5 Druh
Druh (species) je označení pro jedince a populace, které mají soubory unikátních společných vlastností a funkcí a jsou zde přeryvy, které je oddělují od vlastností populací jiných druhů.
První mořeplavci byli překvapeni z obrovské diverzitou organismů ve světě. V současné době jsou popsány asi 4 miliony druhů. Nejvíce popsaných druhů je mezi členovci, tj. asi 3 miliony druh. Z obratlovců je popsáno asi 27 tisíc druhů ryb a 549 tis. druhů savců. Nejvíce popsaných druhů je mezi brouky. Proto existuje humorné tvrzení, že „Bůh měl největší zálibu v broucích.
Problém je druhy kryptickými. Jsou to druhy, které se nedají odlišit morfologicky a odlišují se méně patrnými znaky, např. fyziologicky, etologicky apod. Kryptické druhy vytváří reprodukčně izolované přírodní populace se sympatrickými areály, ale nekříží se mezi sebou.
Kryptické druhy jsou zřejmě velmi rozšířené, protože popisy nových druhů jsou většinou založené na morfologii a tyto druhy zůstávají tradičními metodami nerozlišitelné.
Příklady:
· Paramecium aurelia. Prvok typologicky jasně odlišitelný, ve skutečnosti 14 kryptických druhů
· Anopheles macullipenis. Bylo rozlišeno šest kryptických druhů, z nichž jen některé přenášejí malárii.
· Severoamerickí cvrčci se liší jen odlišnou stridulací, morfologicky jsou jinak nerozlišitelní.
Další problém s druhovostí je v tom, že druhy jsou tvořeny po sobě existujícími populacemi. Je zde zřetelná časová kontinuita, ale jsou zde jasné morfologické přeryvy ve stejné době mezi existujícími jedinci různých populací rozdílných druhů.
5.1 Typologický druh je koncepce 19. století, kdy existuje typ druhu. Tento přístup nepočítá s časovým rozměrem, definován v době, kdy se věřilo na stálost druhů.
5.2. Biologický druh
Biologický druh tvoří soubor populací s jedinečným evolučním původem a historií. Má soubor specifických strukturálních, fyziologických, rozmnožovacích a genetických vlastností, tj. má výlučný genofond. Druh má unikátní ekologickou niku, tedy unikátní soubor nároků na biotické a abiotické prostředí. Rodičovská generace plodí za normálních podmínek potomstvo stejného druhu.
Definice druhu: Druh je soubor populací, které se skutečně nebo potenciálně kříží a jež jsou od ostatních takových souborů v přírodních podmínkách reprodukčně izolovány.
Druhová izolace vznikla jako výsledek působení reprodukčně izolačních mechanismů.
Uvedená definice je od Ernsta Mayra.
Biologické druhy objektivně existují. Výzkumy ukazují, že existuje vysoká shoda mezi biologickou klasifikací a terminologií původních obyvatel označující jednotlivá zvířata v okolním světě (např. pojmenování ptáků domorodci na Nové Guinei se shoduje v 95% s biologickou klasifikací této skupiny ve stejném území).
Existují i jiné koncepce druhovosti. Koncepce etologického druhu vychází ze schopnosti vnitrodruhového rozpoznávání mezi jedinci stejného druhu. Problém je v nedefinovatelnosti kritéria rozpoznatelnosti.
Fylogenetický druh. Koncepce fylogenetického druhu vychází z monofylie, tedy situace, kdy druh by měl zahrnovat všechny potomky společného předka. Tento přístup je možný pomocí molekulárních metod. Druh je definován na základě statisticky významné odlišnosti ve fylogenetickém schématu od ostatních zkoumaných jedinců. Definice takového druhu je však časově a finančně velmi nákladná a je nutné pečlivě zkonstruovat fylogenezi takového druhu. Proto stanovení fylogenetických druhů je omezeno jen na malé skupiny blízce příbuzných organismů. Je to však koncepce moderní, běžně využívaná v odborné literatuře.
Koncepce fylogenetického druhu vede k navýšení počtu druhů, neboť molekulární metody dokáží odlišit kryptické druhy, které byly v populaci morfologicky obtížně rozlišitelné nebo vůbec nerozlišitelné.
Příklad.
· S použitím molekulárních metod (v roce 2001) se prokázalo, že slon africký (Loxodonta africana) ve skutečnosti zahrnuje populace dvou fylogeneticky oddělených druhů. V savanách žije slon africký, zatímco populace pralesních slonů se geneticky odlišuje a byla popsána jako nová druh Loxodonta cyclotis. Bez molekulárních metod tyto druhy nelze rozlišit. Význam rozlišení tkví v tom, že pokud tito sloni v celém území Afriky ubývají, je nutno ochranu diferencovaně zaměřit na každý druh zvlášť, nikoliv jen na jako druh jediný (podle Freemana a Herona, 2007).
· Podobně až s použítím genetických metod byly bezpečně rozlišeny dva druhy monarchů. Monarch žijící v Jižní Americe se liší od monarchů na západě USA a byl popsán jako Danaus erippus. Genetickou divergenci způsobilo zvýšení hladiny oceánu, které způsobilu vznik mangrovových porostů na území gnešní Amazonské nížiny, které se staly neprostupnou bariérou pro populace monarchů. K oddělení těchto druhů došlo asi před 2 mil. let.
5.3 Význam druhu
Existence vyhraněných druhů, tedy vyhraněných, funkčních genotypů, zabraňuje mezidruhovému křížení. Mezidruhoví kříženci jsou podřadní a většinou neživotaschopní. Mechanismy udržující integritu druhu zabraňují rozpadu dobrých genotypů.
5.4 Uniparietální druhy (agamospecies):
Asexuálně se rozmnožující organismy nejsou ve stadiu druhovosti, neboť druh je definován jako uzavřené reprodukční společenství. Nejsou to geneticky definované biologické druhy, neboť potomci každého jedince se štěpí na řadu klonově (nebo obdobně) se množících izolovaných linií. Nedochází k rekombinaci genů a není možný vnitropopulační přenos genetické informace.
Potomci se štěpí řadu geneticky izolovaných linií. Agamospecies mají víceméně shodný genotyp. Strukturální, fyziologické a genetické vlastnosti klonů jsou shodné. Druh je definován historicky a typologicko-ekologicky. Mutace umožňují posunutí klonu do jiné adaptivní zóny. Mluvíme pak o novém uniparietálním druhu.
Moderními metodami je možné zjistit úplný genom u mnoha bakteriálních druhů. Uniparietální druhy by měly být geneticky unikátní, resp. na přítomnosti či nepřítomnosti určitých genů. Je pak logické, že bakteriální a archeální druhy jsou definovány v ekologickém smyslu, neboť jejich schopnost žít v určitém prostředí je podmíněna přítomností určitých genů.
Schopnost přežívat v určitém prostředí je spojena s tokem genů (u prokaryot umožněný tok genů nesouvisí s pohlavním rozmnožováním, jsou zde jiné mechanismy přenosu genů mezi buňkami). Pokud tedy akceptujeme ekologický pohled na druhovost u bakterií a archeí, pak tok genů u bakterií a archeí speciaci urychluje, zatímco u eukaryot tok genů naopak speciaci zabraňuje.
LITERATURA
Flegr, J.: I. Mechanismy mikroevoluce. – UK, Praha. 1995.
Flegr, J.: Evoluční biologie. – Academia. 2005.
Flegr, J.: Zamrzlá evoluce. – Galileo, Academia. 2006.
Flegr, J.: Úvod do evoluční biologie. – Galileo, Academia. 2007.
Hošek, J.: Saola aneb největší zoologické objevy posledních let. – Scientia, 2007.
Leakey, R. E.: Darwinův původ druhů v ilustracích. – Panorama 1989.
Mayr, E.: Co je evoluce. – Galileo, Academia. 2009.
Richerson, J. P., Boyd, R.: V genech není všechno. – Galileo, Academia. 2012.
Štys, P.: Zákonitosti evoluce organismů. In Rosypal, S. a kol: Fylogeneze, systém a biologie organismů. – SPN, Praha. 1992.