajokat ő írta le először, akkor bizony fogalma se volna arról, hogy melyik palustris mit is rejt valójában (ui. eredetileg ezeket a Scirpus, a Serapias, illetve a Sysimbrium génuszokba sorolta be 1753-ban). A rendszertan tehát meglehetősen kaotikus önmagában, az evolúciós szemlélet nélkül is. Ha minden fajt egyedi név jelölne, s nemcsak a faj feletti taxonokat, akkor ez a probléma fel sem merülne. Ugyanakkor a kettős nevek már annyira beépültek minden biológus tudatába, könyvek és cikkek százezreibe, hogy bármiféle lényeges változtatás lehetetlen lenne. Azon mindenesetre érdemes elgondolkodni, hogy a génusz szintet esetleg törölhetjük a rendszertani rangok sorából, s a kettős fajneveket a továbbiakban már érintetlenül hagyjuk az osztályozás során.

Az utókor Linné hibáját egy még rosszabb döntéssel tetézte, ami történetileg persze szintén érthető. Hosszú ideig ugyanis az élővilágot két fő részre bontották, növényekre és állatokra, melyeket két külön diszciplína, a botanika és a zoológia vizsgált (ennek persze máig ható hatása van például az egyetemi tanszékek megnevezésében). A két tudományág idővel jelentősen elszakadt egymástól, és külön – egymástól független – nómenklatúrai szabályrendszert állított fel magának.¹³ Az élőlények elnevezése tehát nem egységes, amelynek időnként igen furcsa következményei vannak. Több száz génusz név egyformán jelöl – a szabályok szerint érvényesen – állatot és növényt egyaránt (írjuk be a Google képkeresőjébe a Prunella vagy Arenaria szavakat, s hasonlítsuk össze, mik is tartoznak „ugyanabba” a génuszba). A zűrzavart csak kismértékben – de elviekben annál súlyosabban – fokozza, hogy tucatnyinál több esetet ismerünk, amikor a binomen mindkét része azonos egy növény és egy állat esetében. Ezt felismerve a bakteriológusok megalkották saját nómenklatúrájukat a prokarióta élőlények számára – de ezzel nem csökkentették, hanem csak növelték a káoszt. Evolúcióbiológiai értelemben ugyanis távolról sem felel meg a valóságnak a fenti hármas felosztás, s ma már látjuk, a növénytani nómenklatúra olyan szervezetek esetében tart igényt a névadásra, amelyek teljesen különböző származásúak (3. ábra). Legfeltűnőbb a gombák esete, melyeket ma is a botanikai szabályok szerint kell elnevezni, holott az állatokhoz sokkal közelebb állnak, mint a növényekhez. Bár voltak próbálkozások a nevezéktan egységesítésére (például a BioCode), de mindegyik eredménytelen maradt. Míg a tudomány más területein a „kőbe vésés” szinte teljesen kizárt, a taxonómusok mindmáig keményen ellenállnak minden alapvető változásnak a régi nevek „stabilitása” és szabályaik állandósága érdekében, nem ismerve fel azt, hogy éppen ezzel okozzák a legtöbb gondot minden evolúciós szemléletű biológusnak.

Epilógus

Linné és Darwin, Hennig és Crowson – és sok ezer biológus kutató – munkásságának közös tanulsága csak egy lehet: az evolúció tudománya és az osztályozás tudománya (a rendszertan) nem választhatók el egymástól! Egyik sem érthető meg igazán a másik nélkül, s ezt csak oly módon tudatosíthatjuk a jelen, s főleg a jövő biológus generációi számára, ha oktatásukat középiskolai és egyetemi szinten is integráljuk. Így alakulhat csak ki az a fajta biológustársadalom, amely nem részterületek elefántcsont-tornyából tekint a többiekre, s nem értetlenkedve-gyanakodva figyeli a biológiai tudomány fejlődését – ha egyáltalán figyeli – hanem képes az új eredmények szintetizálására, önnön szemléletének folytonos megújítására is. Mindezt annak érdekében tegyük, hogy valóra váltsuk minden biológus közös álmát, az élet fájának minél pontosabb megszerkesztését, s ezáltal a rendszerezés evolúciós alapjainak tisztázását.
 

Kulcsszavak: evolúció, Élet Fája, hierarchia, kladisztika, nómenklatúra, osztályozás, taxonómia
 

IRODALOM

Avise, J. C. – Nelson, W. S. – Sugita, H. (1994): A Speciational History of “Living Fossils”: Molecular Evolutionary Patterns in Horseshoe Crabs. Evolution. 48, 1986–2001.

Blunt, W. (2002): Linnaeus. The Compleat Naturalist. Princeton University Press, New York

Cracraft, J. – Donoghue, M. (eds.) (2004): Assembling the Tree of Life. Oxford University Press, Oxford

Crowson, R. A. (1970): Classification and Biology. Heinemann Educational, London

Darwin, Charles (1859): On the Origin of Species. Murray, London

Darwin, Charles (1871): The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex. Vol. 1. Murray, London

Darwin, Charles (1955): A fajok eredete. (fordította Mikes Lajos) Művelt Nép, Budapest

Dawkins, Richard (1994): A vak órásmester. Akadémiai–Mezőgazda, Budapest

Dawkins, Richard (2007): Az Ős meséje: Zarándoklat az élet hajnalához. Partvonal, Budapest

Dawkins, Richard (2009): A legnagyobb mutatvány: Az evolúció bizonyítékai. Nyitott Könyvműhely, Bp.

Dayrat, B. (2005): Ancestor–Descendant Relationships and the Reconstruction of the Tree of Life. Paleobiology. 31, 347–353.

Ereshefsky, M. (2001): The Poverty of Linnaean Hierarchy: A Philosophical Study of Biological Taxonomy. Cambridge University Press, Cambridge

Hennig, W. (1966): Phylogenetic Systematics. University of Illinois Press, Urbana

Lamarck, Jean-Baptiste (1809): Philosophie zoologique, ou Exposition des considérations relatives à l’histoire naturelle des animaux. Paris  WEBCÍM >  WEBCÍM >

Omland, K. E. – Cook, L. G. – Crisp, M. D. (2008): Tree Thinking for All Biology: The Problem with Reading Phylogenies As Ladders of Progress. BioEssays. 30, 854-867.

Padian, Kevin (1999): Charles Darwin’s Views of Classification in Theory and Practice. Systematic Biology. 48, 2, 352–364.  WEBCÍM >

Podani János (2009): Taxonomy Versus Evolution. Taxon. 58, 1049–1053.

Podani János (2010): Taxonomy in Evolutionary Perspective. Synbiologia Hungarica. 6, 1–42.  WEBCÍM >

Tuba Zoltán – Szerdahelyi T. – Engloner A. – Nagy J. (szerk.): Botanika II. Rendszertan. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 219–236.

Stuessy, T. F. (2004): A Transitional-Combinational Theory for the Origin of Angiosperms. Taxon. 53, 3–16

Zuckerkandl, Emil – Pauling, Linus (1965): Molecules As Documents of Evolutionary History. Journal of Theoretical Biology. 8, 357–366.
 

LÁBEJGYZETEK

1 A svájci Gaspard Bauhin (1560–1624) javasolta először a kettős elnevezéseket a rendszertanban. <

2 A hierarchia görög eredetű szó, jelentése kb. „szent hatalom”. <

3 A fa olyan szögpontokból és élekből álló matematikai konstrukció, vagyis egy olyan speciális gráf, amelyben bármely szögpontból el lehet jutni bármelyik másikba, de csak egyetlenegyféleképpen. <

4 Darwin jegyzetfüzeteiben természetesen már korábban is szerepeltek hasonló rajzok, a legelső valószínűleg 1837-ből. <

5 Híres anekdota J[ohn] B[urdon] S[anderson] Haldane-ról, a XX. század egyik legjelentősebb biológusáról, aki arra a kérdésre, hogy mikor inogna meg benne az evolúciós meggyőződés, a következőképpen válaszolt: „Fossil rabbits in the Precambrian” vagyis akkor, ha egy nyúl-fosszília kerülne elő a prekambrium rétegeiből. A földtörténetben kevésbé jártas olvasó számára jegyezzük meg, ez valóban igen érdekes lelet lenne, hiszen a prekambrium, melyben kizárólag tengeri lények éltek, 540 millió évvel ezelőtt véget ért, míg az emlősök a triászban jelentek meg kb. 225 millió évvel ezelőtt, a szárazföldön. Ezzel a rövid idézettel szeretném jelezni kissé ironikusan, hogy a cikk további részében az evolúció lényegével kapcsolatos kétkedésekkel nem kívánok foglalkozni. <

6 Az eddig leírt fajok száma valamivel több mint másfél millió, ugyanakkor a legkonzervatívabb becslések szerint is még legalább ennyi ismeretlen faj vár felfedezésre (mások szerint sokkal több, akár száz millió is!). A fosszilisan ismert fajok száma csak kb. negyedmillió. <

7 A kladisztika alkalmazható a biológián kívül is, ha a történetiség lényeges, mint például a nyelvek és középkori szövegek evolúciójának elemzésében. <

8 Darwin már-már költői színvonalú összegzése az élet fájáról A fajok eredete 6. kiadásában: „The affinities of all the beings of the same class have sometimes been represented by a great tree... As buds give rise by growth to fresh buds, and these if vigorous, branch out and overtop on all sides many a feebler branch, so by generation I believe it has been with the great Tree of Life, which fills with its dead and broken branches the crust of the earth, and covers the surface with its ever branching and beautiful ramifications.” „Egy osztály valamennyi élőlényének rokonsági kapcsolatait néha nagy fa formájában szokták ábrázolni...Amint a rügyek növekedésükkel friss rügyeket hoznak létre, amelyek ha életerősek, minden irányban szétágaznak, és a gyöngébb ágakat túlnövik, ugyanez a helyzet, véleményem szerint az élet nagy fájával is, amely a föld kérgét halott és letört ágaival tölti meg, a föld felszínét pedig örökké tovább ágazó gyönyörűséges elágazásaival borítja el.”  (Darwin, 1955) <

9 Egyes speciális esetekben fosszilis és recens fajok együtt szerepelnek a kladisztikai elemzésben. Ám vigyázni kell, mert ekkor egy potenciális ős testvércsoportként szerepelhet, s emiatt nehéz a kladogram értelmezése. <

10 Az evolúciós folyamatok nem „állnak le” még akkor sem, ha ezt morfológiai változások nem kísérik. Idevág az „élő kövületek” problémája, amelyek látszólag hosszú ideje változatlanok, de valójában lényeges molekuláris megváltozások állnak a háttérben, mint például a tőrfarkúak (Limulus) esetében ez már közvetve be is bizonyosodott. <

11 Egyes biológusok korábban felvetették a hirtelen nagymérvű változások, a szaltációk lehetőségét is, de megmutatható, hogy ez már csak populációgenetikai okok miatt sem képzelhető el. A legnagyobb ugrás, ami egyik generációról a másikra lehetséges, az kb. faji szintű, s létrejöhet hirtelen bekövetkező kromoszómaszám-változás hatására vagy hibridizációval. <

12 „Bogaras” ember volt, míg Hennig a kétszárnyúak körül „legyeskedett”. <

13 Csak egy példa: a botanikusokkal ellentétben a zoológusok sok nevet kétszer mondanak, kétszer mondanak (például: Vulpes vulpes – róka, Pica pica – szarka), ami jól mutatja a kettős elnevezések időnkénti redundáns jellegét is. <