{"id":6445,"date":"2018-11-27T09:31:24","date_gmt":"2018-11-27T08:31:24","guid":{"rendered":"http:\/\/naukowy.blog.polityka.pl\/?p=6445"},"modified":"2018-11-27T14:53:12","modified_gmt":"2018-11-27T13:53:12","slug":"prawie-nowe-nadkrolestwo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/2018\/11\/27\/prawie-nowe-nadkrolestwo\/","title":{"rendered":"Prawie nowe nadkr\u00f3lestwo"},"content":{"rendered":"

\"\"Czytelnicy naszego bloga pewnie ju\u017c wiedz\u0105, \u017ce dokonano kolejnego rewolucyjnego odkrycia, kt\u00f3re przetasuje drzewo \u017cycia. Odkryto zupe\u0142nie nowe organizmy tak odmienne, \u017ce trzeba im wydzieli\u0107 nadkr\u00f3lestwo. Tak wynika z chwytliwych nag\u0142\u00f3wk\u00f3w, a czy to prawda? I tak, i nie. Ale zaczn\u0119 od pocz\u0105tku.
\n
\nOd pocz\u0105tku XIX w. dla biolog\u00f3w jest jasne, \u017ce podzia\u0142 organizm\u00f3w na dwa kr\u00f3lestwa – ro\u015blin i zwierz\u0105t – jest niewystarczaj\u0105cy. W po\u0142owie tego wieku kilku naukowc\u00f3w, z kt\u00f3rych najbardziej znany jest Haeckel, proponowa\u0142o utworzenie trzeciego, troch\u0119 pomi\u0119dzy, a troch\u0119 u podstaw dw\u00f3ch kr\u00f3lestw tradycyjnych. Nieco p\u00f3\u017aniej przewa\u017cy\u0142a opcja, \u017ceby jednak mimo oczywistych problem\u00f3w pr\u00f3bowa\u0107 trwa\u0107 przy dw\u00f3ch kr\u00f3lestwach, ale po stu latach zacz\u0119\u0142a si\u0119 coraz bardziej chwia\u0107 i teraz jest jasne, \u017ce kr\u00f3lestw jest wi\u0119cej.<\/p>\n

Gdy ju\u017c raz si\u0119 prze\u0142amano i podniesiono do rangi kr\u00f3lestw bakterie, pierwotniaki i grzyby, raz poruszony stos taksonomiczny zacz\u0105\u0142 si\u0119 chwia\u0107 i rozpada\u0107. Sztuczno\u015b\u0107 taksonu protist\u00f3w by\u0142a tak jawna, \u017ce by\u0142o jasne, \u017ce b\u0119dzie wymaga\u0142 rewizji. Roboczy podzia\u0142 na protisty ro\u015blinopodobne, grzybopodobne i zwierz\u0119copodobne tak\u017ce. W systemie tym zacz\u0119to przesuwa\u0107 taksony z kr\u00f3lestwa do kr\u00f3lestwa. Ju\u017c na pocz\u0105tku lat 80. XX w. (kiedy w szko\u0142ach wci\u0105\u017c obowi\u0105zywa\u0142a wersja dwukr\u00f3lestwowa) Cavalier-Smith zaproponowa\u0142 formalny podzia\u0142 protist\u00f3w na dziewi\u0119\u0107 kr\u00f3lestw, z opcj\u0105 po\u0142\u0105czenia niekt\u00f3rych i obni\u017cenia im rangi do podkr\u00f3lestwa. Z czasem, by\u0107 mo\u017ce widz\u0105c, jak \u0142atwo kolejne badania podwa\u017caj\u0105 wyniki poprzednich, czy mo\u017ce nie tyle podwa\u017caj\u0105, ile pokazuj\u0105 nowe, nieznane dot\u0105d powi\u0105zania i podzia\u0142y, uzna\u0142, \u017ce zasadniczo protisty mo\u017cna podzieli\u0107 na Protozoa i Chromista. Podzia\u0142 ten nie odzwierciedla z\u0142o\u017cono\u015bci linii ewolucyjnych, ale pozwala na pewne ogarni\u0119cie sprawy.<\/p>\n

Nie wszyscy specjali\u015bci od taksonomii protist\u00f3w si\u0119 z tym zgadzaj\u0105 i na pocz\u0105tku naszego wieku zaproponowali zupe\u0142nie now\u0105 taksonomi\u0119. Ranga kr\u00f3lestwa tak si\u0119 z\u017cy\u0142a z ro\u015blinami, zwierz\u0119tami, a od p\u00f3\u0142 wieku grzybami, \u017ce ju\u017c nie ma sensu z niej rezygnowa\u0107. Za to trzeba przyj\u0105\u0107 now\u0105 kategoryzacj\u0119 na poziomie wy\u017cszym, tak by kr\u00f3lestwa zwierz\u0105t i grzyb\u00f3w mo\u017cna by\u0142o zaliczy\u0107 do innego wsp\u00f3lnego taksonu, ni\u017cszego jednak ni\u017c domena (lub cesarstwo) eukariont\u00f3w. Tak\u0105 rang\u0119 nazwano supergrup\u0105 i najpierw zaproponowano ich sze\u015b\u0107. My (zwierz\u0119ta) i grzyby to Opisthokonta (o tym pokrewie\u0144stwie ju\u017c wspomina\u0142em<\/a>), podr\u0119cznikowa ameba i \u015bluzowce to Amoebozoa, ro\u015bliny (z krasnorostami) to Archaeplastida, eugleny, \u015bwidrowce i rz\u0119sistki to Excavata, inne ameby to Rhizaria i wreszcie Chromalveolata, obejmuj\u0105ce pantofelki, okrzemki, brunatnice itd.<\/p>\n

Czo\u0142ow\u0105 postaci\u0105 tej grupy taksonom\u00f3w sta\u0142 si\u0119 Alastair G.B. Simpson. Jego zesp\u00f3\u0142 od tego czasu bierze pr\u00f3bki genetyczne z kolejnych organizm\u00f3w, g\u0142\u00f3wnie protist\u00f3w, i tworzy na ich podstawie linie filogenetyczne. W ten spos\u00f3b Amoebozoa i Opisthokonta mo\u017cna po\u0142\u0105czy\u0107 w takson Amorphea (lub Unikonta), Chromalveolata i Rhizaria w takson Sar. Nowe pr\u00f3bki pokazuj\u0105, \u017ce pewne dotychczasowe powi\u0105zania okazuj\u0105 si\u0119 s\u0142abe, a objawiaj\u0105 si\u0119 silniejsze nowe. W ten spos\u00f3b niekt\u00f3re z pierwotniak\u00f3w kilka lat wcze\u015bniej wi\u0105zanych z Excavata powi\u0105zano z Amorphea i teraz np. ludzie s\u0105 nie tylko w Opisthokonta i Amorphea, ale te\u017c w taksonie pomi\u0119dzy nimi – Obazoa. Itd. itd. Niekt\u00f3re z tych nazw s\u0105 ju\u017c tylko akronimami – Sar to Stramenopilae+Alveolates+Rhizaria, Obazoa to Opisthokonta+Breviatea+Apusozoa. W takich przypadkach nie ma \u017cadnych podobie\u0144stw morfologicznych, nawet tak subtelnych jak szczeg\u00f3\u0142y wici (o kt\u00f3rych kiedy\u015b pisa\u0142em<\/a>). Nowe badanie zespo\u0142u Simpsona – nowe przetasowanie w supergrupach, nowa publikacja w presti\u017cowym pi\u015bmie i liczne cytowania.<\/p>\n

To, co napisa\u0142em wy\u017cej, wydaje si\u0119 skomplikowane? Nies\u0142usznie, bo to silne uproszczenie. Od dawna zdarza si\u0119, \u017ce s\u0105 organizmy niepasuj\u0105ce do schemat\u00f3w. Np. kolczatka i dziobak. Niby ssaki, ale inne. Ich linia jest r\u00f3wnowa\u017cna linii obejmuj\u0105cej wszystkie inne ssaki – torbacze i \u0142o\u017cyskowce. No i ma swoj\u0105 nazw\u0119 – stekowce. Rz\u0105d stekowc\u00f3w jest rz\u0119dem, wi\u0119c jest w zasadzie r\u00f3wnowa\u017cny np. rz\u0119dowi naczelnych czy nietoperzy. Tyle \u017ce naczelne i nietoperze poni\u017cej gromady ssak\u00f3w tworz\u0105 podgromad\u0119 \u0142o\u017cyskowc\u00f3w. \u017beby zachowa\u0107 hierarchi\u0119, stekowce musz\u0105 te\u017c nale\u017ce\u0107 do jakiej\u015b podgromady. Zatem s\u0105 one (wsp\u00f3\u0142cze\u015bnie) jedynymi cz\u0142onkami podgromady prassak\u00f3w lub ssak\u00f3w jajorodnych.<\/p>\n

Ze ssakami nie jest tak trudno. Gorzej z r\u00f3\u017cnymi „pierwotniakami” czy grzybami, kt\u00f3re wydaj\u0105 si\u0119 te\u017c nie pasowa\u0107 do systemu. Tych drugich kiedy\u015b by\u0142o tak du\u017co, \u017ce utworzono sztuczny takson „grzyby niedoskona\u0142e”, gdzie wrzucano takie gatunki, o kt\u00f3rych by\u0142o wiadomo, \u017ce s\u0105 grzybami, bo maj\u0105 morfologi\u0119 i fizjologi\u0119 jak bezp\u0142ciowe formy grzyb\u00f3w workowych lub podstawkowych. W miar\u0119 rozwoju wiedzy czasem uda\u0142o si\u0119 takiego grzyba niedoskona\u0142ego przy\u0142apa\u0107 na rozwini\u0119ciu podstawek lub work\u00f3w i zaliczano do odpowiedniej grupy. Obecnie za\u015b udaje si\u0119 czasem dopasowa\u0107 DNA takiego niedoskona\u0142ego grzyba do DNA gatunku znanego sk\u0105din\u0105d (st\u0105d czasem zmiany na li\u015bcie gatunk\u00f3w grzyb\u00f3w to wcale nie dodawanie nowych, tylko synonimizowanie starych).<\/p>\n

Dop\u00f3ki si\u0119 jednak nie udaje tego zrobi\u0107, dla takich gatunk\u00f3w przyjmuje si\u0119 status incertae sedis<\/em> – miejsce niepewne. Nie powinno by\u0107 zaskoczeniem, \u017ce w\u015br\u00f3d organizm\u00f3w jednokom\u00f3rkowych, nie tylko grzyb\u00f3w, ale te\u017c glon\u00f3w i pierwotniak\u00f3w, takich gatunk\u00f3w troch\u0119 jest. Czasem udaje si\u0119 znale\u017a\u0107 kilka gatunk\u00f3w do\u015b\u0107 podobnych do siebie, ale razem niepodobnych do reszty. Wtedy \u0142\u0105czy si\u0119 je w rodzin\u0119, ale rodzina nadal jest incertae sedis<\/em>. Takim gatunkiem jest Spironema multiciliatum<\/em>, pierwotniak odkryty w glebie jeszcze w latach 80. XIX w. Wtedy nie by\u0142o wielkich problem\u00f3w – pierwotniak ten ma wici, wi\u0119c zaliczono go do wiciowc\u00f3w.<\/p>\n

Sto lat p\u00f3\u017aniej (w 1988 r.) wiedziano ju\u017c, \u017ce wiciowce to takson sztuczny, a w\u0142a\u015bnie odkryto w glebie innego pierwotniaka, nieco podobnego. Nazwano go Hemimastix amphikineta <\/em>i w\u0142\u0105czono do rodziny\u00a0Spironemaceae<\/em>. Skoro sobie przypomniano o tej rodzinie, trzeba by\u0142o j\u0105 gdzie\u015b umie\u015bci\u0107. Pewne cechy przypominaj\u0105 eugleniny, pewne orz\u0119ski, a inne ameby. Odkrywcy rodzaju\u00a0Hemimastix<\/em> uznali, \u017ce rodzina jest tak unikatowa, \u017ce nale\u017cy dla niej utworzy\u0107 nowy rz\u0105d\u00a0Hemimastigida, si\u0142\u0105 rzeczy rz\u0105d ten jest unikatowy, wi\u0119c dla niego nowa gromada to\u00a0Hemimastigea, a gromada jest tak unikatowa, \u017ce dla niej utworzony nowy typ\u00a0Hemimastigophora. W 1988 r. ju\u017c istnia\u0142y pomys\u0142y Cavalier-Smitha, ale odkrywcy uznali, \u017ce nie b\u0119d\u0105 pr\u00f3bowali przyporz\u0105dkowa\u0107 nowego typu do \u017cadnego z kr\u00f3lestw innych ni\u017c po prostu Protista. I tak powo\u0142ano do istnienia naukowego typ incertae sedis<\/em>\u00a0Hemimastigophora. Incertae sedis<\/em>, a wi\u0119c nie eugleniny, nie orz\u0119ski, nie jakiekolwiek kr\u00f3lestwo czy podkr\u00f3lestwo inne ni\u017c ju\u017c wtedy uwa\u017cane za sztuczne Protista.<\/p>\n

Co prawda by\u0142y pomys\u0142y, \u017ceby do czego\u015b t\u0119 lini\u0119 w\u0142\u0105czy\u0107. Sami odkrywcy, Wilhelm i Ilse Foissnerowie, w artykule pi\u0119\u0107 lat p\u00f3\u017aniejszym, odkrywszy kolejne gatunki spironemy i innych rodzaj\u00f3w, sugerowali wsp\u00f3lnego przodka z eugleninami. Cavalier-Smith za\u015b okre\u015bli\u0142 Hemimastix<\/em> jako prawdopodobnie nale\u017c\u0105ce do Cercozoa (taksonu ameb w obr\u0119bie Rhizaria). Wiemy jednak, \u017ce podobie\u0144stwo w wygl\u0105dzie mo\u017ce myli\u0107, o czym pisa\u0142 kiedy\u015b Marcin Nowak<\/a>. Zatem tak naprawd\u0119 ca\u0142y czas Hemimastix<\/em>, Spironema<\/em> i ewentualnie jacy\u015b ich krewni (np. Stereonema<\/em>) byli uwa\u017cani za lini\u0119 o niejasnym statusie, by\u0107 mo\u017ce z niczym innym niespokrewnion\u0105. Grup\u0119 incertae sedis<\/em>, co do pewnego stopnia przecie\u017c jest r\u00f3wnoznaczne ze sui generis<\/em>.<\/p>\n

Z pierwotniakami jest ten problem, \u017ce niekt\u00f3re ca\u0142kiem \u0142atwo si\u0119 hoduje, a niekt\u00f3rych nie. Rodzina Spironemaceae jest przywi\u0105zana do siedliska glebowego, rzadziej wodnego. Nic mi nie wiadomo, \u017ceby jej przedstawiciele byli szczeg\u00f3lnie liczni. Przez pewien czas wydawa\u0142o si\u0119, \u017ce \u017cyj\u0105 tylko na kontynentach dawnej Gondwany. P\u00f3\u017aniej znajdowano ich jednak i na kontynentach Laurazji. W ka\u017cdym razie pewnie nie by\u0142o zbyt \u0142atwo zdoby\u0107 wystarczaj\u0105co du\u017co materia\u0142u genetycznego, \u017ceby zrobi\u0107 porz\u0105dne analizy. A\u017c do niedawna. Na Uniwersytecie Dalhousie w kanadyjskim Halifaksie dzia\u0142a Simpson Lab. Tak, prowadzone w\u0142a\u015bnie przez tego Simpsona. Jedna z jego doktorantek, Yana Eglit, w pr\u00f3bkach gleby pobranych wcale nie z odleg\u0142ych region\u00f3w pogondwanowych, tylko praktycznie spod laboratorium (dok\u0142adnie z lasu przy trasie turystycznej\u00a0Bluff Wilderness) znalaz\u0142a par\u0119 r\u00f3\u017cnych gatunk\u00f3w pierwotniak\u00f3w, w\u015br\u00f3d kt\u00f3rych dwa okaza\u0142y si\u0119 nieznane.<\/p>\n

Eglit i drugi doktorant, Gordon Lax, pod kierunkiem\u00a0Simpsona zacz\u0119li je analizowa\u0107 mikroskopowo i molekularnie – i okaza\u0142o si\u0119, \u017ce oba gatunki nale\u017c\u0105 do Spironemaceae. Jeden do rodzaju Hemimastix<\/em>, drugi Spironema<\/em>. Ten pierwszy uda\u0142o si\u0119 hodowa\u0107 w prob\u00f3wce, karmi\u0105c protistem Spumella<\/em>, r\u00f3wnie\u017c wyst\u0119puj\u0105cym w pr\u00f3bkach gleby (je\u015bli dobrze rozumiem, drugiego nie hodowano nie tyle dlatego, \u017ce si\u0119 nie da, ile dlatego, \u017ceby najpierw skupi\u0107 si\u0119 na jednym, a drugim zaj\u0105\u0107 w kolejnych badaniach) i opisa\u0107 na tyle, \u017ce opis spe\u0142nia wymogi autorstwa nowego taksonu. Nazwano go\u00a0Hemimastix kukwesjijk<\/em>, a autorami s\u0105 Eglit i Simpson. Epitet gatunkowy jest zdrobnieniem nazwy w\u0142ochatego stwora z mitologii nowoszkockich Indian. Pewnie dlatego, \u017ce jedn\u0105 z cech\u00a0Hemimastigophora jest ich do\u015b\u0107 obfite pokrycie wiciami w dw\u00f3ch rz\u0119dach, a ten ma ich wi\u0119cej ni\u017c pierwszy znany gatunek tego rodzaju.<\/p>\n

Tak wi\u0119c okaza\u0142o si\u0119, \u017ce przedstawiciele\u00a0Hemimastigophora wcale nie s\u0105 tak rzadcy i egzotyczni, jak si\u0119 dot\u0105d wydawa\u0142o. To oczywi\u015bcie materia\u0142 na publikacj\u0119, ale niestety, nie na publikacj\u0119 w „Nature”. Nowe gatunki s\u0105 odkrywane stosunkowo cz\u0119sto. Odkrycie, \u017ce wcale nie s\u0105 ograniczone do Gondwany, jest ciekawe, ale te\u017c nie na najwy\u017csz\u0105 p\u00f3\u0142k\u0119. Udana hodowla gatunku drapie\u017cnego, kt\u00f3remu nie wystarczy da\u0107 troch\u0119 wody i \u015bwiat\u0142a, nie jest codzienno\u015bci\u0105, ale te\u017c nie jest najbardziej spektakularna.<\/p>\n

Simpson Lab jednak nie jest plac\u00f3wk\u0105 specjalizuj\u0105c\u0105 si\u0119 po prostu w poszukiwaniu i hodowli pierwotniak\u00f3w. Dzi\u015b takie plac\u00f3wki musz\u0105 zajmowa\u0107 si\u0119 tak\u017ce analizami molekularnymi (w Warszawie, gdzie bada si\u0119 m.in. eugleniny, te\u017c tak jest). Uda\u0142o si\u0119 wyizolowa\u0107 troch\u0119 rybosomalnego RNA i poddano analizom por\u00f3wnawczym z innymi danymi. Wbrew temu, co czasem jest prezentowane, z takich analiz rzadko wychodz\u0105 dendrogramy oczywiste i jednoznaczne. Jedna z mo\u017cliwych interpretacji wynik\u00f3w jest taka, \u017ce linia\u00a0Hemimastigophora jest nieco spokrewniona z supergrup\u0105 Sar (ale tylko nieco, b\u0119d\u0105c od niej odr\u0119bna, a nie w jej obr\u0119bie, jak s\u0105dzi\u0142 Cavalier-Smith). Druga, zdaniem Simpsona bardziej uzasadniona, \u017ce pokrewie\u0144stwo to jest bardziej odleg\u0142e. Nadal bli\u017cej im do Sar ni\u017c cho\u0107by naszej linii Amorphea, ale tak\u017ce euglenin (wbrew wizji\u00a0Foissner\u00f3w), ale to ju\u017c tak g\u0142\u0119boko wstecz si\u0119gaj\u0105ce pokrewie\u0144stwo, \u017ce zdecydowanie pozwalaj\u0105ce na nadanie Hemimastigophora rangi nie tylko typu, ale czego\u015b powy\u017cej kr\u00f3lestwa. To ju\u017c jest temat dla pisma formatu „Nature”, zw\u0142aszcza gdy troch\u0119 go zareklamowa\u0107 jako odkrycie nowych korzeni drzewa eukariont\u00f3w (cho\u0107 przyznaj\u0119, \u017ce tym razem nie jest tak, \u017ce sensacj\u0119 robi si\u0119 z odkrycia ko\u0142a<\/a>).<\/p>\n

W g\u0105szczu nazw grup typu Amorphea, Cercozoa, Rhizaria itd. pr\u00f3ba utrzymania porz\u0105dku hierarchicznego jest skazana na niepowodzenie. Czasem autorzy podr\u0119cznik\u00f3w czy baz taksonomicznych pr\u00f3buj\u0105 co\u015b takiego robi\u0107, ale sami badacze zwykle pozostaj\u0105 przy wymienianiu takson\u00f3w w kolejno\u015bci, ale bez nadawania im rang. Autorzy pracy ujawniaj\u0105cej wy\u017cej opisane wyniki twierdz\u0105 po prostu, \u017ce\u00a0Hemimastigophora maja rang\u0119 wy\u017csz\u0105 ni\u017c kr\u00f3lestwo i nazywaj\u0105 je supergrup\u0105 r\u00f3wnowa\u017cn\u0105 Opisthokonta czy Archaeplastida.<\/p>\n

Tak wi\u0119c w istocie zaproponowano wyr\u00f3\u017cnianie w\u015br\u00f3d supergrup czy innego rodzaju nadkr\u00f3lestw kolejnej. Zaproponowano, \u017ceby na drzewach \u017cycia eukariont\u00f3w ta linia mia\u0142a zaczepienie blisko podstaw. Jednak nie jest to tak, \u017ce zaproponowano co\u015b zupe\u0142nie nieoczekiwanego i nowatorskiego. Linia\u00a0Hemimastigophora od czasu zdefiniowana 30 lat temu by\u0142a uwa\u017cana za odr\u0119bn\u0105 i teraz tylko postawiono kropk\u0119 nad i. Owszem, po drodze by\u0142y spekulacje – ale w\u0142a\u015bnie tylko spekulacje – \u017ce lini\u0119 t\u0119 kiedy\u015b si\u0119 pewnie w\u0142\u0105czy do jakiej\u015b innej, bardziej znanej grupy. Spekulacje te teraz rozwiano (czy ponad wszelk\u0105 w\u0105tpliwo\u015b\u0107? poczekamy, zobaczymy). Gatunk\u00f3w, rodzaj\u00f3w czy rodzin incertae sedis<\/em>\u00a0troch\u0119 jeszcze chyba jest (przyznaj\u0119, nie \u015bledz\u0119 sprawy tak dok\u0142adnie, \u017ceby wskaza\u0107 przyk\u0142ady). One po prostu w wielu drzewach \u017cycia nie s\u0105 pokazywane, \u017ceby nie m\u0105ci\u0107 obrazu. Jak kiedy\u015b pisa\u0142em<\/a>, tam si\u0119 pokazuje dobrze umocowane ga\u0142\u0119zie, nie lu\u017ane ga\u0142\u0105zki. Zwykle jako\u015b si\u0119 je w ko\u0144cu udaje przyporz\u0105dkowa\u0107, ale czasem nie – i trzeba przyzna\u0107 im wysok\u0105 rang\u0119, jak si\u0119 sta\u0142o tym razem.<\/p>\n

ilustracja: Ernst Johann Lemmermann, domena publiczna (Spironema multicilliatum)<\/em><\/p>\n