Kestääkö Linnén perintö?

Vuonna 1758, siis noin 260 vuotta sitten, tapahtui jotain minkä seuraukset ulottuvat tänä päivänä kaikkialle. Tuona vuonna ruotsalainen luonnontutkija Carl von Linné julkaisi teoksensa Systema Naturae kymmenennen painoksen. Melkein tasan sata vuotta sen jälkeen Charles Darwin julkaisi oman merkkiteoksensa Lajien synty, mitä taas pidetään evoluutioteorian perustana. Tuskinpa mitkään muut teokset ovat vaikuttaneet biologiseen tutkimukseen yhtä merkittävästi.

Linné on henkilö, jota saamme kiittää siitä, että lajeille annetaan kaksiosaiset tieteelliset nimet. Sen lisäksi että Linné antoi uuden perustan lajien nimeämiselle, hän myös kehitti biologisen luokittelun perusteet. Tämä luokittelu on hierarkkinen eli alisteinen. Siinä jokainen laji sijoitetaan sukuun, suvut kootaan heimoihin, heimot lahkoihin, lahkot luokkiin ja niin edelleen. Esimerkiksi nokkosperhonen (Aglais urticae) sijoitetaan täpläperhosten heimoon Nymphalidae, joka taas kuuluu perhosten lahkoon Lepidoptera, joka taas kuuluu hyönteisten luokkaan Insecta joka taas kuuluu niveljalkaisten pääjaksoon Arthropoda. Taksonomit ovat biologeja, jotka tekevät tätä luokittelua. Minäkin olen omassa tutkimuksessani sitä tehnyt, ja teen jatkuvasti. Yllättävää kyllä, 260 vuodessa työssä ollaan päästy vasta alkuun, sillä vasta murto-osa, kenties 10-20%, maailman lajeista on kuvattu ja luokiteltu. Samalla on huomattava, että olemme aloittaneet työn helpoimmasta päästä.

Linneläinen luokittelu on osoittautunut tavattoman kestäväksi, sillä haasteita sillä on riittänyt. Linnén käsitys lajeista oli typologinen: lajeja pidettiin ajassa ja tilassa kutakuinkin muuttumattomina, ja nähty lajinsisäinen muuntelu edusti vain jonkinlaista poikkeamaa kunkin lajin ideaalista. Tätä ideaalia edustamaan valittiin tyyppiyksilöitä. Jokaisella lajilla on yhäkin tyyppiyksilönsä, joista tärkein on holotyyppi. Viime kädessä holotyyppi toimii tieteellisen lajinimen fyysisenä edustajana, siis linkkinä nimen ja biologisen lajin välillä. Luonnollisesti Linné ei pohjannut järjestelmäänsä sata vuotta myöhemmin esitettyyn evoluutioteoriaan. Silti Linnén järjestelmä on yhä voimissaan. Jotain erityisen hyvää siinä täytyy siis olla.

Linnén järjestelmä selvisi darvinistisesta vallankumouksesta ennen kaikkea sen vuoksi, että, ehkä oikeaan intuitioon perustuen, hän teki järjestelmästään hierarkkisen. Evoluutio nimittäin tuottaa hierarkkisia rakenteita. Lajeilla, suvuilla, heimoilla jne. on kantamuotonsa. Näin ollen voimme todellakin koota useita lajeja yhteen samaan sukuun, useita sukuja samaan heimoon ja niin edespäin sitä periaatetta noudattaen, että kukin yksikkö sisältää yhteisestä kantamuodosta polveutuneet kehityslinjat. Yllättäen linneläinen luokittelu on selvinnyt myös siitä, että käsitys lajista käsitteenä on muuttunut valtavasti.

Nyt linneläinen taksonomia on kokemassa niin suurta haastetta, etten usko sen lopulta siitä enää selviävän. Seuraukset ovat massiiviset, ja vaikka kenties 99% maailman taksonomeista ei muutokseen usko eikä varsinkaan sitä toivo (ihmettelen aina sitä miten konservatiivisia ja ennakkoluuloisia taksonomit yleensä ovat!), muutos on väistämättä edessä. Näin rohkea väite vaatii tietenkin perusteluja.

Lajien luokittelu, tieteenalana systematiikka ja taksonomia, käyttää työssään periytyviä ominaisuuksia (erona hankittuihin ominaisuuksiin). Tämä on itsestään selvää, sillä vain perinnölliset ominaisuudet voivat kertoa jotain taksonien (lajien, sukujen tms.) sukulaisuussuhteista. Perinteisesti olemme tarkastelleet perimää epäsuorasti. Olemme vaikkapa nisäkkäiden luokittelussa laskeneet varpaiden määriä. Luonnollisesti varpaiden määrää säätelee perimä. Mutta yhä enenevästi taksonomit menevät tiedon alkulähteille ja tutkivat perimää, siis DNA:n emäsjärjestystä, suoraan. Sekvensointiteknologioissa tapahtuneen nopean kehityksen vuoksi voimme nykyään lukea tuota raakadataa ällistyttävän tehokkaasti. Voimme jopa lukea koko yksilön perimän emäsjärjestyksen, vaikka se käsittäisi miljardeja emäspareja. Analogiana kyse on vastaavasta kuin että luemme tietokoneohjelman bittijonon. Siellä kaikki on lopulta nollia ja ykkösiä. Perimässä kaikki on lopulta jono A:ta, T:tä, C:tä ja G:tä.

Miten tämä liittyy luokitteluun? DNA:n käyttö on muuttanut käsitystämme sukulaisuussuhteista monin paikoin jopa radikaalisti (sen vuoksi esimerkiksi tiedämme, että valaat polveutuvat sorkkaeläimistä) mutta vielä suurempi vaikutus sillä on lajien rajaamiseen, siis niihin periaatteisiin, joilla joukon yksilöitä katsotaan edustavan samaa lajia. Kuten edellä kerroin, vasta pieni ja helpoin osa lajeista on kuvattu. Lajeja häviää maapallolta paraikaa sata kertaa nopeammin kuin keskimäärin ja keskellä sukupuuttoaaltoa meillä on kasvava tarve kyetä lukemaan biodiversiteettiä tehokkaasti. Mutta siihen emme tällä hetkellä kykene, varsinkaan jos pohjaamme tämän jo kuvattuihin lajeihin. Samaan aikaan lajiosaajien määrä vähenee ja keskittyy tiettyihin lajiryhmiin.

Lajien kuvaaminen on tavattoman hidasta johtuen paljolti siitä, että järjestelmä pohjautuu niin keskeisiltä osin tyyppiyksilöihin ja muihin linneläisen luokittelun periaatteisiin. Näiden pelisääntöjen vuoksi taksonomin työstä on tullut pääasiassa historioitsijan työtä. Voi mennä vuosia, että kuvaamattomalle lajille saadaan validi nimi, koska työ edellyttää muun muassa kaikkien muiden aiemmin annettujen nimien tarkistamista (varmistamaan sitä, että lajia ei ole jo aiemmin kuvattu). Edistyminen on siis hidasta, ja ennen kaikkea se on hidastuvaa. Hidastuvaa siksi, että annettujen nimien määrä kasvaa koko ajan, ja samaan aikaan joudumme tutkimaan enenevässä määrin hankalia ja runsaslajisia eliöryhmiä. Esimerkiksi suomalaisessa maaperässä saattaa olla miljoona sukkulamatoa neliömetrillä. Niiden ekologinen rooli on tärkeä mutta kukaan ei osaa niitä tunnistaa, koska ne ovat aivan samannäköisiä, hädin tuskin paljaalla silmällä näkyviä, läpikuultavia ja niukasti hyödyllisiä tuntomerkkejä omaavia matomaisia eläimiä.

Tunnistusongelmien vuoksi monet tutkijat ovat siirtyneet käyttämään menetelmiä, joissa lajit rajataan suoraan DNA:n perusteella. Tutkija saattaa selvittää vaikkapa sademetsien maaperäeliöstöä tai hyönteislajistoa. Ei ole puhettakaan siitä, että hän voisi tunnistaa ja nimetä yksilöistä kuin pienen murto-osan edes kovalla vaivannäöllä. Nimiä ei yksinkertaisesti ole olemassa. Mutta tutkimalla vaikkapa asiaan soveltuvaa DNA-jaksoa runsaasti eliöyksilöitä sisältävästä näytteestä, saadaan käsitys yksilöiden (joita näytteessä voi olla satoja tuhansia) välisistä lajirajoista. Tällaisia ”operatiivisia lajeja” käytetään tutkimuksissa enenevästi. Tällä hetkellä käytämme tähän tyypillisesti yhtä geenijaksoa (joka yksistään jo antaa varsin hyvän käsityksen lajirajoista), mutta ei mene kauaa, että voimme lukea paljon ja jopa kaiken näytteessä olevan DNA-informaation – samanaikaisesti miljoonista yksilöistä. Koko genomin perusteella tehty lajirajaus on paljon perinteistä tarkempi. Linneläisen luokittelun varsinainen kohtalonisku tulee kuitenkin siitä, että genomiseen informaatioon ja algoritmeihin perustuvalle lajirajaukselle ei tarvita raskasta ja kankeaa nimeämisjärjestelmää tyyppiyksilöineen. Tämä on valtava etu.  Menetelmä on dynaaminen ja lajirajaus itseään tarkentava. Tyyppiyksilöille ja sitä myötä aikaa vievälle ”nimihistorian tutkimukselle” ei ole enää tarvetta.

Lajit biodiversiteetin perusyksikkönä ovat meille tavattoman tärkeitä. Me syömme lajeja ja lainsäädäntö edellyttää, että elintarvikkeissa kerrotaan mitä lajeja ne sisältävät. Lainsäädännössä on monia muita osa-alueita, jotka perustuvat lajeihin (esim. metsästys- ja luonnonsuojelulainsäädäntö). Arvioimme säännöllisin väliajoin lajien uhanalaisuutta. Aivojemme rakenteen vuoksi meillä ilmeisesti on sisäsyntyinen tarve jaotella luontoa lajeihin (kaikki kansat tekevät sitä). Elämme keskellä biodiversiteettikriisiä, ja kyky lukea lajeja on yksi avain kriisin ratkaisemiseksi. Tämä onnistuu vain luopumalla linneläisestä, aikansa eläneestä, kankeasta ja tavattoman hitaasta tavasta luokitella lajeja.

En elättele toivetta, että monikaan kollegani allekirjoittaisi nämä ajatukseni. Kyse ei kuitenkaan ole siitä toteutuuko ennustukseni, sillä kuvaamani prosessi on paraikaa meneillään. Bakteriologit ovat jo aikaa sitten siirtyneet kokonaan DNA-pohjaiseen luokitteluun. Viime vuosina sama trendi on ollut havaittavissa voimakkaasti muuallakin. Esimerkiksi yhteisöekologisessa tutkimuksessa operatiivisia lajiyksiköitä käytetään enenevästi. Uskon että muutos tulee väistämättä aivan itsekseen. Siinä vaiheessa, kun DNA:n pohjalta rajattuja lajeja on paljon enemmän kuin linneläisittäin nimettyjä, paradigman muutosta ei pysäytä enää mikään. Ja me etenemme kovaa vauhtia tätä tilannetta kohden.

Kaikki kunnia silti Linnélle. Siinä missä fysiikassa Newtonin tiedetään olleen joissakin asioissa väärässä, monet pitävät häntä yhä merkittävimpänä fyysikkona kautta aikain, ja sitä hän epäilemättä onkin. Linné on ilman muuta yksi merkittävimpiä biologeja koskaan, mutta sen ei pidä antaa olla syynä ottaa askel eteenpäin.

Last updated: 1.8.2019