Elő az adással!

Az előadással. Október 20.-án a SzIÉn tartottam egy előadást.

Megmondom őszintén, hogy a vártnál sokkal jobban élveztem az előadás elkészítését mint reméltem, és az előadás még a “siler-átlagosnál” is szórakoztatóbbra sikeredett. Erre egyébként azért volt szükség, mert a üveggyapotos ízetlen cukormentes vattacukrot hamarabb lehetett volna megemészteni…

------------------

Ha már így viccelődöm, akkor egy gyors BEDE Márton féle villáminterjú önmagammal:

Bede Márton: Szűts úr, miután lassan 6 éve próbál taxonómiáról ismeretet terjeszteni a madárpókosoknak, ezalatt mintegy nettó 2 évnyi munkaidőt rászánva a honlapja előző verzióira illetve a blogjára, és különböző fórumokra, nem zavarja hogy az átlag (és az alatti) madárpókosok a mai napig nem képesek elfogadni a gúglis képkeresős-nézegetésből származó elméletgyártás értelmetlen voltát?

Szűts Tamás: Nem.

Bede Márton: Köszönöm az interjút!

--------------------

No de vissza az előadásra, melynek diáit itt lehet átpörgetni. Aki meg esetleg kicsit letisztultabb formában szeretné olvasni a magyarázatokat (illetve egy cseppnyi értelemmel és közepes szövegértési képességekkel azért rendelkezik), az olvasson a kattintás után tovább.

A BAK keretén belül tartott előadás kivonata.

Igyekszem ezeket úgy összefoglalni, hogy 1-2 átolvasás után az előadás anyaga rögzüljön, kikérdezhető és visszamondható legyen. Éppen ezért sok olyan dolgot is kiszedtem amiről beszéltem az előadáson.

Az "elfutó kutya színe" vagy másnéven az eltűnő sokféleség: a életterek beszűkülésével a különböző (ismert és ismeretlen) fajok gyorsabb ütemben tűnnek el, mint ahogy azokat megismerhetnénk. Optimista becslések szerint a jelenleg ismert mintegy 1.2 millió faj a 10%-a, míg a pesszimista becslések szerint alig 1%-a a Föld teljes élővilágának. Mivel azonban a fajok megismerése nem olyan ütemben zajlik, mint ahogy a pusztításuk, így valószínűleg nem fogjuk megismerni a Földünk összes faját.

A taxonómiára éppen ezért nagyobb szükség van, mint valaha. Éppen ezért talán furcsa, de a taxonómia mind utánpótláshiányban, mind elismertséghiányban szenved. A jelenleg rendelkezésre álló, elégtelen taxonómiai erőforrásokat (szakembereket, pénzt, cikkeket) a "taxonomic impediment" szóösszetétellel jellemzik a nemzetközi szakirodalomban.

Az "elfutó kutya színe" vagy másnéven az eltűnő sokféleség: a életterek beszűkülésével a különböző (ismert és ismeretlen) fajok gyorsabb ütemben tűnnek el, mint ahogy azokat megismerhetnénk. Optimista becslések szerint a jelenleg ismert mintegy 1.2 millió faj a 10%-a, míg a pesszimista becslések szerint alig 1%-a a Föld teljes élővilágának. Mivel azonban a fajok megismerése nem olyan ütemben zajlik, mint ahogy a pusztításuk, így valószínűleg nem fogjuk megismerni a Földünk összes faját.

A taxonómiára éppen ezért nagyobb szükség van, mint valaha. Éppen ezért talán furcsa, de a taxonómia mind utánpótláshiányban, mind elismertséghiányban szenved. A jelenleg rendelkezésre álló, elégtelen taxonómiai erőforrásokat (szakembereket, pénzt, cikkeket) a "taxonomic impediment" szóösszetétellel jellemzik a nemzetközi szakirodalomban.

Mi is a taxonómia? Több definíció is rendelkezésre áll. Az egyik legfrappánsabb és legtömörebb Papp László akadémikus nevéhez fűződik: a sokféleség egyedszintű vizsgálata. Ezen definíció tömörségéből adódóan talán nem tér ki mindenre, nézzük tehát egy kicsit bővebben.

A taxonómia elsődlegesen leíró tudomány. Tág értelemben az olyan tudományterületeket is hívnak így, melyek névvel illetnek dolgokat (így lehet pl. talajtaxonómia is). Jelen esetben a különböző élőlényeket leíró (hogyan néz ki) tudományról beszélek, mely az egyes élőlényeknek nevet is ad (egész pontosan megmondja melyik taxonba tartozik egy élőlény – ezért egyedszintű). A névvel rendeklező rendszertani egységeket taxonnak hívjuk. A taxonoknak több szintjük is van, legismertebb a faji szint. A faji szintű taxonnak egy kettő tagból álló neve van: pl. Araneus diadematus. Az első a generikus tag (epitet): Araneus a második a faji tag: diadematus. Általános hiba a diadematus tagot fajnévnek mondani. NEM az. A fajnév az Araneus diadematus. A diadematus a faji epitet

A taxonómia elsődleges célkitűzése, hogy minden taxonnak egy neve legyen, és minden név csak egy taxont jelöljön.

Ha egy taxonnak több neve van, azokat egymás szinonímjának hívjuk. A legrégebb nevet szenior, az össze többit junior szinonímnak hívjuk.

Ha több taxonnak is ugyanaz a neve, akkor homonímiáról beszélünk.

Most, hogy elmondtam, hogy mi a taxonómia, néhány téves (vagy tévés) "elképzelés"-t szeretnék bemutatni, amik NEM a taxonómia.

A taxonómiára sűrűn mondják, hogy nevezéktan. Ez nem igaz. A taxonómia a nevezéktan szabályai szerint ad nevet az egyes taxonoknak, illetve határozza meg az egyes taxonok érvényes neveit. Azonban, hogy mi új faj, mi melyik taxonba tartozik, melyik két név jelöl egy taxont (vagyis mi szinoním), vagyis a taxonómia legfontosabb cselekményei nem a nevezéktan kategóriába tartoznak. Talán egy analógiával lehetne legjobban megvilágítani mi is a nevezéktan és a taxonómia viszonya:

Nevezéktan ~~törvénykönyv és szabálygyűjtemény

Taxonómia ~~ jog, jogrendszer

Sokan úgy gondolják, hogy a taxonómusok legfőbb feladata a határozás. Az igaz, hogy a taxonómus minden állatot meghatároz (vagy legalább kísérletet tesz rá), de elsősorban egy működő rendszer felállítása (fajok/génuszok/családok stb.), valamint a rendszer használatához szükséges eszközök (határozókulcsok, törzsfák) elkészítése a feladata.

A katalóguskészítés és fajlistagyártás is azon cselekmények közé tartozik amiket sokszor a taxonómia körébe sorolnak. A taxonómia tudomány, míg egy lista elkészítése nem az, hiszen nincs benne hipotézis (a katalógusok az addig irodalmi hivatkozásokat gyűjtik egy csokorba, ami amúgy hasznos, de nem tudományos tevékenység).

Milyen típusai vannak a taxonómiának? A definíciók a dián láthatóak, én ide példákat írok:

Amazóniai expedíció anyagát először egy alfa taxonómus nyálazza át. Ő egyfajta első megközelítésként mintegy 20-30 fajt lerak az asztalra. Így szerzünk tudomást sokszor egy-egy génusz létezéséről. A béta taxonómus ezeket az anyagokat egyéb, sokszor arra a csoportra irányuló gyűjtésekkel kiegészítve, mintegy bepótolja a lukakat amiket egy első megközelítés után szinte mindig találuk (itt egy nőstény hiányzik ott egy hím, kivéve ha pl. csigákat kutatunk, egy fajról kiderül, hogy kettő vagy fordítva). Finomítja a génuszhatárokat, átrak, szinonímot javasol. Ide vehetjük a rendszertanosokat is. Ide és odapakolnak dolgokat akár egyik családból a másikba.

A gamma taxonómus ezzel szemben egy fajon belül vizsgálódik, alfajokkal változatokkal foglalkozik. Manapság új értelmet nyer ez a tudományág a genetikai adatok könnyű elérhetősége miatt.

Az alfa taxonómiára láthatunk egy példát a következő dián. Egy faj leírását tartalmazza. Ahhoz, hogy ez a fajnév érvényes is legyen jónéhány (a nevezéktani kódexben rögzített) szabálynak is meg kell felelnie.

Először is, egy nyomdai úton (mostmár egyéb is számít) sokszorosított teméknek kell lennie, melynek a megjelenési dátuma a fajnév érvényességének dátuma is.

Tartalmaznia kell magát a fajnevet, mint új fajnevet és egy leírást diagnózissal, mely a faj elkülönítő bélyegeinek felsorolása.

Szükség van egy névhordozó típusegyedre, mely a faj "etalonja" lesz a közeljövőben. Természetesen a cikknek ezt az etalont olyan szinten be kell mutatnia, hogy a későbbiekben kétség nélkül azonosítható legyen a taxon.

Természetesen a fenntiek csak egy kivonata annak a szabályrendszernek amely egy új taxon elnevezését rögzíti. A magyar hallgatók legtöbbjének a dolgozatok (szakdolgozat, doktori disszertáció) során leírt új fajok nevének érvényessége jelenti a legnagyobb problémát.

Mivel ezek a dolgozatok nem publikált kézirat státuszúak, ezért az sp. n. (vagy ennek alternatívái) félrevezetőek. Ezért a következőképpen kell ezeket a neveket (melyek nem nevek) írni:

Valamiusz akarmiusz Szerző, sp. n.

Sajnos ma magyarországon a taxonómia rendszerező ágát még mindig nagyon kevés helyen kezelik egyenrangú félként.

A kettős nevezéktan által javasolt előzetes nem-szintű besoroláson túllépő rendszerező tudományág az alfa taxonómia "hogyan néz ki" helyett a "mi mivel rokon" kérdéskört szeretné megválaszolni (sokszor a béta taxonómiának nevezik, noha annál szűkebb érdeklődésű).

Rendkívül szerteágazó tudományágról van szó, és mivel a zooszisztematikai gyakorlatok szinte kizárólag erről szól majd, ezért nem kívánok vele túl sokat foglalkozni, pusztán csak karcolnám a felszínt.

Elsősorban kétféle rendszerezése lehet a rendszertannak.

A vizsgált adatok alapján

morfológiai (alaktani) és molekuláris (DNS v fehérje). A molekuláris módszerek elterjedése és speciális volta miatt az utóbbi időkben nagyon népszerű lett.

illetve

a vizsgálati módszer alapján. Erről megintcsak a zooszisztematikán lesz szó, a fenetika, az evolúcióbiológia rendszerezés, a modell alapú (Bayesian) vagy a parszimónai alapú (kladisztika) mellett számos új módszer létezik (pl. dinamikus homológia). A kladisztika létjogosultsága tűnt eddig a legmegalapozottabnak, de számos új módszer is nagyon kedvelt.

A különböző tudományok "divatossága" jellegzetes mintázatot mutat. A csak leíró stílustól a csak rendszerezőig számos átmenet ismert. Az előbbi Délamerika, Ázsia és Európa régi keleti-blokkjában népszerű, míg a csak rendszerező munkák az Egyesült Államokban divatosak.

Azt javasolnám azoknak akik taxonómia felé kacsintgatnak, hogy próbáljanak egy egészséges egyensúlyt megtalálni a kettő között. Igaz ez persze a morfológai vs molekuláris adatok mű-ellentétére is.

A taxonómia bemutatásánál utaltam arra, hogy valami tudomány valami pedig nem az. Ezidáig adós maradtam azonban a tudomány definíciójával. A tudomány az ismereteink egyfajta rendszere. Fontos ismérvei a hipotézis (vagy feltételezés) illetve annak ellenőrzése vagy tesztelése.

A tudományos megismerés folyamata a megfigyeléssel kezdődik. Szükségünk van kiinduló adatokra, melyek eloszlását (legyen az elterjedés, viselkedési minta, immunválasz vagy vegyi anyagtermelés) vagyis a megfigyelést egy tudományos elmélettel magyarázzuk meg. A hipotézisünk (a biológiában népszerű popperi tudományfilozófia szerint) akkor tekinthető tudományosnak, ha azt egy megfigyelés (elvileg) képes megcáfolni. Teljesen mindegy hány megfigyelés támasztja alá a hipotézisünket, ha azt megfigyeléssel nem tudjuk cáfolni akkor az nem tudományos igényességű.

PÉLDA: Az evolúció azért TUDOMÁNYOS elmélet, mert létezhet olyan megfigyelés ami cáfolja azt. Ilyen megfigyelés lenne pl. egy 3 milliárd éves emberi csontváz.

Felmerülhet a kérdés, hogy ha csak "elméletileg cáfolható" hipotézisek számítanak tudományosnak amiket tesztelünk, akkor hogyan működik a tudomány? Hiszen így minden csak cáfolatból állna. A tudomány a következőket teheti/teszi:

- A megfigyelésből következő logika tökéletes ellentetjét feltételezi. Ha sikerül megcáfolni a logikánk tökéletes ellenkezőjét akkor a logikánk jó eséllyel igaznak vehető.

- Vannak esetek amikor ez nem lehetséges. Ilyenkor a tudományos ismeretek bővülése úgy valósul meg, hogy az elméletünket akárhogyan akarjuk, nem tudjuk megcáfolni. Vagyis jó eséllyel igaznak vesszük.

Fontos kiemelni, hogy NEM létezik abszolút igazság a biológiai tudományok esetében.

Az előbbi két dián láthatjuk, hogy pl. rendszerezésre számos adatfélét használhatunk, ha azok két dolognak megfelelnek. Öröklődőeknek kell lenniük és egymástól (viszonylag) függetlennek.

Ezen két kritériumnak számos dolog felel meg, azonban egyik sem olyan nagy információtartalmú és iszonylag könnyen kinyerhető mint az örökítőanyag, vagyis a DNS.

A DNS-t több helyről is szerezhetik (eukarióta sejtek esetében) magi és sejtszervi DNSről is beszélhetünk. Viszonylag egyszerű, megismételhető főzőcskézés után megkaphatjuk az adatainkat, ráadásul tudjuk, hogy egyes régiók más mutációs rátával bírnak, így más "felbontást" adnak. Egyes gének fajok közötti, mások családok közötti rokonsági kapcsolatok vizsgálatára alkalmasak.

A rendszertanban – mint minden tudományágon belül – vannak divatirányzatok. Az utóbbi két évtized a molekuláris és azon belül is a genetikai adatok térnyeréséről szólt, ami annak köszönhető, hogy viszonylag egyszerűen nagy mennyiségű adat nyerhető. Pl. a morfológiai rendszertani munkákban egy 200-300 jellegből álló mátrix már nagynak szamít (és 2-3-4 éves vizsgálat kell hozzá), addig 1kbp alatti (1000 jelleg) szekvenciák elemzése majdhogynem kevés, ami nem csoda ha a szekvenálás sokkal rövidebb idejét figyelembe vesszük.

Ahogy a divatirányzatok legtöbbjének, ennek is megvannak a maga vadhajtásai. Az egyik ilyen a Dns vonalkód illetve az elődjének tekinthető Dns taxonómia.

Önmaguk definíciója (mely sajnos már eleve hibás mint azt később látjuk) szerint: olyan taxonómiai módszer, mely során egy rövid genetikai markert használnak egy faj azonosításához. Ezen szekvenciákat egy adatbázisba feltöltve, mindenki számára hozzáférhetővé téve, elég egy apró darabot levágni, abból dns-t kinyerni, abból a megfelelő szekvenciát izolálni, és aztán már csak egy rövid összehasonlítás kellene, és az egyedet meghatároztuk. Teljesen mindegy milyen nehéz taxonómia csoportba tartozik az egyedünk, vagy a határozást végző személy mennyir (nem) ért az adott csoporthoz.

Ami nincs benne az adatbázisban, az új faj ha eléggé különbözik a szekvenciája, így a fajhatár egyszerű egyezés/különbözőséggé alakulna. Különben is – állítják a dns vonalkódolók – a hagyományos taxonómia, pláne ízeltlábúak esetén túlságosan is az iverszervekre hagyatkozik.

A mindenre jó genetikai markert a mitokondriális DNS CO I génjéban találták meg (a citokróm oxidáz fehérje I alegységét kódolja)

A DNS taxonómia hasonló célokat tűzött ki maga elé. Nem kell úgymond "szenvedni" a taxonómiával, elég szekvenálgatni, és összehasonlítgatni a szekvenciákat. Erre a következtetésre – egyébként jellemző módon – olyan kutatók jutottak akik kizárólag az egyik (mindkét esetben a molekulárist) oldalt ismerték.

Nézzük meg hát hogy hol tévedhettek.

Fontos kiemelni újfennt, hogy abszolút igazság nem létezik. Jól felépített érvrendszerrel, tesztelhető hipotézisekkel érdemes csak vitába szállni, bármelyik oldalon.

Sem a DNS vonalkódolás, sem a DNS taxonómia NEM taxonómia. Mindakettő a címkézés kategóriába esik. A különbség a mai taxonómiával szemben az, hogy nem látható jellegeket (hanem szekvenciákat) és nem neveket (hanem szekvenciákat használnak.

Fontos kiemelni azt is, hogy morfológiailag jól körüljárt rejtélyeket "oldottak meg" olyan megoldási javaslatokkal, melynek alaktani értelmezését nagylelkűen a taxonómusokra hagyták.

Biodiverzitáskutatásra is sajnos alkalmatlan a módszer (ellentétben módszer kitalálóinak állításaival), hiszen egy átlagos trópusi területen az egyedszám több mint fele a fajszám mintegy 5%-át jelenti, míg a fajok fele 1-2 vagy 3 példány alapján ismert. Így MINDEN egyedet szekvenáklni kellene. Ennél a morfológiai alapú taxonómia is gyorsabb.

A fennt hátrányai ellenére azonban a molekuláris módszerek néhány speciális területen a megoldást jelenthetik, ilyenek a morfológiailag szinte elkülöníthetetlen taxonok, különböző ivar alapján ismert taxonok, illetve a juvenilis állatok taxonómiai problémái.

Érdemes elgondolkodni azon hogy melyiket jegyeznénk meg egyszerűbben egy 4-500 báziskombinációt, vagy 2 latin nevet?

A vonalkód sok taxonból hiányzik is (elég a kövületekre gondolni, vagy a gombákra, baktériumokra, vírusokra) ahol pedig megvan ott a fajok 23%-ánál polimorfikus, vagyis kódolásra alkalmatlan.

A szennyeződések komoly hibaforrást jelentenek az adatok értékelésénél.

A hibridizáció és az intrgresszió is bonyolítják a genetikasi markerek használhatóságát.

Bár a genetikusok kritizálták a taxonómiát amiért az főleg az ivarszervekre hagyatkozott, minden gond nélkülinek gondolták kizárólag egy mindössze 500 bp hosszúságú szekvenciára hagyatkozni.

Mivel a kutatók látják a legtöbb morfológiai jelleget (akár mikroszkóp segítségével, akár szabadszemmel), szekvenciákat nem látunk.

A dns vonalkód módszer végül egy logikai bukfenccel a fajnévhez érkezik vissza.

Miután a genetikai adatokról így "leszedtem a keresztvizet" úgy illik, hogy a morfológiai adatok hátrányairól, vagy kevésbé előnyös oldaláról is szóljak.

Először is a rögzítésük jóval bonyolultabb, akár egy sima mikroszkópos fotózás keretén belül egy-egy morfológiai jelleg bemutatása nem egyszerű vállalkozást. A technikai nehézségeken túl (pl. a minimális mélységélesség) mellett több oldalról kell bemutatni mondjuk egy póklábat, hogy az olvasó is ugyanazt "lássa" amit mi. A pásztázó (SEM) és a transzmissziós (TEM) szkenning elektronmikroszkóp preparátumainak elkészítése bizony rendkívül bonyolult. A képek elkészítéséhez pedig a méregdrága készülékeken túl szakképzett fenntartó és üzemeltető is szükséges.

Az alaktani jellegek "kellemetlen változatosságán" azt értem, hogy sok különbözőség nem csak genetikus vagy fiziológiai hátterű hanem egyéb hatásokból adódik/adódhat, mely az állatot érhette. Ez lehet egy fertőzéstől kezdve baleseteken át egyszerű táplálékhiányig sokminden, hiszen ezek mind befolyásolhatják hogy az adott gén hogyan jelenik meg fenotípusosan.

Azt is ki kell emelni, hogy rengeteg háttérinformációra és képzésre van szükség mire valaki egy adott állatcsoportot morfológiailag jellemezni, felmérni tud.

Sok alaktani jelleg függ a másiktól és ezt mintha a morfológusok elfelejtenék. Egy adat másik fontos kritériuma az öröklődés, viszont a vizsgált alaktani jellegek genetikai háttere szinte alig ismert.